1、電容式電壓互感器(簡(jiǎn)稱CVT)過(guò)去使用的二次接線板有兩種:
一種為3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板,該板由于絕緣性能好,材料來(lái)源廣泛,但該板介質(zhì)損耗tgδ較大(受潮后更大);另一種為環(huán)氧樹脂澆注接線板,該板雖然電氣性能明顯優(yōu)于3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板,但該種澆注板材質(zhì)太脆,內(nèi)部無(wú)玻璃纖維增強(qiáng)以至在使用過(guò)程中有時(shí)斷裂造成滲漏。所以需研究一種集兩種性能于一體的二次接線板材料,SMC不飽和聚酯玻璃纖維復(fù)合絕緣材料制成的二次接線板具有電氣、絕緣性能好、機(jī)械性能好的特點(diǎn)而成為本文研究的目的。SMC制成的二次接線板為模壓結(jié)構(gòu),將二次接線導(dǎo)桿與絕緣板澆注為一個(gè)整體。
2 SMC不飽和聚酯玻璃復(fù)合絕緣纖維材料的性能
電氣絕緣用不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)模塑板是將專用不飽和聚酯(Unsaturated Polyester Resins縮寫為UPE)與高強(qiáng)度玻璃纖維、特種填料及多種助劑在專用設(shè)備上先制成模塑料高聚物預(yù)聚體,再經(jīng)熱壓模塑成型,制成SMC(Seet Molding Compound)。由不飽和聚酯中的乙烯基雙鍵(-CH=CH-)與交聯(lián)劑反應(yīng),共聚交聯(lián)固化成為體型結(jié)構(gòu)的不溶解不熔化的熱固性塑料。該材料電氣性能優(yōu)良,介質(zhì)損耗tgδ小,各向同性、防潮。
2.1 SMC物理性能指標(biāo)
測(cè)試數(shù)據(jù)見表1
2.2 SMC與3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ出廠指標(biāo)對(duì)比見表2。
3 試驗(yàn)內(nèi)容
3.1 SMC與烷基苯、45#變壓器油的相容性試驗(yàn)
3.1.1 SMC與烷基苯絕緣油的相容性試驗(yàn)
稱取樣品放于烷基苯油樣中,在115℃條件下烘96h,試驗(yàn)結(jié)果見表3。
試驗(yàn)結(jié)論:SMC與烷基苯油相容性比較好。
3.1.2 SMC與45#變壓器油相容性試驗(yàn)
稱取樣品放入45#變壓器油中,在90~120℃條件下烘96h,試驗(yàn)結(jié)果見表4。
試驗(yàn)結(jié)論:SMC與45#變壓器油相容性比較好。
3.2 SMC模壓板與3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板以及環(huán)氧澆注板介質(zhì)損耗測(cè)試
SMC模壓板測(cè)試結(jié)果見表5。
試驗(yàn)結(jié)論:SMC模壓板的介質(zhì)損耗tgδ明顯小于層壓板,即使浸水后也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板;SMC模壓板干式和濕式介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試值與環(huán)氧澆注板在相同條件下介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試值相當(dāng)。
3.3 SMC模壓板的密封性試驗(yàn)
1999年5月20日,取三件SMC試品做密封性試驗(yàn)。將密封墊圈放在試漏設(shè)備上,再將試品安裝在試漏設(shè)備上并擰緊。給試漏設(shè)備內(nèi)充氮?dú)?.14MPa,放入水中試漏,觀察試品上是否有氣泡冒出。拆下試品后,將試品放入真空罐進(jìn)行冷熱循環(huán)試驗(yàn)。SMC模壓板處理144h,最高溫度95℃,最高真空度15Pa;出罐后,重新將試品安裝在試漏設(shè)備上,充氮?dú)?.14MPa水中試漏。經(jīng)過(guò)以上各項(xiàng)試驗(yàn)過(guò)程,三塊SMC模壓板試樣沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲漏。試驗(yàn)證明SMC模壓板密封性能良好。
3.4 SMC模壓板的機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)
3.4.1 SMC模壓板機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)
取SMC模壓板試品三件,將M6銅螺母用套筒扳手?jǐn)Q在模壓板導(dǎo)電桿上。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)施破壞性試驗(yàn),觀察是否有斷裂或變形,再充氮?dú)?.14MPa水中試漏,觀察是否有滲漏之處。再將十二烷基苯絕緣油注入試漏設(shè)備內(nèi),將試品安裝在試漏設(shè)備上,整體送入真空罐內(nèi)進(jìn)行冷熱循環(huán)模擬產(chǎn)品試驗(yàn),出罐后再充氮?dú)?.14MPa水中試漏,觀察是否有滲漏之處。
試驗(yàn)結(jié)論:扭矩值達(dá)到14Nm左右,發(fā)現(xiàn)有三個(gè)螺釘擰斷,其余幾個(gè)頭部均發(fā)生變形而無(wú)法使用。三件試品都無(wú)滲漏。整體送入真空罐內(nèi)進(jìn)行冷熱循環(huán)模擬產(chǎn)品試驗(yàn),試品出罐后再充氮?dú)?.14MPa水中試漏,試品都無(wú)滲漏之處。試驗(yàn)證明SMC模壓板抗扭矩性能、機(jī)械強(qiáng)度性能優(yōu)良。
3.4.2 SMC模壓板破壞性試驗(yàn)
將一塊SMC模壓板試樣置于2m高處自由落體到水泥地面上,觀察是否有斷裂或變形。
試驗(yàn)結(jié)論:SMC模壓板試樣從2m高處自由落體到水泥地面上,未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重變形和斷裂,只是未平行落地造成端面有20mm長(zhǎng)的范圍內(nèi)起層掉渣。
3.5 耐壓試驗(yàn)
SMC模壓板兩導(dǎo)桿(距離40mm)之間打10kV交流耐壓,時(shí)間1min,三塊試品都通過(guò)試驗(yàn)。
3.6 SMC模壓板小批量應(yīng)用試驗(yàn)
首批SMC模壓板1999年8月11日應(yīng)用于電容式電壓互感器上,共試驗(yàn)15臺(tái)產(chǎn)品,油箱出罐后接線板都完好無(wú)損,產(chǎn)品電氣性能一次通過(guò)試驗(yàn),產(chǎn)品已發(fā)往用戶,至今反映良好。SMC模壓板現(xiàn)在已經(jīng)批量應(yīng)用于我廠電容式電壓互感器產(chǎn)品上。
3.7 CVT電磁單元用3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板、環(huán)氧澆注板、SMC模壓板tgδ測(cè)試對(duì)比見表6。
試驗(yàn)結(jié)論:CVT電磁單元用SMC模壓板的介質(zhì)損耗tgδ明顯小于3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板,與環(huán)氧澆注板在相同條件下介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試值相當(dāng)。
4 結(jié)論
4.1 SMC模壓板在電氣性能上優(yōu)于3240環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板,在機(jī)械強(qiáng)度方面優(yōu)于環(huán)氧澆注板。
4.2 用SMC制成的CVT二次端子板能夠耐受生產(chǎn)、安裝和使用過(guò)程中造成的機(jī)械力,保持可靠的密封性,從而有效地解決了CVT二次端子板滲漏油問(wèn)題。
4.3 由于SMC模壓板介損小、不易受潮,從而排除了在CVT電磁單元絕緣測(cè)試中造成的不利影響。