Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Исследование свойств пропиточных составов при высоких температурах в разных средах - Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Оглавление
Высоконагревостойкая электрическая изоляция
Введение
Материалы на основе природных слюд
Гибкие, формовочные и прокладочные материалы из природных слюд
Исследование свойств материалов из природных слюд
Электрические свойства природного фторфлогопита
Материалы на основе синтетических фторфлогопитов
Превращения в материалах на основе фторфлогопита под воздействием высокой температуры
Гибкие, формовочные и прокладочные фторфлогопитовые материалы
Исследование свойств материалов из фторфлогопита
Свойства формовочных и прокладочных материалов из фторфлогопита
Исследование свойств материалов на основе титансодержащего фторфлогопита
Пропиточные составы
Пропиточные составы на основе кремнийорганических связующих
Исследование свойств пропиточных составов при высоких температурах в разных средах
Свойства пропиточного состава на основе олигометилсилоксана, наполненного алундом
Покрытия
Органосиликатные, металлофосфатные и стеклокерамические покрытия
Исследования свойств покрытий
Свойства стеклокерамических покрытий
Заливочные компаунды
Фосфатные, органосиликатные и кремнийорганические заливочные компаунды и герметики
Исследование свойств заливочных компаундов
Свойства алюмосиликатфосфатных компаундов
Слоистые и композиционные пластики
Слоистые пластики на основе асбеста, стеклоткани и слюды
Исследование свойств слоистых пластиков при высоких температурах
Свойства слоистых пластиков на основе алюмофосфатов и стеклоткани или асбеста
Свойства слоистых пластиков на основе полиалюмоорганосилоксана и слюдопластовой бумаги
Свойства слоистых пластиков на основе фосфатов и нитевидных кристаллов
Композиционные пластики
Стекла
Стекла, микалексы и ситаллы
Исследование свойств стекол и материалов на их основе
Свойства новомикалексов
Свойства слюдоситаллов
Керамика из тугоплавких оксидов
Корундовая, периклазовая, бериллиевая, циркониевая керамика
Исследование свойств корундовых керамических материалов
Материалы из тугоплавких безоксидных соединений
Исследование свойств пиролитического нитрида бора при высоких температурах
Изоляция проводов
Изоляция проводов со стекловолокнистой изоляцией
Взаимодействие между проводниковыми и электроизоляционными материалами под воздействием высокой температуры
Исследование свойств изоляции проводов при высоких температурах
Свойства стекловолокнистой изоляции проводов
Системы электрической изоляции высокой нагревостойкости
Системы изоляции высоковольтного оборудования высокой нагревостойкости
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротехническом оборудовании
Применение изоляции высокой нагревостойкости в генераторах и трансформаторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электромагнитных насосах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в МГД машинах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в тензорезисторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротермическом оборудовании
Заключение, литература

Были изучены изменения свойств пропиточных составов, изготовленных на основе продукта гидролиза тетраэтоксисилана, наполненного алундом и фторфлогопитом (составы СПВ-8 и СПВ-9), на основе олигометилсилоксана, наполненного алундом (СПВ-20) при кратковременном и длительном воздействиях высоких температур, а также влагостойкость этих составов. Образцы исследовали в виде покрытий толщиной 0,05 мм, нанесенных на подложки из нержавеющей стали размером 50-50-1 мм, и в виде дисков диаметром 50 мм, толщиной 2-3 мм (для определения электрических свойств), или в виде брусков размерами 25-40-2 или 10*15x2 мм (для определения механических свойств). Образцы, предназначенные для определения электрических свойств, подвергали термообработке по разным режимам: пленки 250 °С - 8 ч (на рабочую температуру 250 °С), 300 °С - 8 ч (на рабочую температуру 300 °С) и 600 °С - 6 ч (на рабочую температуру 600 °С), диски - 850 °С - 2 ч. Образцы, предназначенные для определения механической прочности, прессовали при давлении 5 МПа и термообрабатывали при 200 °С — 2 ч, при 350 °С — 2 ч и при 600 °С — 2 ч. Цементирующую способность составов определяли по стандартной методике (ГОСТ 13526-79) на пучках провода ПОЖ-12а, термообработанного по режиму термообработки покрытий.
Теплопроводность определял двумя методами: импульсным методом плоского источника тепла [18] на дисках диаметром 50 мм, толщиной 9 мм или по ГОСТ 23630.1.79 на дисках диаметром 15 мм; толщиной 5 мм.

Свойства пропиточных составов на основе продукта гидролиза тетраэтоксисилана, наполненного алундом и фторфлогопитом

Объектами исследования являлись составы СПВ-8 и СПВ-9, различающиеся стабильностью и сроком хранения. На рис. 3.1 приведена зависимость р пропиточных составов, нанесенных в виде пленок на металлические подложки и термообработанных при разных режимах, от времени старения при температурах 250, 350 и 600 °С, на рис. 3.2 — значения р этих образцов после 3000 ч старения при 350 и 600 ° С. Так как испытания проводили на образцах без напыленного платинового приэлектродного слоя (платина диффундировала в глубь образца вследствие его пористости), результаты могли быть завышены на 1 —2 порядка при температурах до 300 ° С.


Рис. 3.1. Зависимость р пропиточных составов СПВ-8 (1, 2) и СПВ-9 (3, 4) от времени старения при 250 (а), 350 (б) и 600 °С (в) :
1,3         — измерения при100 С; 2, 4 - при температуре старения
Рис. 3.2. Температурная зависимость р пропиточных составов СПВ-8 (1, 2) и СПВ-9 (3, 4) после 3000 ч старения при 350 (1, 3) и 600 °С (2, 4)

Вследствие пористости электрическое сопротивление образцов в известной степени определяется наличием в них адсорбированной влаги, поэтому значения р, приведенные на рис. 3.1, определены не при 20 °С, а при 100 или 200 °С, когда адсорбированная влага практически  удалена. Из рис. 3.1 видно, что составы СПВ-8 и СПВ-9 близки по значениям р, которое практически не зависит от времени старения в пределах 350— 600 °С, причем уровень р после старения при 600 °С выше, чем после старения при 350 °С. В табл. 3.3-3.5 приведены зависимости Епр, ауа и цементирующей способности составов СПВ-8 и СПВ-9 от времени воздействия температур 250, 350 и 600 °С.

Таблица 3.3. Зависимость Е„ р, МВ/м, пропиточных составов от времени старения при разных температурах

Таблица 3.4. Зависимость δуД, кДж/м2, пропиточных составов от времени старения при разных температурах

Таблица 3.5. Зависимость цементирующей способности, Н, пропиточных составов от времени старения при разных температурах

По значению Епр состав СПВ-8 уступает составу СПВ-9 в исходном состоянии при температуре 600 °С и после 3000 ч старения при всех температурах. Значение Епр состава СПВ-9 мало зависит от температуры и времени ее воздействия. Значение для обоих составов растет с ростом температуры и временем ее воздействия вплоть до 3000 ч, затем снижается до исходного значения.
Значение цементирующей способности больше у состава СПВ-9, в процессе старения при температурах 250 и 350 °С цементирующая способность обоих составов улучшается, в процессе старения при 600 °С резко падает, что объясняется разрушением изоляции провода пучков и окислением жилы провода.
Изменения свойств пропиточных составов СПВ-8 и СПВ-9 в разных средах при кратковременном и длительном воздействиях температур 600 и 850 °С показаны на рис. 3.3, 3.4 и в табл. 3.6-3.8. Испытания, результаты которых приведены на рис. 3.3, 3.4 и в табл. 3.6-3.8, проводили на дисках диаметром 50 мм, толщиной 2 мм.
Температурная и временная зависимости р состава СПВ-8 в разных. средах при 600 ° С характерны и для состава СПВ-9.
Снижение электрического сопротивления пропиточного состава СПВ-8 с ростом температур описывается уравнением Аррениуса lg/Р= А + В/ Т, где R - сопротивление, А и В - постоянные, Т - температура, и выражается ломаным графиком, что обусловлено различной природой носителей заряда, проявляющейся в разных температурных областях. По-видимому, у состава СПВ-8, связующим которого служит продукт гидролиза тетраэтоксисилана, а наполнителями — алунд и фторфлогопит, площадка в диапазоне температур 550—900 °С (рис. 3.3, кривая 4) отражает стабилизацию электрического сопротивления, обусловленную постоянством химического состава и структуры материала. Как показали исследования химических и структурных превращений состава СПВ-8, сведения о которых приведены ранее, при этих температурах выявлено отсутствие фазовых превращений и наличие более однородной структуры, тогда как при температурах выше 900 °С имеют место деструкция фторфлогопита и начало образования кордиерита. Характеристики, представленные кривыми 1—3 на рис. 3.3, определяли на образцах с напыленным приэлектродным слоем платины, кривой 4 — без нанесения слоя платины из-за выгорания ее при столь высоких температурах, следствием чего, как было указано ранее, может быть завышение полученных значений р в диапазоне температур от комнатной до 300—400 °С по сравнению с данными, полученными при более плотном контакте. Кривая 1 получена в вакууме при паромасляной откачке, кривая 4 — при безмасляной откачке.


Рис. 3.3. Температурные зависимости р пропиточного состава СПВ-8 в разных средах:
1,4- вакуум (1 - паромасляная откачка, 4 - безмасляная, без напыления платиновых электродов) ; 2 - воздух; 3 - аргон

Рис. 3.4. Зависимость р пропиточного состава СПВ-8 от времени старения в разных средах при 600 °С (а), при 850 °С без напыления платиновых электродов (б):
1 - вакуум; 2 - воздух; 3 - аргон; 4 - вакуум; 5 - воздух; 6 - аргон
Примечание. Температура испытаний указана на кривых рис. 3.4

Таблица 3.6. Зависимость параметров пропиточного состава СПВ-8 от времени старения в разных средах при 600 °С

* Значения при испытаниях в воздушной среде; в остальных случаях — при испытаниях в среде старения.
Примечание. Значения в числителе - при температуре испытания 20 с, в знаменателе - при 600 С.

Таблица 3.7. Зависимость свойств пропиточного состава СПВ-8 от времени старения в разных средах при 850 °С


* Значения при испытаниях в воздушной среде; в остальных случаях - при испытаниях в среде старения.
Примечание. В числителе - при температуре испытания 20 С, в знаменателе - при 850 С.
Таблица 3.8. Зависимость свойств пропиточного состава СП В-9 от времени старения в разных средах при 850 °С

Значения при испытаниях в воздушной среде; в остальных случаях - при испытаниях в среде старения.
Примечание. В числителе - при температуре испытания 20 °С, в знамена теле - при 850 С.

Таблица 3.9. Зависимость механических свойств пропиточного состава СПВ-9 от времени увлажнения
Зависимость механических свойств пропиточного состава СПВ-9 от времени увлажнения
Примечание. Относительная влажность 93%, температура 20  °С.

Из данных рис. 3.4 и табл. 3.6—3.8 видно, что электрические свойства пропиточных составов СПВ-8 и СПВ-9 стабильны во времени при старении в разных средах при температурах 600 и 850 °С, а механические свойства несколько улучшаются с увеличением температуры и времени ее воздействия. Стабильность и некоторое улучшение свойств пропиточных составов при этих температурах объясняется тем, что термообработка при 500-850 °С приводит к усадке состава вследствие спекания аморфного кремнезема, увеличению его плотности и механической прочности, как показано при исследовании химических и структурных превращений под воздействием высоких температур.
Наблюдаемый разброс в значениях электрической и механической прочности объясняется неоднородностью материала, так как определение этих свойств проводили на разных образцах в связи с их разрушением при испытаниях. Большие значения Епр пористых пропиточных составов в вакууме по сравнению с данными в воздушной среде или в аргоне объясняются влиянием окружающей среды, большей электрической прочностью вакуума.
Пористые пропиточные составы гидрофильны (рис. 3.5, табл. 3.9).
Механические свойства в результате увлажнения изменяются незначительно. Электрические свойства пропиточных составов легко восстанавливаются после выдержки материала при 120 °С в течение 24 ч или нагревания его до 600 °С.
Для повышения влагостойкости пористых гидрофильных пропиточных составов применены защитные стеклоэмали, обладающие повышенной проникающей способностью и адгезией к защищаемым материалам.
Для получения стеклоэмалей использовали стекло, которое содержит в своем составе SiО2, В2О3, А12О3, РЬО, ТО2, ZnO, Na2О, К2О, СаО, МпО2.
Исследование влагостойкости проводили на дисках диаметром 50 мм и толщиной 2 мм. На образцы материалов наносили стеклоэмалевые покрытия толщиной 0,4 мм. При эмалировании тонкоразмельченный порошок стекла (с размерами зерен 30-60 мкм) смешивали с этиловым спиртом и наносили методом шликерного полива на поверхность образцов. Хорошо просушенные на воздухе образцы подвергали обжигу в муфельной печи.

Рис. 3.5. Зависимость электрических свойств пропиточных составов СПВ-8 и СПВ-9 от времени увлажнения:
1, 2 - р; 3 - Епр, 1 - состав СПВ-8 (диски); 2, 3 - состав СПВ-9 (покрытия)
Рис. 3.6. Зависимость р состава СПВ-9, защищенного стеклоэмалью от времени увлажнения:
1 - незащищенный (контрольный) образец; 2 - защищенный стеклоэмалью
Таблица 3.10. Зависимость Епр, МВ/м, пропиточного состава СПВ-9 от времени увлажнения

Применение. Относительная влажность 93 %, температура 20 °С.
Таблица 3.11. Зависимость коэффициента теплопроводности λ, Вт/(м · °С), пропиточного состава СПВ-9 от температуры

При 50 °С.

Исследовали зависимости р и Епр от увлажнения в течение 240 ч в условиях 93%-ной относительной влажности при температуре 20 ° С (рис. 3.6 и табл. 3.10) в сравнении с контрольными образцами (не защищенными стеклоэмалями).
Из рис. 3.6 видно, что защита состава СПВ-9 стеклоэмалью повышает значение р на четыре порядка.
Из табл. 3.10 видно, что защита пропиточного состава СПВ-9 стекло- эмалью в 2 раза повышает его электрическую прочность в результате увлажнения в течение 240 ч.
Температурная зависимость коэффициента теплопроводности [18] пропиточного состава СПВ-9 приведена в табл. 3.11.
Из табл. 3.11 видно, что значения λ пропиточного состава СПВ-9, определенные разными методами на образцах различных размеров, близки и в процессе нагревания изменяются незначительно.
Температурный коэффициент длины ТК пропиточного состава СПВ-9 равен 6,3-10-6 С-1. Измерение проводили дилатометрическим методом на образцах размером 5 х5 х 50 мм.



 
« Высоковольтные выключатели переменного тока   Диагностика обмоток силовых трансформаторов методом низковольтных импульсов »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.