1 一、环氧树脂在电工绝缘领域中应用的特点 二十世纪四十年代末,环氧树脂开始被应用于电工绝缘领域,至今已经有五十余年的历史。 双酚 A型环氧树脂/酸酐体系是当前输变电设备绝缘浇注材料的主要品种,其优点突出: 具有良好的粘接性; 固化过程中收缩率低; 在固化过程中不产生小分子; 耐热性、耐药品性优良; 机械强度高; 电气绝缘性能优良。 但其缺点也很明显: 脆性大,抗开裂性能差:如产品浇注后开裂,存放期开裂,低温开裂,在线路运行中开裂; 脆性往往导致设备性能不达标:如局放不达标,耐冷热冲击不达标,动热稳定性不达标,绝缘子抗弯力不达标等; 随着对输变电设备性能要求的提高,问题越发突显出来。例如: 1、结构复杂的输变电设备及部件应力集中问题显著,更容易开裂; 2、设备使用条件更加严酷,如需要经受强烈温度冲击,适应电网运行波动,提高动热稳定性,保证长期质量,降低局放等。 二、环氧树脂绝缘层受力情况分析 产生上述问题的原因在于环氧树绝缘材料在输变电设备制造过程及使用过程中会受到多种力的作用: 1、固化过程中由于化学反应发生收缩产生的收缩应力; 2、环氧树脂与金属的线膨胀系数的差异产生的应力 表2-1 几种常用材料的线膨胀系数 材料名称 线膨胀系数(10-6/℃) 石英 0.5 铝 ~24 铜 ~16 环氧树脂 ~100 图 2-1 包裹或镶嵌金属零件的绝缘体示意图 2 3、绝缘层自身因温度变化而产生应力 4、电动力与外力作用 可见,绝缘体受力是必然的,不能消除的,而且是不断变化的,这种应力的存在是使环氧树脂绝缘层产生内部裂纹的主要原因,而这种力又是客观存在的,因此只有提高环氧树脂本身抵抗这种内部应力的能力才是减弱和消除内部缺陷,从而降低局放的主要手段。 三、提高环氧树脂绝缘浇注制品品质的三个环节 1、设计合理 2、提高环氧树脂绝缘材料的韧性 3、浇注工艺合理 从以上三点来看,由于设计一般是固定的,所以运用合理的工艺和提高环氧树脂本身的韧性,减弱和消除绝缘体内部的气泡或缺陷是降低局放的根本方法。 四、提高环氧树脂绝缘材料的抗开裂性能是解决问题的关键 在电工绝缘领域为克服环氧树脂的脆性采取了很多方法,绝大多数采用的是增柔,增柔技术大幅度地降低了树脂绝缘体的耐热性,而抗开裂性增加有限。 环氧树脂合金技术(增韧技术)是大幅度提高环氧树脂绝缘材料抗开裂性的新技术。环氧树脂合金技术与增柔技术不...