การใช้ฉนวนอีพอกซีเรซินในอุปกรณ์ไฟฟ้า

การใช้ฉนวนอีพอกซีเรซินในอุปกรณ์ไฟฟ้า

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฉนวนที่มีอีพอกซีเรซินเป็นไดอิเล็กทริกถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมพลังงาน เช่น บุชชิ่ง ฉนวนรองรับ กล่องสัมผัส กระบอกฉนวน และขั้วที่ทำจากอีพอกซีเรซินบนสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส คอลัมน์ ฯลฯ เรามาพูดถึงมุมมองส่วนตัวของฉันโดยพิจารณาจากปัญหาฉนวนที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้ชิ้นส่วนฉนวนอีพอกซีเรซินเหล่านี้

1. การผลิตฉนวนอีพอกซีเรซิน
วัสดุอีพอกซีเรซินมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นหลายประการในวัสดุฉนวนอินทรีย์ เช่น การยึดเกาะสูง การยึดเกาะที่แข็งแกร่ง ความยืดหยุ่นที่ดี คุณสมบัติการบ่มด้วยความร้อนที่ดีเยี่ยม และความต้านทานการกัดกร่อนของสารเคมีที่มั่นคง กระบวนการผลิตเจลแรงดันออกซิเจน (กระบวนการ APG) หล่อสุญญากาศเป็นวัสดุแข็งต่างๆ ชิ้นส่วนฉนวนอีพอกซีเรซินที่ผลิตขึ้นมีข้อดีคือมีความแข็งแรงเชิงกลสูง ทนต่อส่วนโค้งได้ดี มีขนาดกะทัดรัดสูง พื้นผิวเรียบ ทนต่อความเย็นได้ดี ทนความร้อนได้ดี ประสิทธิภาพของฉนวนไฟฟ้าที่ดี ฯลฯ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและส่วนใหญ่เล่น บทบาทของการสนับสนุนและฉนวน คุณสมบัติทางกายภาพ ทางกล ไฟฟ้า และความร้อนของฉนวนอีพอกซีเรซินสำหรับ 3.6 ถึง 40.5 kV แสดงไว้ในตารางด้านล่าง
อีพอกซีเรซินใช้ร่วมกับสารเติมแต่งเพื่อให้ได้มูลค่าการใช้งาน สามารถเลือกสารเติมแต่งได้ตามวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน สารเติมแต่งที่ใช้กันทั่วไปมีประเภทต่อไปนี้: 1 ตัวแทนการบ่ม ② ตัวแก้ไข 3 การกรอก ④ ทินเนอร์ ⑤อื่นๆ ในหมู่พวกเขา สารบ่มเป็นสารเติมแต่งที่ขาดไม่ได้ ไม่ว่าจะใช้เป็นกาว สารเคลือบ หรือหล่อ ก็ต้องเติม ไม่เช่นนั้นอีพอกซีเรซินจะไม่สามารถบ่มได้ เนื่องจากการใช้งาน คุณสมบัติ และข้อกำหนดที่แตกต่างกัน จึงมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับอีพอกซีเรซินและสารเติมแต่ง เช่น สารบ่ม ตัวปรับสภาพ สารตัวเติม และสารเจือจาง
ในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนฉนวน คุณภาพของวัตถุดิบ เช่น อีพอกซีเรซิน แม่พิมพ์ แม่พิมพ์ อุณหภูมิความร้อน ความดันในการเท และเวลาในการบ่ม มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของฉนวน ชิ้นส่วน ดังนั้นผู้ผลิตจึงมีกระบวนการที่ได้มาตรฐาน กระบวนการเพื่อให้มั่นใจในการควบคุมคุณภาพของชิ้นส่วนฉนวน

2. กลไกการพังทลายและแผนการเพิ่มประสิทธิภาพของฉนวนอีพอกซีเรซิน
ฉนวนอีพอกซีเรซินเป็นตัวกลางที่เป็นของแข็ง และความแรงของสนามพังทลายของของแข็งสูงกว่าของตัวกลางของเหลวและก๊าซ การสลายปานกลางที่เป็นของแข็ง
ลักษณะเฉพาะคือความแรงของสนามพังทลายมีความสัมพันธ์ที่ดีกับเวลาของการกระทำของแรงดันไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว การแจกแจงเวลาการดำเนินการ t สิ่งที่เรียกว่าขั้วปิดผนึกแข็งหมายถึงส่วนประกอบอิสระที่ประกอบด้วยตัวขัดขวางสุญญากาศ และ/หรือส่วนเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า และขั้วต่อที่บรรจุด้วยวัสดุฉนวนแข็ง เนื่องจากวัสดุฉนวนแข็งส่วนใหญ่เป็นอีพอกซีเรซิน ยางซิลิโคนกำลัง และกาว ฯลฯ พื้นผิวด้านนอกของตัวขัดขวางสุญญากาศจึงถูกห่อหุ้มตามลำดับจากล่างขึ้นบนตามกระบวนการซีลแบบแข็ง มีการสร้างขั้วที่ขอบของวงจรหลัก ในกระบวนการผลิต เสาควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพของเครื่องขัดขวางสุญญากาศจะไม่ลดลงหรือสูญหาย และพื้นผิวควรเรียบและเรียบเนียน และไม่ควรมีการหลวม สิ่งเจือปน ฟองอากาศ หรือรูขุมขนที่ลดคุณสมบัติทางไฟฟ้าและทางกล และไม่ควรมีข้อบกพร่องเช่นรอยแตกร้าว . อย่างไรก็ตาม อัตราการปฏิเสธของผลิตภัณฑ์เสาปิดผนึกทึบ 40.5 kV ยังคงค่อนข้างสูง และการสูญเสียที่เกิดจากความเสียหายของเครื่องขัดขวางสุญญากาศเป็นเรื่องที่น่าปวดหัวสำหรับหน่วยการผลิตหลายแห่ง เหตุผลก็คืออัตราการปฏิเสธมีสาเหตุหลักมาจากการที่เสาไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดของฉนวนได้ ตัวอย่างเช่น ในการทดสอบฉนวนแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่กำลังไฟฟ้า 95 kV 1 นาที มีเสียงคายประจุหรือปรากฏการณ์การพังทลายภายในฉนวนระหว่างการทดสอบ
จากหลักการของฉนวนไฟฟ้าแรงสูง เรารู้ว่ากระบวนการสลายทางไฟฟ้าของตัวกลางที่เป็นของแข็งนั้นคล้ายคลึงกับกระบวนการสลายของแก๊ส หิมะถล่มของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นจากการกระแทกไอออไนซ์ เมื่ออิเล็กตรอนถล่มรุนแรงเพียงพอ โครงสร้างตาข่ายอิเล็กทริกจะถูกทำลายและทำให้เกิดการพังทลาย สำหรับวัสดุฉนวนหลายชนิดที่ใช้ในเสาปิดผนึกทึบ แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ความหนาของหน่วยสามารถทนได้ก่อนพังทลาย ซึ่งก็คือความแรงของสนามพังทลายโดยธรรมชาตินั้นค่อนข้างสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Eb ของอีพอกซีเรซิน ความเข้มข้น 20 กิโลโวลต์/มม. อย่างไรก็ตาม ความสม่ำเสมอของสนามไฟฟ้ามีอิทธิพลอย่างมากต่อคุณสมบัติการเป็นฉนวนของตัวกลางที่เป็นของแข็ง หากมีสนามไฟฟ้าแรงเกินไปภายใน แม้ว่าวัสดุฉนวนจะมีความหนาและขอบฉนวนเพียงพอ การทดสอบความทนต่อแรงดันไฟฟ้าและการทดสอบการคายประจุบางส่วนจะผ่านการทดสอบเมื่อออกจากโรงงาน หลังจากใช้งานไประยะหนึ่ง ฉนวนชำรุดเสียหายอาจยังคงเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ผลกระทบของสนามไฟฟ้าในพื้นที่นั้นแรงเกินไป เช่นเดียวกับการฉีกกระดาษ ความเค้นที่มีความเข้มข้นมากเกินไปจะถูกนำไปใช้กับแต่ละจุดการกระทำตามลำดับ และผลลัพธ์ก็คือแรงที่น้อยกว่าความต้านทานแรงดึงของกระดาษมากสามารถฉีกขาดได้ทั้งหมด กระดาษ. เมื่อสนามไฟฟ้าแรงเกินไปในท้องถิ่นไปกระทำต่อวัสดุฉนวนในฉนวนอินทรีย์ จะทำให้เกิดเอฟเฟกต์ "รูกรวย" เพื่อให้วัสดุฉนวนค่อยๆ พังทลายลง อย่างไรก็ตาม ในระยะแรก ไม่เพียงแต่การทดสอบความถี่กำลังไฟฟ้าแบบธรรมดาที่ทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าและการคายประจุบางส่วนไม่สามารถตรวจพบอันตรายที่ซ่อนอยู่นี้ได้ แต่ยังไม่มีวิธีการตรวจจับที่จะตรวจจับได้ และรับประกันได้โดยกระบวนการผลิตเท่านั้น ดังนั้นขอบของเส้นขาออกด้านบนและด้านล่างของเสาปิดผนึกแบบทึบจะต้องเปลี่ยนเป็นส่วนโค้งเป็นวงกลม และรัศมีควรมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายสนามไฟฟ้า ในระหว่างกระบวนการผลิตเสา สำหรับสื่อที่เป็นของแข็งเช่นอีพอกซีเรซินและยางซิลิโคนกำลัง เนื่องจากผลสะสมของพื้นที่หรือความแตกต่างของปริมาตรต่อการพังทลาย ความแรงของสนามพังทลายอาจแตกต่างกัน และสนามพังทลายของขนาดใหญ่ พื้นที่หรือปริมาตรอาจแตกต่างกัน ดังนั้นสื่อที่เป็นของแข็ง เช่น อีพอกซีเรซิน จะต้องผสมให้เท่าๆ กันโดยการผสมอุปกรณ์ก่อนการห่อหุ้มและการบ่ม เพื่อควบคุมการกระจายตัวของความแรงของสนาม
ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากตัวกลางที่เป็นของแข็งเป็นฉนวนที่ไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้เอง ขั้วจึงต้องได้รับการทดสอบแรงดันไฟฟ้าหลายครั้ง หากตัวกลางที่เป็นของแข็งได้รับความเสียหายบางส่วนภายใต้แรงดันไฟฟ้าทดสอบแต่ละครั้ง ภายใต้ผลสะสมและแรงดันไฟฟ้าทดสอบหลายตัว ความเสียหายบางส่วนนี้จะขยายออกไปและนำไปสู่การพังทลายของขั้วในที่สุด ดังนั้นควรออกแบบขอบฉนวนของขั้วให้ใหญ่ขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อขั้วจากแรงดันไฟฟ้าทดสอบที่ระบุ
นอกจากนี้ ช่องว่างอากาศที่เกิดจากการยึดเกาะที่ไม่ดีของตัวกลางแข็งต่างๆ ในคอลัมน์เสาหรือฟองอากาศในตัวกลางที่เป็นของแข็งนั้นเอง ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้า ช่องว่างอากาศหรือช่องว่างอากาศจะสูงกว่าช่องว่างในของแข็ง ปานกลางเนื่องจากความแรงของสนามแม่เหล็กที่สูงขึ้นในช่องว่างอากาศหรือฟองอากาศ หรือความแรงของสนามพังทลายของฟองอากาศจะต่ำกว่าของแข็งมาก ดังนั้นจะมีการคายประจุบางส่วนในฟองอากาศในตัวกลางแข็งของเสา หรือการคายประจุที่พังทลายในช่องว่างอากาศ เพื่อแก้ปัญหาฉนวนนี้ เห็นได้ชัดว่าจะต้องป้องกันการก่อตัวของช่องว่างอากาศหรือฟองอากาศ: 1 พื้นผิวการติดสามารถใช้เป็นพื้นผิวด้านที่สม่ำเสมอ (พื้นผิวของผู้ขัดขวางสุญญากาศ) หรือพื้นผิวหลุม (พื้นผิวของยางซิลิโคน) และการใช้งาน กาวที่เหมาะสมเพื่อยึดเกาะพื้นผิวการยึดติดได้อย่างมีประสิทธิภาพ 2. สามารถใช้วัตถุดิบและอุปกรณ์เทที่ยอดเยี่ยมเพื่อให้แน่ใจว่าฉนวนของตัวกลางที่เป็นของแข็ง

3 การทดสอบฉนวนอีพอกซีเรซิน
โดยทั่วไป รายการทดสอบประเภทบังคับที่ควรทำสำหรับชิ้นส่วนฉนวนที่ทำจากอีพอกซีเรซินคือ:
1) การตรวจสอบลักษณะหรือเอ็กซ์เรย์ การตรวจสอบขนาด
2) การทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การทดสอบวงจรความเย็นและความร้อน การทดสอบการสั่นสะเทือนทางกล และการทดสอบความแข็งแรงทางกล เป็นต้น
3) การทดสอบฉนวน เช่น การทดสอบการคายประจุบางส่วน การทดสอบความถี่ไฟฟ้าที่ทนต่อแรงดันไฟฟ้า เป็นต้น

4 บทสรุป
โดยสรุป ในปัจจุบัน เมื่อมีการใช้ฉนวนอีพอกซีเรซินอย่างกว้างขวาง เราควรใช้คุณสมบัติฉนวนอีพอกซีเรซินอย่างถูกต้องจากแง่มุมของกระบวนการผลิตชิ้นส่วนฉนวนอีพอกซีเรซินและการออกแบบการเพิ่มประสิทธิภาพสนามไฟฟ้าในอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อสร้างชิ้นส่วนฉนวนอีพอกซีเรซิน การประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้ามีความสมบูรณ์แบบมากขึ้น