Gambaran keseluruhan
Kebolehpercayaan operasi dan hayat perkhidmatan apengubah, bagaimanapun, bergantung pada sebahagian besar daripada bahan penebat yang digunakan. Bahan penebat, juga dikenali sebagai dielektrik, adalah bahan dengan kerintangan tinggi dan kekonduksian rendah. Bahan penebat boleh digunakan untuk mengasingkan konduktor yang dicas atau pada potensi yang berbeza dan membenarkan arus mengalir ke arah tertentu. Dalam produk pengubah, bahan penebat juga memainkan peranan pelesapan haba, penyejukan, sokongan, penetapan, pemadam arka, meningkatkan potensi kecerunan, kalis lembapan, kalis cendawan dan melindungi konduktor. Di bawah tindakan voltan DC, hanya sejumlah kecil arus yang melalui bahan penebat. Kerintangannya (merujuk kepada kerintangan isipadu dalam udara) adalah agak tinggi, secara amnya 108~1020Ω·cm (kerintangan konduktor ialah 10-6~10-3Ω·cm, dan kerintangan semikonduktor ialah {{ 6}}~108Ω ·cm).
Bahan penebat mempunyai rintangan yang sangat tinggi terhadap arus DC. Oleh kerana kerintangan tinggi mereka, di bawah tindakan voltan DC, kecuali arus kebocoran permukaan yang sangat kecil, mereka sebenarnya hampir tidak konduktif; manakala untuk arus AC, mereka mempunyai kapasitansi. Arus elektrik melaluinya, dan ia biasanya dianggap tidak konduktif. Lebih besar kerintangan bahan penebat, lebih baik sifat penebatnya.
Bahan penebat digunakan dalam transformer untuk menebat bahagian konduktif antara satu sama lain dan dari tanah (potensi sifar). Apabila digunakan dalam pelbagai sokongan, ia juga harus mempunyai sifat mekanikal yang baik. Di samping itu, bahan penebat juga memainkan peranan lain, seperti pelesapan haba, penyejukan, penetapan, penyimpanan tenaga, pemadam arka, meningkatkan potensi kecerunan, kalis lembapan, kalis cendawan dan perlindungan konduktor.
Biasanya, bahan penebat dibahagikan kepada tiga kategori:
1) Bahan penebat gas: Di bawah suhu dan tekanan biasa, gas kering am mempunyai sifat penebat yang baik, seperti udara, nitrogen, hidrogen, karbon dioksida, sulfur heksafluorida, dll. Antaranya, udara dan sulfur heksafluorida digunakan dalam transformer. secara meluas;
2) Bahan penebat cecair: Bahan penebat cecair biasanya wujud dalam bentuk minyak, juga dikenali sebagai minyak penebat. Seperti minyak mineral, minyak sayuran, ester sintetik, dll.;
3) Bahan penebat pepejal: seperti cat penebat, gam penebat, kertas penebat, kadbod penebat, kadbod beralun, plastik dan filem elektrik, lamina elektrik (batang, tiub), resin epoksi tuang, porselin elektrik, getah, produk mika, dsb. .
Minyak penebat
Minyak penebat dicirikan oleh kekuatan elektrik yang tinggi, kilat tinggi, takat beku rendah, prestasi tinggi di bawah tindakan oksigen, suhu tinggi, dan medan elektrik yang kuat, tidak toksik, tidak menghakis, kelikatan rendah, dan kecairan yang baik. Ia digunakan secara meluas dalam produk elektrik seperti transformer, suis minyak, kapasitor dan kabel. Ia memainkan peranan penebat, penyejukan, impregnasi dan pengisian. Selain itu, ia juga memainkan peranan pemadam arka dalam suis minyak dan penyimpanan tenaga dalam kapasitor.
Minyak penebat memainkan peranan dwi penebat dan penyejukan dalam transformer;
Minyak penebat pada masa ini secara amnya dibahagikan kepada kategori berikut:
1) Minyak mineral: seperti minyak pengubah, minyak suis, minyak kapasitor, minyak kabel;
2) Minyak sintetik: seperti dodecylbenzene, minyak silikon, ester sintetik, dll.;
3) Minyak sayuran;
Resin epoksi
Resin epoksi ialah sebatian polimer. Resin dicirikan oleh bahan organik pepejal, separa pepejal atau separa pepejal dengan jisim molekul yang tidak menentu (biasanya lebih tinggi), kecenderungan untuk mengalir apabila mengalami tekanan, dan biasanya julat pelembut atau lebur, dan keratan rentas pepejal adalah selalunya berbentuk cangkang. Mempunyai ciri-ciri asas berikut:
1) Rantai molekul sangat panjang, setiap rantai mengandungi ratusan atau bahkan puluhan ribu atom, yang terikat secara kovalen antara satu sama lain;
2) Rantai molekul yang panjang terdiri daripada unit berulang terkecil, iaitu pautan rantai. Bilangan rantai rantai dalam molekul dipanggil darjah pempolimeran;
3) Jumlah daya antara molekul makromolekul sering melebihi daya ikatan kimia antara atom dalam molekul, yang menyebabkan sebatian polimer mempamerkan satu siri ciri: contohnya, tiada polimer gas, proses pembubaran polimer sangat perlahan, dsb. Jika terdapat pautan silang antara molekul, Ciri ini lebih menonjol.
Resin epoksi merujuk kepada oligomer yang mengandungi kumpulan berfungsi epoksi. Resin epoksi mula muncul pada tahun 1891. Selepas tahun 1947, banyak syarikat di Amerika Syarikat dan Switzerland berjaya mengindustri dan mensintesis resin epoksi bisphenol A. Negara kita memulakan pengeluaran pada tahun 1956.
Ciri-ciri penebat elektrik bahan epoksi amat cemerlang. Tanpa pengisi, EB produk yang diawet adalah lebih tinggi daripada 16MV/m, pV lebih tinggi daripada 1011Ω·m, εr ialah 3 hingga 4 dan tanδ ialah kira-kira 0.002 pada frekuensi kuasa. Oleh itu, 20% bahan epoksi Resin oksigen digunakan untuk penebat elektrik dan elektronik. Sebagai contoh, cat impregnasi epoksi digunakan sebagai cat penebat Kelas B untuk menghamili belitan stator motor kecil dan sederhana; cat bebas pelarut epoksi digunakan untuk impregnasi vakum belitan stator motor besar; lamina (plat, tiub, Rod) digunakan sebagai baji slot dan pad untuk motor dan rod operasi suis voltan tinggi; pelekat digunakan untuk mengikat sesendal porselin voltan tinggi; castables digunakan untuk pengasingan cakera dalam sulfur heksafluorida tertutup sepenuhnya peralatan elektrik gabungan (GIS) Komponen seperti penebat, transformer dan kapasitor seramik voltan tinggi. Pada masa ini, nama jenama resin epoksi yang dihasilkan dalam negara atau resin epoksi yang diubah suai masih tidak seragam. Pengeluar resin epoksi yang berbeza di seluruh dunia juga dinamakan secara berbeza dan perlu dikenal pasti melalui tanda dagangan.
Resin epoksi hanyalah oligomer dan mesti disembuhkan sebelum digunakan. Ejen pengawetan boleh bertindak balas dengan resin epoksi untuk memaut silang molekul resin daripada struktur linear ke dalam struktur linear. Accelerator/mangkin ialah bahan tambahan yang boleh mengurangkan tenaga pengaktifan tindak balas dan boleh menggalakkan/melaraskan proses tindak balas gel castable. Ejen pengawetan menggunakan hidrogen aktif yang terkandung di dalamnya untuk melakukan tindak balas penambahan pembukaan cincin dengan kumpulan epoksi aktif dalam resin untuk mencapai pengawetan. Hidrogen aktif ialah -NH2, -NH-, -C00H, -OH dan -SH dalam agen pengawetan atau pemecut. daripada hidrogen. Ejen pengawetan yang biasa digunakan termasuk amina dan anhidrida asid. Sesetengah agen pengawetan memerlukan pemecut/mangkin, sesetengahnya memerlukan keadaan suhu tinggi, dan sesetengahnya boleh bertindak balas dengan kuat pada suhu rendah. Perbezaan dalam agen pengawetan juga akan membawa kepada perbezaan yang besar dalam sifat produk pengawetan, yang akan memberi kesan yang ketara ke atas prestasi akhir produk. Oleh itu, adalah sangat penting untuk mereka bentuk dan memilih agen pengawetan dalam sistem formulasi resin epoksi.
Penebat epoksi digunakan dalam transformer jenis kering dan merupakan perkembangan baharu dalam tempoh 40 tahun yang lalu. Hayat reka bentuk gegelung pengubah diperlukan untuk mencapai 30 tahun, dan tahap rintangan haba mencapai tahap F. Sukar untuk bahan biasa untuk memenuhi keperluan.
Untuk tujuan ini, bahan yang digunakan, sistem formula dan prosesnya mesti direka bentuk, dioptimumkan, diuji dan disahkan untuk mendapatkan hasil yang ideal. Dalam pengubah jenis kering berpenebat resin, sistem resin epoksi diacu dengan tuang atau mencelup, dan kemudian diawetkan haba untuk membentuk penebat gegelung (iaitu, penebat membujur). Semasa keseluruhan operasi pengubah jenis kering, penebat resin epoksi juga mesti memastikan penebat elektrik gegelung. dan kekuatan mekanikal, dan menghilangkan haba di dalam gegelung melalui pengaliran terma.
Kelemahan terbesarnya ialah ketidakbolehpulihan dan ketidakbolehbaikan kecacatan dan kerosakan penebat resin (biasanya kecacatan berlaku semasa proses pembuatan dan kerosakan berlaku semasa operasi). Oleh itu, adalah amat penting untuk mengelakkan keretakan penebat pepejal, mengelakkan kecacatan tuangan, dan mengelakkan nyahcas separa (iaitu, nyahcas separa). Ia telah menjadi kunci kepada teknologi pembuatan penebat pepejal dan tumpuan persaingan di kalangan pengeluar.
Disebabkan kenaikan suhu tinggi yang disebabkan oleh kerugian semasa operasi pengubah, penebat resin berfungsi pada suhu tinggi untuk masa yang lama (contohnya, suhu operasi reka bentuk maksimum pengubah kelas F biasanya sekitar 140 darjah ), dan pengubah mungkin berada pada suhu tinggi sebelum digunakan dan semasa penyelenggaraan. Suhu rendah (seperti -30 darjah ), dan pengubah akan tertakluk kepada hentaman kilat voltan tinggi atau hentaman kuasa elektrik yang besar semasa litar pintas pada bila-bila masa. Gegelung bertebat resin harus dapat menyesuaikan diri dengan perubahan ini dan menahan atau menahan kesan elektrodinamik litar pintas di bawah suhu tinggi dan rendah yang melampau. Oleh itu, keperluan yang sangat ketat diletakkan pada sifat haba, mekanikal dan elektrik sistem penebat epoksi.
Pada masa ini terdapat dua sistem bahan penebat untuk pengubah tuang resin, satu ialah "pemutus resin tulen + tetulang gentian kaca kadar pengisian tinggi", satu lagi ialah "pemutus serbuk kuarza resin + tetulang tempatan grid kaca pra-impregnated".
Sistem penebat (biasanya dikenali sebagai struktur penebat) meliputi bidang yang lebih luas daripada sistem bahan penebat. Ia merujuk kepada penebat peralatan elektrik (atau komponen bebasnya), termasuk bukan sahaja bahan penebat dan gabungannya, tetapi juga penebat dan konduktor. Atau hubungan antara magnet, hubungan dengan medan elektrik, hubungan antara penebat dan persekitaran sekeliling (gas atau cecair dan keadaannya, pencemaran permukaan, keadaan pelesapan haba, daya mekanikal atau kesan sinaran, dll.), dsb., dan kebolehsuaian kepada parameter operasi sistem kuasa Ia adalah kesesuaian penebat. Keadaan aliran udara dan pelesapan haba, keadaan tegasan penebat, dll. dalam transformer jenis kering semuanya berada dalam skop sistem penebat yang mesti dipertimbangkan.
Kertas penebat
Kertas gentian tumbuhan dibahagikan kepada gentian kayu, gentian kapas dan gentian rami. Antaranya, yang paling biasa digunakan ialah kertas serat pulpa kayu sulfat tulen. Bahan mentahnya ialah kayu. Kayu lembut yang biasa digunakan ialah kayu Pinaceae, seperti pain kuning, pain putih dan pain merah. Komponen utama kayu seperti cemara dan pain merah ialah selulosa, yang merupakan sebatian polimer semula jadi. Kaedah pembuatan kertas penebat menggunakan kaedah kimia, seperti kaedah sulfat. Dalam kaedah ini, komponen utama cecair memasak ialah natrium sulfida (Na2S). Natrium sulfida dihidrolisiskan untuk menghasilkan natrium hidrogen sulfida dan natrium hidroksida. Natrium hidrogen sulfida boleh bertindak balas dengan kayu selain daripada selulosa. Selulosa bertindak balas dan melarutkannya dalam larutan alkali. Cecair memasak agak lembut, jadi berat molekul selulosa berkurangan sedikit. Kertas penebat selulosa tumbuhan yang biasa digunakan dalam transformer termasuk: kertas kabel kuasa, kertas kabel voltan tinggi dan kertas penebat antara pusingan pengubah, dsb.
1) Kertas kabel: Kertas kabel diperbuat daripada pulpa sulfat. Grednya ialah DL08, DL12 dan DL17. Ketebalannya ialah 0.0masing-masing 8mm, 0.12mm dan 0.17mm. Ia dibekalkan dalam bentuk gulung. Selepas kertas kabel diresapi dengan minyak transformer, kekuatan mekanikalnya dan Kekuatan elektrik akan bertambah baik dengan ketara. Sebagai contoh, kekuatan elektrik kertas kabel kuasa di udara ialah 6~9×103kV/m, dan selepas mengeringkan dan meresapi minyak pengubah, kekuatan elektriknya mencapai 70~90×103kV/m. Ia mempunyai kestabilan haba yang mencukupi dan biasanya digunakan sebagai penebat penggulungan dan penebat interlayer. Kertas kabel juga termasuk kertas kabel voltan tinggi, kertas kabel voltan rendah, kertas kabel berketumpatan tinggi dan kertas krep penebat. Kertas kabel voltan tinggi sesuai untuk 110-330pengubah dan pengubah kV, dengan nilai tangen kehilangan dielektrik yang rendah; kertas kabel voltan rendah digunakan untuk penebat kabel kuasa dan transformer atau produk elektrik lain 35kV dan ke bawah; kertas krep penebat diperbuat daripada kertas penebat elektrik Diperbuat daripada pemprosesan kedutan, terdapat kedutan di sepanjang arah melintangnya, dan ia tercabut apabila diregangkan. Ia sering digunakan untuk membalut penebat transformer tenggelam minyak, seperti pembalut penebat kepala gegelung, plumbum dan peranti pelindung elektrostatik; kertas kabel berketumpatan tinggi juga merupakan bahan penebat. Sejenis kertas krep, kekuatan elektriknya adalah 100% hingga 150% lebih tinggi daripada kertas krep biasa, dan kekuatan mekanikalnya adalah 50% lebih tinggi. Ia mempunyai kekuatan elektrik yang tinggi, rintangan minyak yang baik, keanjalan yang baik, dan mudah diregangkan. Ia boleh digunakan sebagai plumbum dan bukannya pita kain varnis. dan penebat sambungan wayar dan selekoh.
2) Kertas telefon: Kertas telefon juga diperbuat daripada pulpa sulfat dan biasanya digunakan dalam kabel telefon. Ia mempunyai kekuatan mekanikal yang lemah dan biasanya digunakan sebagai penebat pusingan, penebat lapisan atau penebat penutup konduktor.
3) Kertas kapasitor: Kertas kapasitor dibahagikan kepada Kelas A dan Kelas B mengikut keperluan penggunaan. Kertas kapasitor Kelas A digunakan untuk kapasitor dielektrik kertas berlogam dalam industri elektronik. Kelas B digunakan terutamanya sebagai dielektrik interelectrode kapasitor kuasa. Kertas kapasitor dicirikan oleh ketat yang tinggi dan ketebalan nipis. Secara amnya, kertas kapasitor sering digunakan untuk transformer semasa dan kurang kerap untuk transformer.
4) Kertas penebat luka: Kertas penebat luka digunakan sebagai kertas asas kertas pelekat. Kertas pelekat digunakan untuk menggulung silinder penebat (tiub) dan sesendal kapasitif. Cirinya ialah ketinggian penyerapan air lebih tinggi daripada kertas kabel dan lebih rendah daripada kertas yang diresapi. kertas. Kertas gusi dibahagikan kepada gam satu sisi atau dua muka (resin fenolik atau epoksi), yang diawet pada suhu rendah. Apabila menggulung tiub kertas atau menekan produk berlamina, gam akhirnya sembuh apabila dipanaskan dan diberi tekanan. , gulungan biasanya menggunakan pita satu sisi, dan papan pita yang ditekan menggunakan pita dua sisi. Di samping itu, terdapat kertas pelekat titik berlian (kertas pelekat titik grid), yang digunakan untuk penebat interlayer bagi gegelung luka foil yang direndam minyak. Selepas pengawetan, ia memastikan lekatan antara penebat dan antara penebat dan kerajang, meningkatkan Ia mempunyai kekuatan yang baik dan kebolehtelapan minyak yang baik.
Kertas penebat transformer yang biasa digunakan ialah kertas kabel, kertas krep dan kertas bertitik rombus, yang digunakan dalam transformer sebagai penebat antara pusingan, penebat antara lapisan, pengikat plumbum, dll. Secara amnya, harga pelbagai jenis kertas penebat adalah mengenai sama. Ia akan menjadi terlalu besar, kira-kira 20 yuan/kg.