互感器真空澆注的重新定義及應(yīng)用研究

高慶利 管永秋

（大連北方互感器集團(tuán)有限公司）

0 引言

互感器的發(fā)展與機(jī)械設(shè)備的發(fā)展息息相關(guān)，隨著機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平的提升，互感器的制造精度要求越來(lái)越高。20世紀(jì)五、六十年代純手工操作，不可避免存在高廢品率現(xiàn)象，隨后向著真空澆注工藝發(fā)展。一些技術(shù)人員看到了這種發(fā)展趨勢(shì)，開始著手把機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的成果轉(zhuǎn)移到互感器領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代國(guó)外已經(jīng)開始出現(xiàn)真空澆注設(shè)備。隨著我國(guó)改革開放的不斷推進(jìn)，一些科研機(jī)構(gòu)開始研究國(guó)產(chǎn)真空澆注設(shè)備，出現(xiàn)一代又一代真空澆注設(shè)備，由直接終混到一級(jí)預(yù)混，再到二級(jí)預(yù)混，澆注出的制成品質(zhì)量越來(lái)越好，不僅要求內(nèi)在質(zhì)量好，外觀質(zhì)量越來(lái)越精致，直到出現(xiàn)靜態(tài)混料設(shè)備，具有傳統(tǒng)真空澆注沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已取代傳統(tǒng)真空澆注。

1 問(wèn)題的提出

20世紀(jì)60年代呈現(xiàn)了真空澆注技能，環(huán)氧樹脂澆注從常壓成型開展為真空成型，真空澆注成型使?jié)沧⒘现械臍馀菽軌蚋菀椎嘏懦觯破返膬?nèi)涵質(zhì)量和外觀質(zhì)量都得到較大進(jìn)步，然后推動(dòng)了輸變電技能的開展，但這個(gè)時(shí)期用戶的重視焦點(diǎn)主要是內(nèi)涵功能，而不太重視外觀質(zhì)量。

20世紀(jì)70年代后期，我國(guó)開始引入微機(jī)控制的全套真空體系，從資料預(yù)處理、管道體系到混料澆注體系都完成真空技能，且自動(dòng)化程度進(jìn)步，澆注產(chǎn)品質(zhì)量上升到一個(gè)新臺(tái)階。

時(shí)至今日，資料體系、配方都十分成熟，澆注設(shè)備已完成智能化，產(chǎn)品功能完全能夠滿足高電壓等級(jí)輸變電設(shè)備的要求，不僅內(nèi)在質(zhì)量得到提升，外觀質(zhì)量也得到了質(zhì)的飛躍，現(xiàn)在最高電壓等級(jí)的百萬(wàn)伏輸變電設(shè)備配套的環(huán)氧澆注件都完成了國(guó)產(chǎn)化。此時(shí)外觀質(zhì)量成為用戶驗(yàn)收和制造商重視的焦點(diǎn)，內(nèi)在質(zhì)量局部放電量也提上日程，這也是環(huán)氧樹脂靜態(tài)混料澆注產(chǎn)品立足于市場(chǎng)的根本。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)真空澆注設(shè)備受諸多因素影響，精確地量化和確認(rèn)問(wèn)題的原因很困難，所以澆注件外觀質(zhì)量控制成為澆注工藝技能中的難點(diǎn)。現(xiàn)在，國(guó)外環(huán)氧樹脂靜態(tài)混料澆注設(shè)備比較先進(jìn)，在澆注件外觀控制水平遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的外觀水平，所以環(huán)氧樹脂靜態(tài)混料澆注設(shè)備研發(fā)在國(guó)內(nèi)也應(yīng)運(yùn)而生，有些國(guó)內(nèi)廠家環(huán)氧樹脂靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備先進(jìn)水平已達(dá)到國(guó)際水準(zhǔn)，完全可以替代進(jìn)口。

下面簡(jiǎn)單介紹一下國(guó)內(nèi)環(huán)氧樹脂靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備，如圖1所示，靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備有兩個(gè)儲(chǔ)料罐，分別用于存儲(chǔ)樹脂和固化劑，填充料分別按比例添加到樹脂混料罐和固化劑混料罐，靜態(tài)混料備料參數(shù)如圖2所示?；炝瞎迬嚢?、加熱等功能，澆注前先分別對(duì)樹脂混料罐和固化劑混料罐真空脫泡，脫泡完成后樹脂混料和固化劑混料分別經(jīng)過(guò)高精密計(jì)量泵浦輸送到靜態(tài)混合器，計(jì)量泵的轉(zhuǎn)動(dòng)的壓力連續(xù)不斷地按設(shè)定好的比例和量，把樹脂混料和固化劑混料往前推送，經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器內(nèi)的葉片不斷的剪切、混合，最終達(dá)到均勻的混合，形成新鮮的混合料，靜態(tài)混料澆注參數(shù)如圖3所示。

圖1 典型的靜態(tài)混料流程圖

圖2 靜態(tài)混料備料參數(shù)

圖3 靜態(tài)混料澆注參數(shù)

2 靜態(tài)混料與傳統(tǒng)真空澆注比較

靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備是相對(duì)于傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)混料真空澆注設(shè)備而言的。澆注設(shè)備一般包括原料干燥設(shè)備、備料設(shè)備、澆注設(shè)備、固化設(shè)備和配套的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)等。其中澆注設(shè)備是區(qū)分靜態(tài)混料真空澆注的主要設(shè)備，靜態(tài)混料澆注設(shè)備時(shí)刻和終混、靜置時(shí)刻控制在一定時(shí)間內(nèi)完成，一般為2h，超過(guò)2h，混合料的粘度會(huì)快速增大，直接影響互感器澆注的質(zhì)量及設(shè)備的安全，澆注過(guò)程中要密切跟蹤出料口混合料的粘度，氣泡和設(shè)備各外表顯現(xiàn)的溫度。

靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備的長(zhǎng)處是配料的全過(guò)程都處于真空狀態(tài)，可以有效地把環(huán)氧樹脂混合料中的空氣抽出來(lái)，減少配料中的氣泡，以使得澆注出來(lái)的環(huán)氧樹脂產(chǎn)品外觀精致，性能優(yōu)越，使干式互感器整體產(chǎn)品性能達(dá)到客戶的需求。

靜態(tài)混料真空澆注設(shè)備是通過(guò)控制樹脂泵和固化劑泵的轉(zhuǎn)速來(lái)控制樹脂和固化劑的比例和澆注量。

與傳統(tǒng)真空澆注動(dòng)態(tài)混料設(shè)備工藝相比，靜態(tài)混料有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）即需即配，適合大批量或間歇性生產(chǎn)，保證樹脂混合料的新鮮，流動(dòng)性和浸潤(rùn)性好。澆注第一件與最后一件產(chǎn)品時(shí)混合料的粘度相同，有效提高產(chǎn)品的局部放電水平。不用擔(dān)心模具泄露造成混料不足，不會(huì)因多混料造成浪費(fèi)。

2）結(jié)構(gòu)精巧，正常生產(chǎn)時(shí)在計(jì)量泵壓力作用下混合料處于快速流動(dòng)狀態(tài)，混料充分，無(wú)死角。只需清洗靜態(tài)混合器部分的10多克的殘膠即可，整個(gè)清洗過(guò)程只需120s左右，清洗一次只用200ml左右清洗液。

3）通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵控制出膠，計(jì)量誤差±1%以內(nèi)。

4）利用計(jì)量泵的壓力，可以將混合料快速澆注到模具中，澆注速度易控可調(diào)，對(duì)樹脂料的粘度計(jì)溫度不敏感，工藝適用性強(qiáng)，可適應(yīng)用戶現(xiàn)在和將來(lái)不同的樹脂配方。

5）所有系統(tǒng)可置于地面上，對(duì)廠房無(wú)特別高度要求，維護(hù)方便安全。

6）所有加料自動(dòng)完成，全流程真空度、溫度及時(shí)間等全自動(dòng)控制，全套設(shè)備一人即可操作，勞動(dòng)強(qiáng)度低。由于全部加料均采用密封自動(dòng)真空吸料，因此對(duì)環(huán)境無(wú)任何影響。

另外，靜態(tài)混料澆注產(chǎn)品具有許多優(yōu)點(diǎn)：①無(wú)氣隙或少氣隙，制品的電氣絕緣功能優(yōu)異；②澆注成型流動(dòng)性好，自然填充型腔，制品均勻性好；③由于電氣性能好，產(chǎn)品可以做到小型化，優(yōu)化主機(jī)結(jié)構(gòu)；④產(chǎn)品可以做成復(fù)雜形狀，且一次成型，金屬嵌件和絕緣材料的整體結(jié)合性好。

但靜態(tài)混料也存在不足之處：①設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中維修頻率高；②不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)備停滯；③對(duì)環(huán)氧樹脂材料性能要求極高。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前靜態(tài)混料設(shè)備日趨成熟，已有多年設(shè)計(jì)制造運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便，不僅大大提高了生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本。但也存在一些不足，需在以后的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中不斷加以改善，以適應(yīng)各種復(fù)雜條件下互感器產(chǎn)品制備。跟傳統(tǒng)真空澆注設(shè)備相比，靜態(tài)混料設(shè)備具有很多優(yōu)點(diǎn)和很高的優(yōu)越性，市場(chǎng)應(yīng)用前景很是可觀，必將引領(lǐng)互感器行業(yè)向更高更強(qiáng)方向發(fā)展。