王立平(哈爾濱慶緣電工材料股份有限公司,黑龍江 哈爾濱 150040)
20世紀60年代隨著SF6斷路器的研制成功,高壓開關行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展。20世紀70年代發(fā)展為優(yōu)異的高壓開關、SF6組合電器等系列產(chǎn)品。當前對電氣設備要求日趨大容量化、小型化和高可靠性。由于SF6斷路器及組合電器具有性能好、安全、經(jīng)濟、占地面積?。s為空氣開關的1/10)等特點,因此,國內高壓開關廠在20世紀80年代初相繼從國外引進SF6開關組合電器系列制造技術,并向國外購置了滅弧室、拉桿等真空壓力浸膠環(huán)氧玻璃布的絕緣制品。
國內常規(guī)生產(chǎn)的環(huán)氧玻璃布板、管、筒、棒,一般采用模壓法、手糊法、噴射法、纏繞法和引拔成型等,使用這些方法制得的產(chǎn)品因內部存在有較多的氣隙,一旦施以高壓,氣隙部分發(fā)生游離放電,造成絕緣擊穿。并采用真空壓力浸膠法制成的,內部不含氣隙,均勻性好,成品呈現(xiàn)高的擊穿電壓,不會發(fā)生游離放電擊穿的現(xiàn)象。世界一些先進國家,如瑞士、德國、日本、法國等都采用真空壓力浸膠層狀絕緣制品。真空壓力浸膠制品已經(jīng)成為高壓開關絕緣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。[2]
脫氣罐,壓力罐各1臺、電烘箱1臺、ZX-15旋片式真空泵1臺、裁剪玻璃布的工作臺1臺、空氣壓縮機1臺、規(guī)定尺寸的模具及必要的輔助工具。
膠粘劑的組成:環(huán)氧樹脂、甲基四氫苯酐、芐基二甲胺。
增強材料:玻璃纖維布、滌綸布。
1.2.1 膠粘劑和固化劑的選擇
環(huán)氧樹脂是膠粘劑的主要組成部分,也是產(chǎn)品電氣性能的決定因素。目前國內主要采用的環(huán)氧樹脂有E-44、E-51、CYD-128、F-51等。由于E-44、E-51環(huán)氧樹脂的粘度比較大,不利于生產(chǎn)操作,尤其是真空脫氣環(huán)節(jié)的進行,所以我們首先淘汰了這兩種環(huán)氧樹脂。F-51環(huán)氧樹脂作為一種耐高溫的環(huán)氧樹脂,適合制作具有高耐溫性能的產(chǎn)品時使用,而不適合普通產(chǎn)品的生產(chǎn)。我們最終選擇了CYD-128。在選擇了CYD-128環(huán)氧樹脂之后,固化劑及促進劑也就隨之確定,分別是甲基四氫苯酐和芐基二甲胺。
1.2.2 增強材料的選擇
玻璃纖維布一般采用0.10mm和0.18mm兩種,必須經(jīng)過偶聯(lián)劑處理。實驗采用的是目前國內最常用的7628無堿玻璃布。滌綸布的厚度從0.06mm到0.20mm。使用0.06mm厚度滌綸布表面會出現(xiàn)嚴重的褶皺造成堆積。通過實驗采用玻璃纖維布的厚度一致的滌綸布,表面外觀的光滑的產(chǎn)品。
膠粘劑的制備,按下面比例配置膠液,對膠液進行脫氣處理后待用。
環(huán)氧樹脂:固化劑:促進劑=100:80:1.8(質量比)
環(huán)氧真空壓力浸膠管樣品制備先將增強材料玻璃布、滌綸布按照一定比例纏繞在管芯軸上,裝入模具內,然后在真空下將環(huán)氧膠粘劑吸入模腔內,再在一定壓力和溫度下進行凝膠、固化,便可獲得管材樣品。
環(huán)氧真空壓力浸膠管與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂玻璃纖維纏繞制品所使用的原材料基本相同,但生產(chǎn)工藝不用。真空壓力浸膠工藝與傳統(tǒng)纏繞工藝的最大優(yōu)點是內部無氣隙,均勻性好,從而得到更高的機械、電氣強度。
表一為環(huán)氧真空壓力浸膠管與傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂玻璃纖維纏繞制品采用相同的國標GB/T5132電氣絕緣層壓管試驗方法進行性能測試,得出環(huán)氧真空壓力浸膠管具有更加優(yōu)良的各項性能。
表一:真空壓力浸膠工藝與傳統(tǒng)纏繞工藝性能對比
經(jīng)過幾年的反復試制、不斷改進和逐步完善,達到了試驗研究的目的。作為高壓開關上的主要的絕緣部件,對絕緣拉桿性能的要求也不斷的提高。我們研制的真空壓力浸膠制品已經(jīng)達到客戶的技術要求,廣泛應用于高壓、超高壓開關行業(yè)。
[1]俞翔霄,俞贊琪,陸惠英.環(huán)氧樹脂電絕緣材料[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006,317-334.
[2]陳宗旻.真壓壓力浸膠樹脂現(xiàn)狀及發(fā)展.環(huán)氧樹脂應用技術,2004,(1)7-8.