Resumen- ¿ Qué?
Este artículo técnico explora de manera exhaustiva la aplicación de
Resina epoxiy el proceso de inyección automática de congelación a presión (APG) en la fabricación de transformadores de corriente (CT).Su objetivo es proporcionar una guía práctica para los ingenieros y fabricantes que buscan optimizar la eficiencia de producción de CT., rendimiento de aislamiento y fiabilidad a largo plazo.
1. Introducción- ¿ Qué?
Los transformadores de corriente juegan un papel crucial en los sistemas de energía al reducir los valores de corriente alta para fines de medición, protección y control.Para garantizar su funcionamiento confiable se requieren materiales aislantes de alta calidad y procesos de fabricación precisosLa resina epoxi, conocida por su excelente aislamiento eléctrico, resistencia mecánica y resistencia química, se ha convertido en el material de elección para la encapsulación de la TC.Cuando se combina con el proceso de inyección de APG, permite la producción de CTs con calidad constante, vacíos mínimos y un rendimiento mejorado.
2.1 Propiedades del material
La resina epoxi utilizada en la fabricación de CT presenta típicamente las siguientes propiedades clave:
- Aislamiento eléctrico: la alta resistencia dieléctrica (generalmente > 20 kV/mm) y la baja tangente de pérdida dieléctrica aseguran un aislamiento efectivo de los componentes de alto voltaje dentro de los CT,prevención de averías eléctricas y descargas parciales- ¿ Por qué?
- Resistencia mecánica: la resistencia a la tracción, a la compresión y a la flexión adecuadas ayudan a las CT a soportar tensiones mecánicas durante la instalación, el funcionamiento y el transporte.
- Estabilidad térmica: un amplio rango de temperaturas de funcionamiento (por ejemplo, de - 40 °C a 155 °C) permite que los CT funcionen de manera fiable en diversas condiciones ambientales.La resina epoxi también tiene un coeficiente de expansión térmica relativamente bajo, reduciendo el riesgo de grietas inducidas por el estrés térmico.
- Resistencia química: la resistencia a la humedad, los aceites y los productos químicos comunes en los sistemas de energía protege los componentes internos de las CT de la degradación con el tiempo.
2.2 Formulación
El
Resina epoxiLa resina base es típicamente un bisfenol-A o bisfenol-F epoxi,mientras que el endurecedor puede ser un compuesto a base de anhídrido- aditivos tales como rellenos (por ejemplo, trihidrato de alúmina para retardar la llama), agentes de acoplamiento (para mejorar la adhesión entre la resina y otros materiales),y aceleradores (para controlar la velocidad de curado) también se incorporan a la formulación para satisfacer los requisitos de rendimiento específicos- ¿ Por qué?
3Proceso de inyección automático de congelación por presión (APG)- ¿ Qué?
3.1 Principio del proceso
El proceso de inyección de APG combina las ventajas del llenado asistido por presión y la gelación controlada. It operates under a closed - loop system where the epoxy resin mixture is heated to a suitable viscosity level (usually around 100 - 500 mPa·s) and then injected into a pre - heated mold under pressure (typically 0La presión garantiza el llenado completo de las cavidades del molde, incluso aquellas con geometrías complejas.mientras que el ambiente de temperatura y presión controlados facilitan un proceso de gelación y curado uniformeEsto da como resultado una encapsulación libre de vacío de alta densidad.
3.2 Ventajas sobre los procesos tradicionales
En comparación con los métodos tradicionales de fundición o en macetas, el proceso APG ofrece varias ventajas significativas:
- Vacíos reducidos: el llenado asistido por presión reduce al mínimo la captura de burbujas de aire, lo que conduce a un menor contenido de vacío (generalmente < 0,5%) en el producto final.
- Mejora de la precisión dimensional: el control preciso de la temperatura, la presión y la velocidad de inyección garantiza dimensiones consistentes del producto, reduciendo la necesidad de ajustes posteriores al procesamiento.
- Mejora de la eficiencia de la producción: los tiempos de ciclo más cortos (de 30 minutos a 2 horas dependiendo del tamaño de la pieza) debido a procesos de llenado y curado más rápidos aumentan la productividad general de la fabricación.- ¿ Qué?
4Proceso de fabricación de CT paso a paso- ¿ Qué?
4.1 Preparación de materias primas y componentes
- Mezcla de resina epoxi: la resina base, el endurecedor y los aditivos se pesan con precisión y se mezclan en un mezclador de alta cizalladura para garantizar una mezcla homogénea.y la mezcla se desgasifica bajo vacío para eliminar cualquier aire atrapado- ¿ Por qué?
- Núcleo y bobinas de CT: El núcleo de CT, generalmente hecho de materiales magnéticos de alta permeabilidad como acero de silicio o aleaciones amorfas, se ensambla con los bobinos primarios y secundarios.Los devanados se enrollan cuidadosamente para cumplir con la relación de vueltas requerida y las especificaciones de rendimiento eléctricoSe pueden aplicar cintas o películas aislantes a los envoltorios para una protección adicional.
4.2 Diseño y preparación del molde
- ¿ Qué?
- Diseño del molde: El molde se diseña en función de la geometría y el tamaño del CT.El molde tiene cavidades que coinciden con la forma de la TC, con provisiones para puertos de entrada y salida para la inyección de resina epoxi.
- Preparación del molde: Antes de usarlo, el molde se limpia a fondo y se recubre con un agente liberador para evitar que el epoxi curado se adhiera a las superficies del molde.El molde se precalenta a una temperatura ligeramente superior a la temperatura de inyección de la resina epoxi (e.g., 80 - 100°C) para garantizar un proceso de llenado sin problemas.
4.3 inyección de APG
- Inyección: La mezcla de resina epoxi desgasificada se transfiere a la máquina de inyección APG. La máquina bombea la resina en el molde precalentado a una presión y velocidad controladas.El proceso de inyección se supervisa de cerca para asegurarse de que el molde se llena completamente sin ningún desbordamiento o llenado incompleto- ¿ Por qué?
- Gelación y curado: Después de la inyección, el molde se mantiene a una temperatura y presión específicas durante un cierto período para permitir que la resina epoxi se gela y se cure.La etapa de gelación es cuando la resina comienza a endurecerse, y la etapa de curado se cruza aún más con las cadenas de polímeros para lograr las propiedades mecánicas y eléctricas deseadas.El tiempo de curado y la temperatura dependen de la formulación específica de resina epoxi, normalmente entre 120 y 160 °C durante 1 a 3 horas.
4.4 Desmoldado y post-procesamiento
- Desmoldado: una vez completado el proceso de curado, el molde se enfría a una temperatura adecuada (generalmente por debajo de 60 °C) para facilitar el desmoldado.El agente de liberación ayuda a separar fácilmente el CT curado del molde sin causar ningún daño al producto- ¿ Por qué?
- Postprocesamiento: Después de desmoldear, el CT puede someterse a pasos de postprocesamiento como recortar el exceso de resina, lijar superficies ásperas y aplicar una capa protectora si es necesario.Estos pasos mejoran la apariencia del producto y en algunos casos mejoran aún más su rendimiento- ¿ Por qué?
5Control de calidad y ensayos- ¿ Qué?
5.1 Control de calidad en el proceso
- Inspección del material: antes de mezclar, se inspecciona la resina epoxi, el endurecedor y los aditivos en función de sus propiedades físicas (como la viscosidad,densidad) y composición química para garantizar el cumplimiento de las especificaciones- ¿ Por qué?
- Monitoreo de parámetros de proceso: durante el proceso de APG, se monitorean y registran continuamente parámetros críticos como la presión de inyección, la temperatura y el caudal de resina.Cualquier desviación de los valores establecidos puede dar lugar a problemas de calidad, y se toman medidas correctivas inmediatas.
5.2 Pruebas finales del producto
- Pruebas eléctricas: los CT se someten a una serie de pruebas eléctricas, incluida la medición de la resistencia al aislamiento (usando un medidor de alto voltaje para verificar cualquier falla del aislamiento),ensayo de tensión dieléctrica de resistencia (aplicando un alto voltaje durante un tiempo especificado para garantizar que el aislamiento pueda soportar tensiones de funcionamiento), y prueba de descarga parcial (detección de cualquier pequeña descarga eléctrica dentro del aislamiento, que puede ser un precursor de fallo).
- Pruebas mecánicas: Pruebas mecánicas tales como resistencia al impacto, resistencia a las vibraciones,se realizan ensayos de resistencia a la tracción para garantizar que el CT pueda soportar las tensiones mecánicas que encontrará durante su vida útil- ¿ Por qué?
- Inspección dimensional: las dimensiones del CT se miden con instrumentos de precisión para garantizar que cumplen con las especificaciones de diseño.Cualquier variación dimensional puede afectar el rendimiento del CT y su compatibilidad con otros equipos- ¿ Por qué?
6Conclusión- ¿ Qué?
La combinación de resina epoxi y el proceso de inyección de APG proporciona un método eficiente y fiable para la fabricación de transformadores de corriente.Parámetros del proceso, y medidas de control de calidad, los fabricantes pueden producir CTs con aislamiento de alto rendimiento, excelente resistencia mecánica y confiabilidad a largo plazo.A medida que los sistemas de energía continúan evolucionando hacia voltajes más altos, redes más inteligentes y una mayor integración de las energías renovables, la demanda de CT de alta calidad fabricadas utilizando procesos avanzados como el APG solo aumentará.La investigación y el desarrollo continuos en formulaciones de resina epoxi y la optimización del proceso de APG mejorarán aún más el rendimiento y la competitividad de los productos de CT en el mercado mundial- ¿ Por qué?
