APG壓注工藝在中壓互感器制造中的應用探討

趙美珍 趙金華

1.江蘇靖江互感器股份有限公司 江蘇靖江 214516

2.江蘇南京金陵石化建筑安裝工程有限公司 江蘇靖江 214516

環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠（APG）技術在70年代初就開始了，而APG技術是在80年代生產環(huán)氧樹脂的時候使用的。在2002年之后，中國的APG技術在中國發(fā)展得很快，但主要局限在使用中壓絕緣體和一些高壓絕緣體上。近年來，將APG技術應用到生產中壓互感器的應用中取得了巨大的進步。本技術成熟，產品外觀質量好，電氣性能優(yōu)越，與傳統(tǒng)真空鑄造工藝相比有獨特的優(yōu)點。據說一些環(huán)氧樹脂絕緣材料和中壓互感器制造商已經拆除了原始的澆注設備，APG進程有很大的潛力替代傳統(tǒng)的真空澆注工藝。

1 APG工藝的原理

APG的過程也基于環(huán)氧樹脂的固化機理和固化劑聚合，這和傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂澆注過程是一樣的。然而，固化過程與傳統(tǒng)的澆注過程有很大的不同，所以固化產品的特性也不一樣。金屬嵌入到模具中后，模具的溫度就會加熱到140至160攝氏度。然后將儲罐中的環(huán)氧樹脂混合物系統(tǒng)通過管道壓入模腔，通過APG設備的壓力系統(tǒng)。經過環(huán)氧樹脂體系與模具壁的快速熱交換后，靠近模具壁的環(huán)氧樹脂在短時間內達到高溫，導致環(huán)氧樹脂從模具壁與膠凝體之間快速固化反應，固化后的環(huán)氧樹脂體積收縮到模具壁。環(huán)氧樹脂混合物的固化收縮部分迅速補充了液體環(huán)氧樹脂混合物，它的體腔中心仍然處于壓力之下。在模腔中的環(huán)氧樹脂混合物的凝膠收縮連續(xù)地在存儲罐中加壓的環(huán)氧樹脂混合物補充。當整個環(huán)氧樹脂混合物在模腔內被凝膠化時，整個系統(tǒng)將釋放壓力。[1]

2 APG工藝的基本特點

（1）環(huán)氧樹脂混合物可以在（25攝氏度）的室溫下使用1到2天。使用期為從6h至8h，在40至45攝氏度。在高溫條件下（140-160攝氏度），該配方反應性強，是一種短時間快速凝膠，設備可靠，工藝參數可靠的產品。

（2）該產品的結晶器溫度高于環(huán)氧混合體系的溫度，在80-100攝氏度左右，使固化反應的凝膠過程開始從結晶器壁擴散到中間環(huán)氧樹脂混合物。

（3）在整個環(huán)氧樹脂體系的固化過程中，混合物的壓力保持穩(wěn)定，這樣環(huán)氧樹脂混合物就被擠進模具腔中，以補充的壓力來補充在凝膠過程中體積收縮所形成的空洞。這是APG技術的特性。通過不斷對環(huán)氧樹脂混合物施加壓力，使固化收縮的目的達到了。該方法在非常高溫的模具中完成，使得高反應性環(huán)氧樹脂在短時間內可以迅速膠凝。因此，產品的表面沒有缺陷，內部壓力較低，產品質量好，密度高，精度高，機械和電氣性能良好，產品質量高。因為膠化時間通常在幾分鐘到幾十分鐘內完成，模具的利用率可以大大提高，生產周期也縮短了。因為APG的過程是在一個完全封閉的系統(tǒng)裝置中進行的，它在控制環(huán)境污染，節(jié)約能源，節(jié)約工時等上扮演了更明顯的角色。

3 APG工藝與真空澆注工藝的主要區(qū)別

（1）注入模式是不同的。真空澆注法利用材料本身的重量進入洞內；APG工藝澆注材料在外部壓力下通過流道注入到腔中。

（2）混合物的溫度是不同的。大多數真空澆注制劑首先是混合物，然后是促進劑，所以混合物的溫度較高，通常在70-110攝氏度中，這降低了混合物的粘度，并且有利于材料的流動和排出。在混合物中加入的APG配方，混合溫度有嚴格的控制，必須控制在30-40攝氏度，溫度越高，混合氣的粘度越高，應用周期就越短，對注射產品的質量就越不利。

（3）凝膠最初的固化時間不一樣。真空澆注過程的初始凝固時間一般是2小時到6小時，而APG過程的凝固時間通常為10分鐘到數十分鐘。

4 APG工藝生產中壓互感器的主要優(yōu)勢

4.1 產品外觀好

APG注射產品基本上是無缺陷的，固化的產品是緊湊的，一致的并且具有極高的空間精度。在外觀上，APG壓力轉換變壓器通常比澆注變壓器要好，因為在產品中，APG模具的方式更有利于保持身體和體腔的清潔。由于模具的不同材質，APG型模具表面鑄件的內腔要光滑，而內腔也不易損壞。壓力固化釋放了內部壓力的一部分，降低了固化的收縮，使固化的物質密度增大，注入產品的精密度高，一般不需要在成型后進行修復，所以產品的穩(wěn)定性很好。

4.2 產品電氣性能優(yōu)越

測試結果表明，APG壓力轉換變壓器的電力強度比傳統(tǒng)的澆注變壓器的強度要高，這可能與注射材料的內部壓力以及固化后的產品的內部壓力有關。微小的內部壓力可以降低內部微裂縫的外觀并改善產品的電氣性能。

4.3 模具利用率高互感器采用

APG處理的固化時間約為40分鐘。在裝配和脫模的情況下，產品模具需要大約1小時。傳統(tǒng)的澆注工藝的固化時間大約4小時。在預干燥、真空干燥、澆注、裝配和脫模的時間內，產品模具需要大約12小時。根據時間計算，一套APG模具可以一天生產至少20臺變壓器，而一組澆注模具可以每天生產多達兩種產品。APG模具的價格與8個澆注模具的價格大致相同。當澆注模具同時使用時，每天只能生產16種產品。因此，APG模具的利用率比澆注模具要高得多，而且APG模具的生產效率也比澆注模要高的多。[2]

5 結語

環(huán)氧樹脂自動加壓凝膠(APG)技術已應用于中壓變壓器的壓力注塑成型，在中壓環(huán)氧樹脂澆鑄絕緣變壓器的成型方法中取得了新的進展。這一過程被幾個中型變壓器制造商采用。相信在不久，APG注塑成型變壓器會有更好的發(fā)展。APG技術消除了大鑄件的表面缺陷和內部壓力，提高了材料的質量，機械和電氣的性能和穩(wěn)定性，大大縮短了生產周期，并且具有高質量，高效率，節(jié)能，低污染，低成本的一系列優(yōu)勢。