[发明专利]大型变压器绝缘压圈及制造方法

说明书

本发明涉及电工绝缘材料-大型变压器用绝缘压圈及制造方法。

1988.3.17德国专利公布的DE3630295A，公开了一种高介电强度的“绝缘筒的制造过程”。它是用纤维毡（或网）经过传送辊系统送入浸渍槽，浸过热固性树脂后，由卷心轴驱动的同步传动辊转动、缠绕在卷心轴上，与卷心轴同步转动的封闭箔带，紧贴在已卷好的，浸有树脂的纤维毡（或网）卷上，控制纤维毡（或网）卷的厚度，并使液体树脂均匀分布于卷上，还可收紧该卷，最后制成由多层纤维毡（或网）构成的、高介电强度的“绝缘筒”。这种办法，可使被缠绕的纤维毡（或网）无任何附加应力，有利于获得均匀的介电强度和机械强度，对于筒壁小于20mm，筒长的尺寸比较大时，是可行的。但绕制相当于“筒”长为30mm，壁厚≥100mm的大型变压器“压圈”时，必不能制成合格产品。因为用无拉伸应力的毡（或网）绕制时，织物有界面，当壁后≥20mm时，层间开裂（这是层绕绝缘筒的固有特性），即整体性不好，导致热稳定性差，根本不能作高压、超高压的大型变压器绝缘压圈，另外，为保证被缠绕纤维毡（或网）无拉伸应力，对设备各传动机构同步工作的要求十分严格，致使设备的动态结构复杂化;再说，DE3630295A文件通篇对固化温度、固化时间没有提出要求，如用其作“制造方法”，那末，“工艺技术”公开得不充分，该文只介绍了“制造过程”。1990年2月28日公告的CN2053781U公开了采用环氧玻璃纤维束制成的长方形或圆形绝缘环，没有公开其配方及制造工艺。

真正制造大型变压器绝缘压圈的老方法，是将电工绝缘材料-环氧酚醛玻璃布板材，经过机械加工（锯、车、铣）而成，限于电工绝缘板面积小，加工大直径（如直径1.5m～2m）的变压器绝缘压圈时，只有用几个圆弧拼接起来。这样做工艺麻烦，难度大，浪费材料，浪费能源，加工粉尘大，制造的产品易开裂，影响其电气、机械性能。原民主德国专利DD-205-768A，Mfgtransformer    in-sulating    ring    for    ming    composite    sheet    by    bon-ding    cut    strip    then    rolling    into    ring，该专利介绍的大型变压器绝缘压圈的制造方法同样存在着加工麻烦，浪费材料，浪费能源的问题。

本发明的目的是提供一种一次湿法成型的且整体性好，气隙含量低，韧性刚性好，并且有优异的电气性能及机械性能的大型变压器用的绝缘压圈。

本发明是用电工玻璃纤维纱在牵引力下浸以绝缘树脂，连续缠绕滚压在特制的模具上，经固化、脱模、加工、浸漆、烘焙而成。

所采用的浸胶树脂，以双酚型环氧树脂为基料，加有酸酐固化剂和叔胺类促进剂。电工玻璃纤维为无碱无捻合股玻璃纤维。绝缘压圈的纤维含量为60-70%。

浸胶树脂组成为：双酚型环氧树脂90-100重量份，酸酐型固化剂60-100重量份，叔胺类促进剂0-4重量份。浸胶树脂为无溶剂树脂，该树脂粘度小，流动性好，固化周期短，工艺性能好，使用方便。

浸胶树脂的制备工艺：将树脂的各组份加入混胶釜，在温度60-80℃进行温升搅拌至均匀为止。

绝缘压圈的制造工艺：玻璃纤维纱在1-3KN/m的线压力下浸以浸胶树脂滚压、缠绕在特制的模具上，缠绕速度3-6m/min。绝缘压圈的固化工艺：温度130-150℃，时间6-10小时。当温度降至50℃以下进行脱模。后浸漆次数为2-3次，后浸漆固化温度为140℃，时间5-8小时。

绝缘压圈的实测技术数据：密度1.6g/cm³;弯曲强度：平行纤维方向196.5MPa，垂直纤维方向41.1MPa;浸水后绝缘电阻，平行纤维方向1.3×10³MΩ;介电强度，垂直纤维方向（于90±2℃变压器油中）23MV/m;击穿电压，平行纤维方向（于90±2℃变压器油中）41.7KV。

本发明为大型变压器提供一种新型的绝缘压圈，其规格为30-80mm×φ250/φ2000mm之间各种尺寸，以前将电工绝缘板材加工成变压器绝缘压圈，材料浪费大，材料的利用率只有40～50%，以一个变压器厂每年需要环氧酚醛玻璃布板为100吨计算，材料费用为200万元，材料利用率以45%计算，那么材料费损失为110万元。一台12万千伏安的大型变压器，使用本发明制造的绝缘压圈，其材料费用可节约13248元，节约了材料，节约了能源，提高了经济效益。

实施例：

浸胶树脂配方：

材料    重量份