Abstract- Ich weiß.
In diesem technischen Artikel wird die Anwendung von
Epoxidharzund das Verfahren der automatischen Druckgefrierung (Automatic Pressure Gelation, APG) bei der Herstellung von Stromtransformatoren.Ziel ist es, einen praktischen Leitfaden für Ingenieure und Hersteller zu bieten, die die Effizienz der CT-Produktion optimieren möchten., Isolationsleistung und langfristige Zuverlässigkeit.
1Einführung- Ich weiß.
Stromtransformatoren spielen eine entscheidende Rolle in Stromversorgungssystemen, da sie hohe Stromwerte für Mess-, Schutz - und Steuerungszwecke senken.Um sicherzustellen, dass sie zuverlässig funktionieren, sind hochwertige Isoliermaterialien und präzise Fertigungsverfahren erforderlichEpoxidharz, bekannt für seine hervorragende elektrische Isolierung, mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit, ist zum Material der Wahl für die CT-Kapselung geworden.In Kombination mit dem APG-Injektionsverfahren, ermöglicht es die Herstellung von CTs mit gleichbleibender Qualität, minimalen Lücken und verbesserter Leistung.
2.1 Materialeigenschaften
Epoxidharz, das in der CT-Fertigung verwendet wird, weist typischerweise folgende wesentliche Eigenschaften auf:
- Elektrische Isolierung: Hohe dielektrische Festigkeit (in der Regel > 20 kV/mm) und geringe dielektrische Verlusttangente sorgen für eine wirksame Isolierung von Hochspannungskomponenten innerhalb von CTs.Vorbeugung elektrischer Ausfälle und Teilausladungen- Ich weiß.
- Mechanische Festigkeit: Eine ausreichende Zug-, Kompressions- und Biegfestigkeit hilft CTs, mechanischen Belastungen während der Installation, des Betriebs und des Transports standzuhalten.
- Thermische Stabilität: Ein breiter Betriebstemperaturbereich (z. B. - 40 °C bis 155 °C) ermöglicht es CTs, unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen zuverlässig zu funktionieren.Epoxidharz hat auch einen relativ niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch das Risiko von thermisch belasteten Rissen verringert wird.
- Chemikalienbeständigkeit: Die Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Öle und übliche Chemikalien in Stromversorgungssystemen schützt die inneren Komponenten von CTs vor dem Abbau im Laufe der Zeit.
2.2 Formulierung
Die
EpoxidharzDas in den APG-Prozessen verwendete System besteht häufig aus zwei Bestandteilen: dem Basisharz und dem Härter.während der Härter eine Anhydrid-basierte Verbindung sein kann- Zusatzstoffe wie Füllstoffe (z. B. Aluminiumtrihydrat zur Flammschutzfähigkeit), Koppelmittel (zur Verbesserung der Haftung zwischen Harz und anderen Materialien),und Beschleuniger (zur Steuerung der Härterungsgeschwindigkeit) sind ebenfalls in die Formulierung aufgenommen, um spezifische Leistungsanforderungen zu erfüllen- Ich weiß.
3. Automatisches Druckgefrierverfahren (APG)- Ich weiß.
3.1 Verfahrensprinzip
Das APG-Injektionsverfahren kombiniert die Vorteile der Druckunterstützung und der kontrollierten Gelatisierung. It operates under a closed - loop system where the epoxy resin mixture is heated to a suitable viscosity level (usually around 100 - 500 mPa·s) and then injected into a pre - heated mold under pressure (typically 0Der Druck sorgt für eine vollständige Befüllung der Formhöhlen, auch mit komplexen Geometrien.während die kontrollierte Temperatur- und Druckumgebung einen gleichmäßigen Gelatisierungs- und Aushärtungsprozess ermöglichtDies führt zu einer hochdünstigen, leeren Verkapselung.
3.2 Vorteile gegenüber traditionellen Verfahren
Verglichen mit traditionellen Gieß- oder Topfverfahren bietet das APG-Verfahren mehrere wesentliche Vorteile:
- Reduzierte Leere: Durch die Druckunterstützung wird das Einfangen von Luftblasen minimiert, was zu einem geringeren Leergehalt (in der Regel < 0,5%) im Endprodukt führt.
- Verbesserte Maßgenauigkeit: Eine präzise Kontrolle von Temperatur, Druck und Spritzgeschwindigkeit sorgt für einheitliche Produktmaße und verringert die Notwendigkeit nachverarbeitender Anpassungen.
- Verbesserte Produktionseffizienz: Durch kürzere Zykluszeiten (von 30 Minuten bis zu 2 Stunden je nach Bauteilgröße) aufgrund schnellerer Füll- und Aushärtungsprozesse steigt die Gesamtproduktivität der Produktion.- Ich weiß.
4Schritt für Schritt CT-Fertigungsprozess- Ich weiß.
4.1 Vorbereitung von Rohstoffen und Bauteilen
- Epoxidharzmischung: Das Grundharz, die Verhärter und die Zusatzstoffe werden genau gewogen und in einem Schermischer gemischt, um eine homogene Mischung zu gewährleisten.und das Gemisch wird dann unter Vakuum entgasst, um eingeschlossene Luft zu entfernen.- Ich weiß.
- CT-Kern und Wicklungen: Der CT-Kern, der in der Regel aus hochdurchlässigen magnetischen Materialien wie Siliziumstahl oder amorphen Legierungen besteht, wird mit den primären und sekundären Wicklungen zusammengefügt.Die Wicklungen werden sorgfältig geschwungen, um die erforderlichen Drehverhältnisse und elektrische Leistungsmerkmale zu erfüllen- Isolierbänder oder Filme können für zusätzlichen Schutz auf die Wicklungen aufgetragen werden.
4.2 Gestaltung und Vorbereitung von Schimmelformen
- Ich weiß.
- Formgestaltung: Die Form wird anhand der Geometrie und Größe des CT entworfen und in der Regel aus hochwertigem Stahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, um den Druck und die Temperatur der Spritze zu überstehen.Die Form hat Hohlräume, die der Form des CT entsprechen, mit Vorkehrungen für Ein- und Auslassöffnungen für die Epoxidharzinspritzung.
- Schimmelvorbereitung: Vor dem Gebrauch wird der Schimmel gründlich gereinigt und mit einem Freisetzungsmittel beschichtet, um zu verhindern, dass sich der gehärteten Epoxid an der Schimmeloberfläche festhält.Die Form wird dann auf eine Temperatur vorgeheizt, die etwas höher ist als die Einspritztemperatur des Epoxidharzes (e.g., 80 - 100°C) um einen reibungslosen Füllprozess zu gewährleisten.
4.3 APG-Injektion
- Injektion: Das entgasene Epoxidharzgemisch wird in die APG-Injektionsmaschine überführt, die das Harz mit einem kontrollierten Druck und einer kontrollierten Geschwindigkeit in die vorgeheizte Form pumpt.Der Einspritzvorgang wird genau überwacht, um sicherzustellen, dass die Form vollständig ohne Überlauf oder unvollständige Füllung gefüllt wird- Ich weiß.
- Gefrieren und Aushärten: Nach der Injektion wird die Form für einen bestimmten Zeitraum bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck gehalten, damit das Epoxidharz geln und aushärten kann.Die Gelationsphase ist, wenn das Harz zu härten beginnt, und die Härtephase verknüpft die Polymerketten weiter, um die gewünschten mechanischen und elektrischen Eigenschaften zu erzielen.Die Härtungszeit und Temperatur hängen von der spezifischen Epoxidharzformulation ab., typischerweise zwischen 120 und 160°C für 1 bis 3 Stunden.
4.4 Entformung und Nachbearbeitung
- Demolding: Sobald der Härtungsvorgang abgeschlossen ist, wird die Form auf eine geeignete Temperatur (in der Regel unter 60°C) abgekühlt, um das Demolding zu erleichtern.Das Freisetzungsmittel hilft bei der einfachen Trennung der gehärteten CT von der Form ohne Schaden für das Produkt- Ich weiß.
- Nachverarbeitung: Nach dem Abmachen kann der CT nachverarbeitete Schritte durchlaufen, wie z. B. das Ausschneiden von überschüssigem Harz, das Schleifen von rauen Oberflächen und die Anwendung einer Schutzbeschichtung, falls erforderlich.Diese Schritte verbessern das Erscheinungsbild des Produkts und verbessern in einigen Fällen seine Leistung weiter- Ich weiß.
5. Qualitätskontrolle und Prüfung- Ich weiß.
5.1 Qualitätskontrolle während des Prozesses
- Materialinspektion: Vor dem Mischen werden das Epoxidharz, das Härter und die Zusatzstoffe auf ihre physikalischen Eigenschaften (wie Viskosität,die Dichte) und die chemische Zusammensetzung zur Gewährleistung der Einhaltung der Spezifikationen- Ich weiß.
- Prozessparameterüberwachung: Während des APG-Prozesses werden kritische Parameter wie Spritzdruck, Temperatur und Harzflussrate kontinuierlich überwacht und aufgezeichnet.Abweichungen von den festgelegten Werten können zu Qualitätsproblemen führen, und sofortige Abhilfemaßnahmen ergriffen werden.
5.2 Endproduktprüfung
- Elektrische Prüfungen: Die CTs werden einer Reihe elektrischer Prüfungen unterzogen, einschließlich der Messung des Isolationswiderstands (mit einem Hochspannungs-Megger, um auf eine Isolationsstörung zu achten),Dielektrische Widerstandsspannungstest (die Anwendung einer hohen Spannung für eine bestimmte Zeit, um sicherzustellen, dass die Isolierung Betriebsspannungen aushalten kann), und Teilentladungstest (Erkennung kleiner elektrischer Entladungen innerhalb der Isolierung, die ein Vorläufer eines Ausfalls sein können).
- Mechanische Prüfungen: Mechanische Prüfungen wie Aufprallwiderstand, Schwingungswiderstand,und Zugfestigkeitsprüfungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass das CT den mechanischen Belastungen, denen es während seiner Lebensdauer ausgesetzt ist, standhält- Ich weiß.
- Abmessungskontrollen: Die Abmessungen des CT werden mit Präzisionsinstrumenten gemessen, um sicherzustellen, dass sie den Konstruktionsvorgaben entsprechen.Abmessungsunterschiede können sich auf die Leistung und Kompatibilität des CT mit anderen Geräten auswirken- Ich weiß.
6Schlussfolgerung.- Ich weiß.
Die Kombination aus Epoxidharz und dem APG-Einspritzverfahren bietet eine effiziente und zuverlässige Methode zur Herstellung von Stromtransformatoren.Prozessparameter, und Qualitätskontrollmaßnahmen können Hersteller CTs mit hoher Isolierung, ausgezeichneter mechanischer Festigkeit und langfristiger Zuverlässigkeit herstellen.Da sich Stromversorgungssysteme weiter in Richtung höherer Spannungen entwickeln, intelligentere Netze und eine verstärkte Integration erneuerbarer Energien wird die Nachfrage nach hochwertigen CTs, die mit fortschrittlichen Verfahren wie APG hergestellt werden, nur noch zunehmen.Die kontinuierliche Forschung und Entwicklung von Epoxidharzformulierungen und die Optimierung von APG-Prozessen werden die Leistungsfähigkeit und Wettbewerbsfähigkeit von CT-Produkten auf dem Weltmarkt weiter verbessern.- Ich weiß.
