エポキシ樹脂絶縁体の電力機器への応用

エポキシ樹脂絶縁体の電力機器への応用

近年、電力業界ではエポキシ樹脂を誘電体としたがいしが、三相交流高圧開閉装置のエポキシ樹脂製ブッシュ、支持がいし、接点箱、絶縁筒、ポールなどに広く使用されています。 コラムなどでは、このエポキシ樹脂絶縁部品の施工時に発生する絶縁問題を踏まえて、私の個人的な見解をお話しさせていただきます。

1. エポキシ樹脂絶縁体の製造
エポキシ樹脂材料は、高い凝集力、強力な接着性、優れた柔軟性、優れた熱硬化特性、安定した耐薬品性など、有機絶縁材料の中で優れた一連の利点を備えています。 酸素加圧ゲル製造プロセス（APGプロセス）、各種固体材料への真空注型。 作られたエポキシ樹脂絶縁部品は、高い機械的強度、強力な耐アーク性、高いコンパクト性、滑らかな表面、良好な耐寒性、良好な耐熱性、良好な電気絶縁性能などの利点を持っています。業界で広く使用されており、主にサポートと断熱の役割。 3.6 ～ 40.5 kV におけるエポキシ樹脂絶縁体の物理的、機械的、電気的、熱的特性を以下の表に示します。
エポキシ樹脂は、用途価値を得るために添加剤とともに使用されます。 添加剤は目的に応じて選択できます。 一般的に使用される添加剤には次のカテゴリがあります。 ① 硬化剤。 ②修飾語。 ③詰め物。 ④薄くする。 ⑤その他。 中でも硬化剤は接着剤、塗料、キャスタブルとして使用する場合に必須の添加剤であり、添加しないとエポキシ樹脂を硬化させることができません。 用途、特性、要件が異なるため、エポキシ樹脂や硬化剤、改質剤、充填剤、希釈剤などの添加剤にもさまざまな要件があります。
絶縁部品の製造工程では、エポキシ樹脂などの原材料、金型、金型の品質、加熱温度、注入圧力、硬化時間などが、絶縁部品の完成品の品質に大きな影響を与えます。部品。 したがって、メーカーは標準化されたプロセスを持っています。 絶縁部品の品質管理を確実にするためのプロセス。

2. エポキシ樹脂絶縁の破壊メカニズムと最適化スキーム
エポキシ樹脂絶縁体は固体媒体であり、固体の絶縁破壊電界強度は液体および気体媒体よりも高くなります。 固体媒体の内訳
特徴は、破壊電界強度が電圧作用時間と大きな関係があることです。 一般に、動作時間 t いわゆる固体シールされたポールとは、真空遮断器および/または導電接続と固体絶縁材料でパッケージされたその端子から構成される独立したコンポーネントを指します。 固体絶縁材料は主にエポキシ樹脂、パワーシリコーンゴム、接着剤などで構成されているため、真空バルブの外面は固体封止プロセスに従って下から上へ順番に封止されます。 主回路の外周にポールが形成されています。 製造プロセスにおいて、ポールは真空遮断器の性能が低下または失われないことを保証する必要があり、その表面は平らで滑らかでなければならず、電気的および機械的特性を低下させる緩み、不純物、気泡、または細孔があってはなりません。亀裂等の欠陥がないこと。 。 それにもかかわらず、40.5 kV 固体密閉ポール製品の不合格率は依然として比較的高く、真空遮断器の損傷によって生じる損失は多くの製造部門にとって頭痛の種です。 その理由は、不合格率の主な原因は、極が絶縁要件を満たしていないことによるためです。 例えば、電源周波数95kV 1分間の耐電圧絶縁試験では、試験中に絶縁内部で放電音や絶縁破壊現象が発生します。
高電圧絶縁の原理から、固体媒体の電気的破壊プロセスは気体のそれと同様であることがわかっています。 電子なだれは衝突電離によって形成されます。 電子なだれが十分に強い場合、誘電体格子構造が破壊され、絶縁破壊が引き起こされます。 固体封止ポールに使用されるいくつかの絶縁材料では、ユニットの厚さが破壊前に耐えることができる最高電圧、つまり固有の破壊電界強度は比較的高く、特にエポキシ樹脂の Eb は 20 kV/mm 程度です。 しかし、電場の均一性は固体媒体の絶縁特性に大きな影響を与えます。 内部に過度の電界が存在する場合、絶縁材の厚みや絶縁マージンが十分であっても工場出荷時に耐電圧試験、部分放電試験ともに合格となります。 一定期間使用した後でも、絶縁破壊故障が頻繁に発生する場合があります。 局所電場の影響が強すぎると、紙を引き裂くのと同じように、各作用点に過度に集中した応力が順番に加わり、その結果、紙の引張強度よりはるかに小さい力で全体が引き裂かれてしまいます。紙。 局所的に強すぎる電場が有機絶縁体の絶縁材料に作用すると、「コーンホール」効果が生じ、絶縁材料が徐々に破壊されます。 しかし、初期段階では、従来の電源周波数耐電圧試験や部分放電試験ではこの隠れた危険性を検出できなかっただけでなく、それを検出する検出方法も存在せず、製造プロセスによってのみ保証できました。 したがって、電界分布を最適化するために、固体封止ポールの上部および下部の出線のエッジは円弧状に遷移する必要があり、その半径はできるだけ大きくする必要があります。 ポールの製造プロセス中、エポキシ樹脂やパワーシリコーンゴムなどの固体媒体の場合、破壊に対する面積または体積の違いの累積的な影響により、破壊電界の強度が異なる場合があり、大きな破壊電界の強度は異なります。面積や体積が異なる場合があります。 したがって、エポキシ樹脂などの固体媒体は、電界強度の分散を制御するために、封止および硬化前に混合装置を使用して均一に混合する必要があります。
同時に、固体媒体は非自己回復絶縁であるため、極は複数の試験電圧にさらされます。 各試験電圧下、累積効果および複数の試験電圧下で固体媒体が部分的に損傷した場合、この部分的な損傷は拡大し、最終的には極の破壊につながります。 したがって、指定された試験電圧によるポールの損傷を避けるために、ポールの絶縁マージンを大きく設計する必要があります。
さらに、電圧の作用下では、磁極柱内のさまざまな固体媒体の接着不良または固体媒体自体の気泡によって形成されるエアギャップ、またはエアギャップが固体内のエアギャップよりも高くなります。空隙または気泡内の電界強度が高いため、中程度です。 あるいは、気泡の破壊電界強度は固体の破壊電界強度よりもはるかに低いです。 したがって、極の固体媒体内の気泡内で部分放電が発生するか、空隙内で絶縁破壊放電が発生します。 この絶縁問題を解決するには、エアギャップや気泡の発生を防ぐのは当然です。 ① 接合面を均一なマット面（真空遮断器の表面）またはピット面（シリコーンゴムの表面）として処理し、接着面を効果的に接着するための合理的な接着剤。 ②優れた原料と注入設備を使用し、固体媒体の断熱性を確保します。

3 エポキシ樹脂絶縁試験
一般に、エポキシ樹脂製の絶縁部品に対して行うべき必須の試験項目は次のとおりです。
１）外観検査またはＸ線検査、寸法検査。
2) 冷熱サイクル試験、機械振動試験、機械強度試験などの環境試験。
3) 部分放電試験、電源周波数耐電圧試験などの絶縁試験。

4 結論
以上をまとめると、エポキシ樹脂絶縁が広く使用されている現在、エポキシ樹脂絶縁部品の製造プロセスや電力機器の電界最適化設計の面からエポキシ樹脂絶縁特性を的確に応用してエポキシ樹脂絶縁部品を作る必要がある。 電力機器への応用はより完璧です。