Eingeschlossene LuftblasenEpoxidharzvergusssind die häufigste Ursache für vorzeitigen Ausfall in Hochspannungstransformatorspulen, da jeder Hohlraum zu einer Schwachstelle wird, an der unter elektrischer Belastung eine Teilentladung beginnen kann - und die Lösung nicht ein besseres Harz ist, sondern eine ordnungsgemäße Entgasung vor und nach dem Gießen.
Ein korrekter LaufVakuumvergusskammerZyklus, gepaart mit der rechtenTransformator-VergussmasseViskosität und Aushärtungsprofil können den größten Teil der eingeschlossenen Luft beseitigen, bevor sie jemals zu Hohlräumen im fertigen Coil führt. Im Folgenden erklären wir, warum sich überhaupt Blasen bilden, die Physik hinter der Vakuumentgasung und die Prozessparameter, die einen lunkerfreien Verguss von einem Auftrag unterscheiden, der die Inspektion nicht besteht.
I. Warum bilden sich beim Vergießen von Transformatoren Luftblasen?
Beim Mischen des Harzes wird in mehreren Phasen - Luft in der Vergussmasse eingeschlossen, wenn sie in die engen Wicklungsspalte einer Spule strömt, und zwar durch Luft, die sich bereits vor Beginn des Gießens auf den Drahtoberflächen und der Isolierung befindet.
A. Beim Mischen entstehen Blasen
Rührenzwei-komponentiges Epoxidharzund Härter fügen zusammen mechanisch Luft in die Mischung ein, und je kräftiger oder schneller das Mischen ist, desto mehr Luft wird eingeschlagen.
B. Blasen, die in der Spulenwicklung eingeschlossen sind
Eng gewickelte Spulen, insbesondere Hochspannungswicklungen mit vielen Windungen, erzeugen schmale Lücken, in die das Harz fließen muss. - Luft, die sich bereits in diesen Lücken befindet, muss entweichen, da das Harz sie verdrängt. Wenn sie nicht schnell genug entweichen kann, wird sie beim Aushärten der Masse eingeschlossen.
II. Warum entfernt die Vakuumentgasung tatsächlich die Blasen?
Die Vakuumentgasung funktioniert, weil die Reduzierung des Drucks um eingeschlossene Luft dazu führt, dass sie sich dramatisch ausdehnt, wodurch Blasen an die Oberfläche steigen und platzen, bevor das Harz um sie herum aushärtet - ein Zusammenhang, der direkt durch das Gesetz von Boyle beschrieben wird.
Boyles Gesetz (Blasenexpansion unter Vakuum):
P₁V₁ = P₂V₂
Wo:
P₁= Anfangsdruck (atmosphärisch, ~101 kPa)
V₁= anfängliches Blasenvolumen
P₂= verringerter Druck in der Vakuumkammer
V₂= erweitertes Blasenvolumen bei reduziertem Druck
Ausgearbeitetes Beispiel:eine eingeschlossene Blase mit einem Anfangsvolumen von 0,5 mm³ bei Atmosphärendruck (101 kPa), heruntergezogen auf einen Kammerdruck von 5 kPa:
V₂ = (P₁ × V₁) / P₂ = (101 × 0.5) / 5 ≈ 10,1 mm³
A. was das in der Praxis bedeutet
Bei nur 5 % des atmosphärischen Drucks dehnt sich eine eingeschlossene Blase auf etwa das 20-fache ihres ursprünglichen Volumens aus, - groß genug, um schnell durch das Harz aufzusteigen und an der Oberfläche zu platzen, anstatt nach dem Aushärten der Verbindung als mikroskopischer Hohlraum zu verbleiben.
B. Warum ist das Entgasen vor UND nach dem Gießen von Bedeutung?
Durch das Entgasen des Harzes vor dem Gießen wird die beim Mischen eingebrachte Luft entfernt, während durch das Entgasen nach dem Gießen (bei bereits eingetauchter Spule) die in der Wicklung selbst eingeschlossene Luft herausgezogen wird - das Überspringen einer der beiden Phasen lässt eine andere Quelle von Hohlräumen unberücksichtigt.
III. Welches Vakuumniveau und welchen Zeitpunkt sollten Sie verwenden?
| Prozessphase | Typisches Vakuumniveau | Typische Dauer | Zweck |
|---|---|---|---|
| Vor-Entgasung der Mischung | 1–5 kPa (nahezu volles Vakuum) | 5–15 Minuten | Entfernt Luft aus der Mischung |
| Nach-Gießentgasung | 1–5 kPa | 10–30 Minuten | Zieht Luft aus den Spulenwicklungen |
| Druckaushärtung (optional) | Oben atmosphärisch | Vollständiger Aushärtungszyklus | Kollabiert alle verbleibenden Mikrohohlräume |
A. Warum verursacht ein zu schnelles Überziehen des Vakuums Probleme?
Ein zu schnelles Absinken auf das volle Vakuum kann dazu führen, dass das Harz selbst kocht oder übermäßig schäumt, insbesondere bei Verbindungen mit niedrigerer -Viskosität -. Ein kontrollierter, allmählicher Druckanstieg gibt den Blasen Zeit zum Aufsteigen, ohne die Oberfläche zu überfordern.
B. warum die Spulengeometrie die Entgasungszeit beeinflusst
Dichte Wicklungen mit vielen Windungen, die typisch für Hochspannungstransformatoren sind, benötigen eine längere Entgasungszeit nach dem Gießen als einfache offene Spulen, da die Luft einen längeren Weg aus den dicht gepackten Wicklungen zurücklegen muss, bevor sie die Oberfläche erreicht.
IV. Wie wirkt sich die Aushärtungstemperatur des Epoxidharzes auf die Hohlraumbildung aus?
Epoxid-Härtungstemperaturbeeinflusst sowohl, wie lange Blasen Zeit haben, um zu entweichen, bevor die Verbindung aushärtet, als auch, ob eingeschlossene Mikroblasen sich während der Aushärtung weiter ausdehnen.
A. der Kompromiss zwischen Aushärtungsgeschwindigkeit und Void-Risiko
Eine schnellere, heißere Aushärtung fixiert die Form des Harzes früher, was bedeutet, dass verbleibende kleine Bläschen weniger Zeit haben, aufzusteigen und zu entweichen. - langsamere, niedrigere-Anfangsaushärtungsphasen sind im Allgemeinen sicherer für leer{2}empfindliche Hochspannungsarbeiten-.
B. Stufenaushärtung als übliche Lösung
Bei vielen Hochspannungsvergussprozessen wird anstelle eines einzelnen Zyklus mit fester-Temperatur eine stufenweise Aushärtung - mit einer niedrigeren Anfangstemperatur verwendet, um das endgültige Entweichen der Blasen zu ermöglichen, gefolgt von einer Phase mit höherer{2}}Temperatur, um das Harz vollständig auszuhärten -.
V. Welche Ausrüstung benötigen Sie für ein zuverlässiges, hohlraumfreies Vergießen?
Konsistente Ergebnisse hängen von der Anpassung der Vakuumausrüstung an Ihre Spulengröße und Ihr Produktionsvolumen ab und nicht nur von der Befolgung eines allgemeinen Prozessrezepts.
| Ausrüstung | Rolle |
|---|---|
| Vakuumvergusskammer | Beherbergt die Spule während des Entgasens und Gießens unter reduziertem Druck |
| Vakuumpumpe | Erreicht und hält das angestrebte Vakuumniveau |
| Misch- und Dosiereinheit | Verbindet Harz und Härter gleichmäßig, oft unter Teilvakuum |
| Automatische Topfmaschine | Automatisiert das Dosieren, Mischen und Dosieren für ein gleichmäßiges Schussvolumen von Schuss{0}}zu{1}} |
A. manuelle vs. automatische Topfgeräte
Bei der manuellen Dosierung kommt es zu Chargen-{0}}zu-Inkonsistenzen im Mischungsverhältnis und Lufteinschluss, während einautomatische Topfmaschine dosiert Harz und Härter präzise und kann die Entgasung direkt in den Dosierzyklus integrieren, wodurch bedienerabhängige Schwankungen reduziert werden.
B. Anpassen der Vakuumvergussausrüstung an Ihre Spulen
Eine Kammer und eine Pumpe, die für kleine Transformatorspulen dimensioniert sind, lassen sich nicht unbedingt auf große Hochspannungswicklungen übertragen. - Größere, dichtere Spulen benötigen sowohl eine größere Kammer als auch eine Pumpe, die in der Lage ist, das Zielvakuum zu erreichen und aufrechtzuerhalten, obwohl ein größeres Volumen an eingeschlossener Luft freigesetzt wird.
VI. Was sollten Sie vor der Auswahl eines Epoxidsystems prüfen?
Nicht jederTransformator-Vergussmasseist für Hochspannungsanwendungen geeignet. - Spannungsfestigkeit, Viskosität und Wärmeausdehnungseigenschaften wirken sich alle auf das Risiko von Hohlräumen und die langfristige Zuverlässigkeit aus.
A. Viskosität und Fließeigenschaften
Harze mit niedriger-Viskosität fließen leichter in enge Wicklungsspalte und geben eingeschlossene Luft schneller ab, was im Allgemeinen das Risiko von Hohlräumen im Vergleich zu dickeren, höher-viskosen Verbindungen in der gleichen Wicklungsgeometrie verringert.
B. dielektrische und thermische Eigenschaften
Über die Blasenverhinderung hinaus benötigt das ausgehärtete Harz eine ausreichende dielektrische Festigkeit für die Nennspannung der Spule und die Wärmeausdehnungseigenschaften, die mit den Draht- und Kernmaterialien kompatibel sind, um spannungsbedingte Hohlräume während der Betriebslebensdauer des Transformators zu vermeiden.
VII. Wo passt die Wicklungsqualität in den leeren -freien Verguss?
Der Erfolg beim Vergießen beginnt lange vor dem Eingießen des Harzes. - Wie eng und gleichmäßig eine Spule gewickelt ist, wirkt sich direkt darauf aus, wie leicht sich Harz und Luft beim Entgasen durch die Wicklung bewegen können.
Locker oder ungleichmäßig gewickelte Spulen erzeugen größere, unregelmäßige Lücken, die unvorhersehbar Luft einschließen, während eine gleichmäßig gewickelte Spule - von der Art ist, die auf einer Präzisionsmaschine erzeugt wirdHersteller von SpulenwickelmaschinenDie Ausrüstung von - ermöglicht dem Harz einen gleichmäßigeren Füllweg, wodurch der Vakuumentgasungsprozess weitaus vorhersehbarer und wiederholbarer wird.
KIOXIAWicklungsplattformen sind mit der Spannungskonstanz und der Präzision von Windung zu Windung konstruiert, die Hochspannungsspulen für eine zuverlässige nachgeschaltete Vergussmasse aufstellen und die unregelmäßigen Lücken reduzieren, die die Beseitigung von Hohlräumen erschweren, unabhängig davon, wie gut der Vakuumprozess selbst durchgeführt wird.
Wenn Sie eine zuverlässige Wickelmaschine kaufen möchten oder diesbezügliche Fragen haben, wenden Sie sich bitte an unsKontaktieren Sie unsere Experten; Wir bieten kostenlose Beratungsleistungen an.
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