Application des isolateurs en résine époxy dans les équipements électriques
Ces dernières années, les isolateurs avec de la résine époxy comme diélectrique ont été largement utilisés dans l'industrie électrique, tels que les traversées, les isolateurs de support, les boîtes de contact, les cylindres isolants et les pôles en résine époxy sur les appareillages haute tension CA triphasés. Colonnes, etc., parlons de certaines de mes opinions personnelles basées sur les problèmes d'isolation qui surviennent lors de l'application de ces pièces isolantes en résine époxy.
1. Production d'isolant en résine époxy
Les matériaux en résine époxy présentent une série d'avantages exceptionnels dans les matériaux isolants organiques, tels qu'une cohésion élevée, une forte adhérence, une bonne flexibilité, d'excellentes propriétés de durcissement thermique et une résistance stable à la corrosion chimique. Procédé de fabrication de gel sous pression d'oxygène (procédé APG), coulée sous vide dans divers matériaux solides. Les pièces isolantes en résine époxy fabriquées présentent les avantages d'une résistance mécanique élevée, d'une forte résistance à l'arc, d'une compacité élevée, d'une surface lisse, d'une bonne résistance au froid, d'une bonne résistance à la chaleur, de bonnes performances d'isolation électrique, etc. rôle de support et d’isolation. Les propriétés physiques, mécaniques, électriques et thermiques de l'isolation en résine époxy pour 3,6 à 40,5 kV sont présentées dans le tableau ci-dessous.
Les résines époxy sont utilisées avec des additifs pour obtenir une valeur d'application. Les additifs peuvent être sélectionnés selon différents objectifs. Les additifs couramment utilisés comprennent les catégories suivantes : ① agent de durcissement. ② modificateur. ③ Remplissage. ④ plus mince. ⑤Autres. Parmi eux, l'agent de durcissement est un additif indispensable, qu'il soit utilisé comme adhésif, revêtement ou coulable, il doit être ajouté, sinon la résine époxy ne peut pas durcir. En raison des différentes utilisations, propriétés et exigences, il existe également des exigences différentes pour les résines époxy et les additifs tels que les agents de durcissement, les modificateurs, les charges et les diluants.
Dans le processus de fabrication de pièces isolantes, la qualité des matières premières telles que la résine époxy, le moule, le moule, la température de chauffage, la pression de coulée et le temps de durcissement ont un grand impact sur la qualité du produit fini de l'isolant. les pièces. Le fabricant dispose donc d’un processus standardisé. Procédé permettant d'assurer le contrôle qualité des pièces isolantes.
2. Mécanisme de panne et schéma d'optimisation de l'isolation en résine époxy
L'isolation en résine époxy est un milieu solide et l'intensité du champ de claquage du solide est supérieure à celle du milieu liquide et gazeux. décomposition du milieu solide
La caractéristique est que l'intensité du champ de claquage est étroitement liée au temps d'action de la tension. De manière générale, le claquage du temps d'action t Le pôle dit à étanchéité solide fait référence à un composant indépendant composé d'une ampoule à vide et/ou d'une connexion conductrice et de ses bornes emballées dans un matériau isolant solide. Étant donné que ses matériaux isolants solides sont principalement de la résine époxy, du caoutchouc de silicone puissant et de l'adhésif, etc., la surface extérieure de l'ampoule à vide est encapsulée tour à tour de bas en haut selon le processus de scellement solide. Un pôle est formé en périphérie du circuit principal. Dans le processus de production, le pôle doit garantir que les performances de l'ampoule à vide ne seront pas réduites ou perdues, et que sa surface doit être plate et lisse, et qu'il ne doit y avoir aucun jeu, impuretés, bulles ou pores qui réduisent les propriétés électriques et mécaniques. , et il ne devrait y avoir aucun défaut tel que des fissures. . Malgré cela, le taux de rejet des produits à pôles scellés de 40,5 kV reste relativement élevé, et les pertes causées par les dommages de l'ampoule à vide constituent un casse-tête pour de nombreuses unités de fabrication. La raison en est que le taux de rejet est principalement dû au fait que le poteau ne peut pas répondre aux exigences d'isolation. Par exemple, lors de l'essai d'isolation à la tension de tenue à la fréquence industrielle de 95 kV pendant 1 min, il y a un bruit de décharge ou un phénomène de claquage à l'intérieur de l'isolation pendant l'essai.
Grâce au principe de l'isolation haute tension, nous savons que le processus de claquage électrique d'un milieu solide est similaire à celui d'un gaz. L'avalanche d'électrons est formée par ionisation par impact. Lorsque l’avalanche d’électrons est suffisamment forte, la structure du réseau diélectrique est détruite et la panne est provoquée. Pour plusieurs matériaux isolants utilisés dans le poteau solidement scellé, la tension la plus élevée que l'épaisseur de l'unité peut supporter avant claquage, c'est-à-dire l'intensité du champ de claquage inhérent, est relativement élevée, en particulier l'Eb de la résine époxy ≈ 20 kV/mm. Or, l’uniformité du champ électrique a une grande influence sur les propriétés isolantes du milieu solide. S'il y a un champ électrique trop fort à l'intérieur, même si le matériau isolant a une épaisseur et une marge d'isolation suffisantes, le test de tension de tenue et le test de décharge partielle sont réussis à la sortie de l'usine. Après une période de fonctionnement, des ruptures d'isolation peuvent encore se produire fréquemment. L'effet du champ électrique local est trop fort, tout comme déchirer du papier, la contrainte excessivement concentrée sera appliquée tour à tour à chaque point d'action, et le résultat est qu'une force bien inférieure à la résistance à la traction du papier peut déchirer l'ensemble. papier. Lorsqu'un champ électrique localement trop fort agit sur le matériau isolant de l'isolant organique, il produira un effet de « trou de cône », de sorte que le matériau isolant se décompose progressivement. Cependant, au début, non seulement les tests conventionnels de tension de tenue à la fréquence industrielle et de décharge partielle n'ont pas pu détecter ce danger caché, mais il n'existe également aucune méthode de détection pour le détecter, et cela ne peut être garanti que par le processus de fabrication. Par conséquent, les bords des lignes sortantes supérieure et inférieure du poteau solidement scellé doivent former un arc de cercle et le rayon doit être aussi grand que possible pour optimiser la répartition du champ électrique. Pendant le processus de production du poteau, pour les supports solides tels que la résine époxy et le caoutchouc de silicone puissant, en raison de l'effet cumulatif de la différence de surface ou de volume sur la panne, l'intensité du champ de claquage peut être différente et le champ de claquage d'un grand la surface ou le volume peut être différent. Par conséquent, le milieu solide tel que la résine époxy doit être mélangé uniformément par un équipement de mélange avant l'encapsulation et le durcissement, afin de contrôler la dispersion de l'intensité du champ.
Dans le même temps, puisque le milieu solide est une isolation sans auto-récupération, le poteau est soumis à plusieurs tensions d'essai. Si le milieu solide est partiellement endommagé sous chaque tension d'essai, sous l'effet cumulatif et plusieurs tensions d'essai, ces dommages partiels s'étendront et conduiront éventuellement à une rupture de pôle. Par conséquent, la marge d'isolation du poteau doit être conçue pour être plus grande afin d'éviter d'endommager le poteau par la tension d'essai spécifiée.
De plus, les entrefers formés par la mauvaise adhésion de divers milieux solides dans la colonne polaire ou les bulles d'air dans le milieu solide lui-même, sous l'action de la tension, l'entrefer ou l'entrefer est supérieur à celui du solide moyen en raison de l'intensité de champ plus élevée dans l'entrefer ou la bulle. Ou encore, l’intensité du champ de claquage des bulles est bien inférieure à celle des solides. Il y aura donc des décharges partielles dans les bulles dans le milieu solide du pôle ou des décharges par claquage dans les entrefers. Pour résoudre ce problème d'isolation, il est évident d'éviter la formation de lames d'air ou de bulles : ① La surface de collage peut être traitée comme une surface mate uniforme (surface de l'ampoule à vide) ou une surface de creux (surface du caoutchouc de silicone), et utiliser un adhésif raisonnable pour coller efficacement la surface de liaison. ② D'excellentes matières premières et équipements de coulée peuvent être utilisés pour assurer l'isolation du milieu solide.
3 Test d'isolation en résine époxy
En général, les éléments d'essai de type obligatoires qui doivent être effectués pour les pièces isolantes en résine époxy sont :
1) Inspection d’apparence ou aux rayons X, inspection de taille.
2) Test environnemental, tel que test de cycle de froid et de chaleur, test de vibration mécanique et test de résistance mécanique, etc.
3) Test d'isolation, tel que test de décharge partielle, test de tension de tenue à fréquence industrielle, etc.
4. Conclusion
En résumé, aujourd'hui, alors que l'isolation en résine époxy est largement utilisée, nous devons appliquer avec précision les propriétés d'isolation en résine époxy du point de vue du processus de fabrication des pièces d'isolation en résine époxy et de la conception d'optimisation du champ électrique dans les équipements électriques pour fabriquer des pièces d'isolation en résine époxy. L'application dans les équipements électriques est plus parfaite.
Heure de publication : 25 janvier 2022