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

Свойства алюмосиликатфосфатных компаундов - 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

Объектом исследования являлся алюмосиликатфосфатный компаунд АСФ-3. На рис. 5.6 приведена температурная зависимость р компаунда. В полученных зависимостях четко выделяются низкотемпературная (20—350 °С) и высокотемпературная (350—600 °С) области, отражающие наличие в этих материалах двух видов носителей тока. Рассчитанная по экспериментальным данным энергия активации U имеет значения Ux = 3,05 эВ, U2 = 1,1 эВ (соответственно высокотемпературная и низкотемпературная области). Относительно невысокое значение U2 свидетельствует об участии в электропроводности алюмосиликатфосфатов слабо закрепленных легкоподвижных частиц, в первую очередь щелочных ионов, содержащихся в наполнителе; увеличение количества щелочных оксидов в наполнителе до 0,1 % (технический кварц) понижает р в низкотемпературной области на один порядок. Удельное объемное сопротивление алюмосиликатфосфатных компаундов зависит от температуры обработки составов. Для образцов, предварительно термообработанных при 900 °С, содержащих берлинитовую фазу и имеющих более рыхлую структуру, значения энергии активации ниже, чем у образцов, не подвергавшихся нагреву выше 600 °С, а р образцов, термообработанных при 900 °С, меньше на 1—1,5 порядка по сравнению с образцами, термообработанными при 300 °С. Влияние температурного режима обработки алюмосиликатфосфатов проявляется и на температурных зависимостях tg δ и ег; повышение температуры обработки до 900 °С приводит к увеличению tgδ и ег (рис. 5.7).


Рис. 5.6. Температурная зависимость р алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3, обработанного при разных температурах:
1 - 300 °С; 2 - 900 °С
Рис. 5.7. Температурная зависимость tgδ (1, 2) и er (12') при частоте 104 Гц алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3, обработанного при разных температурах:
1, 1- 300°С; 2,2' - 900 °С
Влияние режима термообработки компаунда на электрические свойства определяется фазовыми изменениями, проходящими в компаунде под влиянием высокой температуры: термообработка материала при 900 °С приводит к кристаллизации аморфных продуктов и полному удалению воды. Процессы обезвоживания и кристаллизации сопровождаются увеличением пористости и образованием дополнительных дефектов за счет увеличения граничных зон [35]. Увеличение пористости компаундов при фазовых изменениях, вызванных режимом термообработки, подтверждается и рядом других показателей. Так, исследования зависимости диэлектрических потерь в компаундах от напряженности электрического поля tgδ = f (Б) показали, что с повышением температуры обработки начальная напряженность возникновения частичных разрядов снижается. На рис. 5.8 приведены зависимости tgδ алюмосиликатфосфатных компаундов, термообработанных при разных температурах, от напряжения, а ниже - данные по изменению tgδ и ег этих компаундов при частоте 50 Гц от термообработки:

Рис. 5.9. Зависимость Епр алюмоселикатфосфатного компаунда АСФ-3 от температуры обработки (значение ЕПр определялось при 20 °С)


Рис. 5.8. Зависимость tgδ алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3 от напряжения:
1 - термообработка при 300 °С; 2 - при 600 °С; 3 - при 900 °С

Электрическая прочность алюмосиликатфосфатных компаундов лежит в пределах 4—5 МВ/м и в интервале температур 20—400 °С практически не снижается. Влияние термической обработки алюмосиликат-фосфатных компаундов на электрическую прочность при 20 °С показано на рис- 5.9.
Приведенные данные подтверждают, что термообработка компаунда при 600 °С и выше приводит к структурным изменениям, сопровождающимся увеличением пористости. Снижение Епр с повышением пористости свидетельствует о решающей роли в развитии пробоя алюмо- силикатфосфатов ионизационных процессов, возникающих в порах, и определяющим в этом снижении является начальное напряжение возникновения частичных разрядов (рис. 5.9). Таким образом, результаты проведенных исследований электрических свойств алюмосиликатфосфатных компаундов хорошо согласуются с данными физико-химических исследований и показывают, что их нагревание выше 600 °С приводит к структурным изменениям, влияющим на электрические характеристики материала и определяющим рабочие температуры алюмосиликатфосфатов не выше 600 °С [34].
Исследования влагостойкости алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3 показали, что изменения электрических свойств под действием влаги аналогичны изменению влагостойкости керамических материалов. Исходя из условий и особенностей структурообразования алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3, можно предположить, что его влагостойкость определяется именно пористостью материала и структурой пор. Влагостойкость оценивали по изменению электрических свойств на образцах диаметром 50 мм, толщиной 3 мм с графитовыми электродами. Перед испытаниями материал обрабатывали При температурах 300 или 600 °С. На рис. 5.10 приведена зависимость р и ps компаунда АСФ-3 от относительной влажности воздуха. С увеличением относительной влажности воздуха значения р и р$ снижаются; резкое снижение происходит после достижения влажности 80%.

Значения р образцов алюмосиликатфосфатного компаунда, термообработанного при 300 и 600 °С в исходном состоянии и в процессе увлажнения при относительной влажности до 80% близки. После увлажнения при относительной влажности 93% значения р образцов, термообработанных при 600 °С, на 1 — 1,5 порядка ниже значения р образцов, термообработанных при 300 °С, по-видимому, за счет увеличения пористости материала. Изменение ps аналогично изменению р. Поверхностное сопротивление определяется толщиной образца и проводимостью адсорбированного на его поверхности слоя влаги. На рис. 5.11 приведена зависимость р и ps алюмосиликатфосфата от времени увлажнения в условиях относительной влажности 93% при температуре 20 °С. С увеличением времени увлажнения эти значения снижаются, ход кривых изменения р и ps аналогичен. Резкое снижение р и ps происходит в первые 2-4 ч, затем в процессе дальнейшего увлажнения практически наступает стабилизация. Значения р и ps образцов компаундов термообработанных при 300 °С, на 1 — 1,5 порядка выше значений, полученных после термообработки при 600 °С. Повторение хода кривых р и pg и более высокие значения ps в течение всего времени испытания свидетельствуют о том, что на ps при длительном увлажнении материала прежде всего влияет изменение р, зависящее от пористости материала; наличие же водорастворимых продуктов в составе алюмо- силикатфосфатов (например, содержание щелочей в оксиде кремния) и образование вследствие этого электролита на поверхности сказывается в меньшей степени, что позволяет сделать вывод о химической стойкости этих материалов к действию влаги. Восстановление электрических свойств компаунда АСФ-3 на воздухе в комнатных условиях
Рис. 5.12. Восстановление р (1) и р^ (2) алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3, термообработанного при 600 °С, в воздушной среде при 20 °С

после 48 ч выдержки во влажной среде происходит за 2-4 ч и не требует специального нагрева (рис. 5.12). При этом tgδ и ег практически достигают своих исходных значений, р за это время достигает 106 Ом м, a ps - 108 Ом [36].
В результате проведенной работы выявлено, что рабочая температура алюмосиликатфосфатного компаунда АСФ-3 находится в температурной области 300-650 °С, выше которой происходят структурные превращения, влияющие на пористость и электрические свойства материала. Установлено, что критической влажностью для этого компаунда является относительная влажность 80%, выше которой резко ухудшаются электрические свойства. Равновесное состояние (стабилизация) достигается через 20—50 ч; восстановление электрических свойств до исходных значений происходит при комнатной температуре в течение 2—4 ч; химическое взаимодействие адсорбированной и абсорбированной влаги с алюмосиликатфосфатом (оценивали по изменению электрических свойств) отсутствует.



 
« Высоковольтные выключатели переменного тока   Генераторные выключатели и комплексы »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.