1、概述

環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器由于具有難燃、安全、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、保護(hù)便利、體積小等特色，已在城市的高層建筑和電站等場(chǎng)所得到廣泛的使用。近幾年來(lái)，我干式變壓器的生產(chǎn)有了較大的開展，生產(chǎn)廠家由20世紀(jì)90年代初的七、八家敏捷增加到了近百家，生產(chǎn)能力也從 3000~4000MVA進(jìn)步到了20000MVA以上。產(chǎn)品的功能和外觀都有了較大的改進(jìn)。

環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的繞組絕大多數(shù)是采用環(huán)氧樹脂澆注成型（許多廠家的低壓繞組選用銅箔繞制）的，成型后繞組的內(nèi)在功能也隨之確認(rèn)，一旦成型后的繞組功能達(dá)不到規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)，就只好作廢。所以，為了保證繞組的澆注質(zhì)量，要求預(yù)澆注繞組的結(jié)構(gòu)有必要可靠。一起，要求繞組澆注資料配方要合理，且澆注工藝要先進(jìn)。本文提出了無(wú)填料繞組澆注資料的挑選和配方規(guī)劃、工藝參數(shù)的挑選，以及澆注進(jìn)程中應(yīng)留意的一些事項(xiàng)。

      2、環(huán)氧樹脂澆注工藝特色

環(huán)氧樹脂澆注工藝歸于模注成型技術(shù)，是干式變壓器中澆注繞組較為老練的一種工藝，世界許多家都已廣泛使用。其先要特色是：

（1）繞組被固定在金屬模內(nèi)，注入的環(huán)氧樹脂混合料浸透至繞組各層間，將其固化成型，使之與導(dǎo)線、絕緣資料牢固地結(jié)合成一體，固化成型后的繞組具有極高的機(jī)械強(qiáng)度。

（2）由于繞組和樹脂混合料均在高真空狀態(tài)下脫氣，所以固化成型后，繞組的局部放電量（實(shí)測(cè)成果一般在 10pC以下）很低。

（3）在凝膠進(jìn)程中，保持必定的壓力，使補(bǔ)償罐內(nèi)的樹脂流入模腔內(nèi)，以補(bǔ)償因樹脂固化縮短引起的缺料，防止出現(xiàn)澆注缺點(diǎn)。

（4）在固化進(jìn)程中，選用階梯固化工藝，使繞組的內(nèi)應(yīng)力降到較低，防止繞組開裂。

3、環(huán)氧樹脂澆注資料的挑選和配方規(guī)劃

3.1 環(huán)氧樹脂混合料的挑選

環(huán)氧樹脂混合料的挑選應(yīng)從對(duì)產(chǎn)品的功能要求和澆注工藝性兩方面加以考慮。

對(duì)于干式變壓器來(lái)講，由于繞組體積大，對(duì)電氣功能、機(jī)械強(qiáng)度要求高，所以，所選用的澆注資料有必要滿意變壓器的各方面功能要求，且絕緣等級(jí)一般要求到達(dá) 3 級(jí)以上。

就工藝性而言，先要是要求在必定的工藝條件下，混合料具有較高的流動(dòng)性、易浸性以及混合料的適用性，即在必定條件下可以操控混合料的澆注時(shí)刻。

現(xiàn)在，干式變壓器繞組澆注用的混合料（無(wú)填料型）的組分為：環(huán)氧樹脂、固化劑、增塑劑、促進(jìn)劑和色漿等資料。

3.1.1 環(huán)氧樹脂

澆注工藝中，可使用的環(huán)氧樹脂品種較多，但由于干式變壓器受技術(shù)條件和工藝條件的約束，因而對(duì)環(huán)氧樹脂的資料功能要求十分嚴(yán)厲。如要求有機(jī)氯和無(wú)機(jī)氯含量有必要低，由于在環(huán)氧樹脂中若有機(jī)氯含量較高，則會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹脂固化物的電氣功能在高溫時(shí)下降；而在環(huán)氧樹脂中若存在無(wú)機(jī)氯，則會(huì)使環(huán)氧樹脂固化物的電氣功能在常溫下變差或使固化物開裂。一起，由于環(huán)氧樹脂中存在氯離子等雜質(zhì)，促使環(huán)氧樹脂混合料在澆注進(jìn)程中凝膠時(shí)刻縮短，使?jié)沧⒐に嚐o(wú)法順利進(jìn)行，導(dǎo)致混合料過(guò)早凝膠而作廢。

現(xiàn)在，用于澆注變壓器繞組的環(huán)氧樹脂基本上都是中粘度液態(tài)雙酚 ! 環(huán)氧樹脂。該樹脂無(wú)論是進(jìn)口的，還是內(nèi)生產(chǎn)的，其功能基本相同，均為高純度環(huán)氧樹脂。

3.1.2 固化劑

在環(huán)氧樹脂混合猜中，由于環(huán)氧樹脂有必要與固化劑交聯(lián)固化構(gòu)成不熔、不溶的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才干顯示出環(huán)氧樹脂的優(yōu)秀的電氣功能和機(jī)械功能。所以，在環(huán)氧樹脂澆注進(jìn)程中，固化劑是必不可少的重要組分。

固化劑的品種及檔次直接關(guān)系到澆注固化系統(tǒng)的先要功能。由于固化劑中的雜質(zhì)、蒸發(fā)分及先要成分含量高低紛歧，不只會(huì)使?jié)沧⑦M(jìn)程發(fā)生異常情況，一起也會(huì)下降固化體的電氣功能和機(jī)械功能。所以，固化劑的挑選有必要慎重，一個(gè)品種確認(rèn)之后，不宜輕易改動(dòng)。

為了滿意變壓器的功能要求，變壓器澆注繞組所選用的固化劑基本上都是在高溫下固化的。這是由于前期所選用的固化劑多為固態(tài)酸酐，如聚壬二酸酐，鄰苯二甲酸酐等。它們均有杰出的電氣功能和機(jī)械功能，且價(jià)格也較低。但由于澆注工藝性差，如進(jìn)步問(wèn)題、混合料溫度操控問(wèn)題、過(guò)濾器的阻塞問(wèn)題都難以解決，因而已被全液態(tài)高溫固化劑所取代。

現(xiàn)在，變壓器繞組澆注用的固化劑基本上都是異構(gòu)化甲基四氫（或六氫）苯酐。這種固化劑粘度低，蒸發(fā)分低，澆注工藝性優(yōu)秀，固化后的固化體電氣化功能和機(jī)械功能杰出。

3.1.3  增塑劑

在環(huán)氧樹脂混合料的配方中或多或少都要參加必定量的增塑劑，以改進(jìn)環(huán)氧樹脂固化體的脆性，防止固化體出現(xiàn)開裂，滿意產(chǎn)品的功能要求。但是增加的份量不宜過(guò)多，由于在混合猜中，跟著增塑劑的增多，環(huán)氧樹脂固化體的熱變形溫度逐步下降，電氣功能也隨之下降。所以，在環(huán)氧樹脂混合猜中，增塑劑的份量應(yīng)加以操控。

適用于干式變壓器繞組澆注用的增塑劑有必要是在高溫條件下功能安穩(wěn)的資料，并且本身的粘度要小，有利于滋潤(rùn)、擴(kuò)散和吸附。現(xiàn)在，變壓器繞組澆注用的增塑劑先要有兩大類：一類為側(cè)鏈型環(huán)氧樹脂；另一類為多元醇化合物。

3.1.4 促進(jìn)劑

在環(huán)氧樹脂混合猜中，促進(jìn)劑的先要作用是加速交聯(lián)固化反響，調(diào)節(jié)凝膠時(shí)刻，使之滿意澆注工藝的要求。一起，它還具有下降混合料固化溫度的作用，從而起到下降固化物的縮短量，防止?jié)沧⒐袒w發(fā)生龜裂。

在高溫固化的混合料配方中，促進(jìn)劑的用量一般不應(yīng)超越0.5%，特別是象澆注變壓器繞組這樣大型澆注件，更需嚴(yán)厲操控。由于這種澆注件所使用的混合料一次投料較多，一旦促進(jìn)劑過(guò)量，將使混合料很快凝膠固化而作廢。別的，即便澆注能順利進(jìn)行，也將使環(huán)氧樹脂固化體在固化進(jìn)程中，過(guò)早地凝膠導(dǎo)致反響時(shí)大分子不能持續(xù)延伸而斷裂，構(gòu)成固化體的開裂。

3.1.5 色漿

在環(huán)氧樹脂混合料參加少量色漿，其意圖是使澆注體上色以取得所需要的顏色。

環(huán)氧樹脂混合料的色漿有必要具備下列條件：著色力強(qiáng)，即增加少量色漿就能到達(dá)染色的效果；在環(huán)氧樹脂中具有杰出的分散性；優(yōu)秀的耐熱性，對(duì)于F級(jí)干式變壓器來(lái)講，應(yīng)在155攝氏度下不分化、不褪色；具有杰出的電氣功能，即參加色漿后不影響環(huán)氧樹脂固化體的電氣功能和其他綜合功能。

3.2 環(huán)氧樹脂澆注資料的配方規(guī)劃

環(huán)氧樹脂澆注料的配方規(guī)劃是整個(gè)澆注工藝的關(guān)鍵。對(duì)配方規(guī)劃著重考慮被澆注產(chǎn)品的功能要求和澆注進(jìn)程中的工藝要求。

3.2.1 澆注品的功能要求

對(duì)于干式變壓器來(lái)講，要求澆注繞組有優(yōu)秀的電氣功能，到達(dá)相應(yīng)的絕緣等級(jí)（內(nèi)一般要求到達(dá)F級(jí)），有優(yōu)秀的機(jī)械功能。一起要求澆注繞組有相當(dāng)好的耐性和剛性，以保證變壓器長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)轉(zhuǎn)中澆注繞組不開裂、不脫層。澆注品要滿意上述功能，一般都要挑選高溫固化的環(huán)氧樹脂混合料。

3.2.2 澆注工藝方面的要求

對(duì)環(huán)氧樹脂混合料的配方規(guī)劃還有必要滿意工藝方面的要求，先要考慮混合料的粘度和凝膠時(shí)刻。對(duì)同樣都符合產(chǎn)品功能要求的環(huán)氧樹脂混合料，應(yīng)挑選粘度較低的配方。由于粘度低的混合料便于真空脫氣，并且流動(dòng)性好，對(duì)澆注件的浸透性也好。

凝膠時(shí)刻是環(huán)氧樹脂澆注工藝中極其重要的工藝參數(shù)。凝膠時(shí)刻太短，有可能構(gòu)成混合料未澆注，即凝膠固化而無(wú)法進(jìn)行澆注，從而構(gòu)成嚴(yán)重的后果。但凝膠時(shí)刻也不宜過(guò)長(zhǎng)，不然會(huì)給批量生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。所以混合料的凝膠時(shí)刻有必要操控在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。從實(shí)際操作情況來(lái)看，干式變壓器繞組澆注工藝一般要求凝膠時(shí)刻在3~5h之間較適宜。

4 繞組澆注進(jìn)程中應(yīng)留意的幾個(gè)問(wèn)題

4.1 澆注料的制造

應(yīng)根據(jù)工藝配方制造澆注料，在制造時(shí)應(yīng)精確操控各組分的參加量，尤其是促進(jìn)劑，盡管其參加量所占份額很小，但對(duì)固化反響影響極大。促進(jìn)劑的參加量與繞組的結(jié)構(gòu)、體積有關(guān)。一般說(shuō)來(lái)，體積小的繞組，促進(jìn)劑的參加量可以多一些，反之應(yīng)少一些。參加的份額應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)加以確認(rèn)。

4.2 澆注溫度的操控

應(yīng)根據(jù)澆注資料的功能確認(rèn)真空澆注溫度，該

溫度既要保證澆注資料有較低的粘度，使其流動(dòng)性好，便于真空脫氣和在較短時(shí)刻內(nèi)浸透被澆注件，又有必要保證澆注資料的使用周期。如某環(huán)氧樹脂混合料參加促進(jìn)劑后在80攝氏度時(shí)即可固化，在選用這種組分的環(huán)氧樹脂混合料時(shí)，其澆注溫度就不能超越80攝氏度。在實(shí)際使用中，一般將澆注溫度操控在60-70攝氏度之間較適宜。

4.3 真空度的操控

澆注進(jìn)程中，真空度對(duì)消除混合猜中的氣體和澆注品的質(zhì)量有直接影響。若真空度低，則應(yīng)延伸脫氣時(shí)刻，但并不是真空度越高越好，由于它受澆注資料的飽滿蒸汽壓所約束。假如真空度超越資料的飽滿蒸汽壓，就會(huì)導(dǎo)致資料的蒸發(fā)，引起混合料配比的變化，澆注品的質(zhì)量就無(wú)法保證，甚至作廢。所以，只有真空度比混合猜中較高組分的飽滿蒸汽壓低，才干保證混合料的配比是安穩(wěn)的。

4.4 固化時(shí)刻和固化溫度的操控

繞組澆注結(jié)束，有必要進(jìn)行固化處理。對(duì)于固化的工藝參數(shù)和進(jìn)程，各廠都有自己的特色。但根據(jù)環(huán)氧樹脂的固化反響特色和對(duì)繞組電氣功能的要求，一般都采取兩步法固化工藝，即較低溫度下的前固化和較高溫度下的后固化。選用METHA作固化劑的前固化時(shí)刻一般為3-5h，溫度操控在 90-110攝氏度之間。這時(shí)候的固化進(jìn)程是混合料的液體狀態(tài)向固體狀態(tài)轉(zhuǎn)化進(jìn)程。前固化后的環(huán)氧樹脂呈彈性體，便于脫模。脫模后，澆注繞組有必要進(jìn)行后固化處理。其意圖是使環(huán)氧樹脂進(jìn)一步發(fā)生交聯(lián)固化，使環(huán)氧樹脂較終構(gòu)成不熔、不溶的固體。為了取得較佳的電氣功能和機(jī)械功能，這個(gè)階段的固化應(yīng)選用階梯固化工藝，階梯的級(jí)數(shù)和溫度梯度可根據(jù)工件的巨細(xì)來(lái)確認(rèn)。升溫速率一般操控在每小時(shí)25攝氏度以下，這樣可以防止因升溫速度過(guò)快，固化反響劇烈而構(gòu)成應(yīng)力會(huì)集。

5 結(jié)束語(yǔ)

?多年來(lái)，內(nèi)已在環(huán)氧樹脂澆注工藝方面做了大量研究工作，并積累了豐富的制造經(jīng)驗(yàn)，該技術(shù)已得到了廣泛的使用。跟著干式變壓器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和對(duì)功能要求的進(jìn)步，對(duì)環(huán)氧樹脂及其輔料的技術(shù)指標(biāo)要求也隨之進(jìn)步，對(duì)澆注工藝也提出了更高要求。

為了滿意干式變壓器的電氣和機(jī)械功能要求，除了合理規(guī)劃環(huán)氧樹脂混合料的配方外，還有必要有可行的澆注工藝及合理的工藝參數(shù)。這樣才干保證澆注品的優(yōu)秀功能，而這一范疇的許多工作還有待于咱們進(jìn)一步的探究和研究，以不斷進(jìn)步澆注工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量。