本發(fā)明涉及樹脂的凝膠成型方法，尤其涉及一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法。

背景技術(shù)：

在制作絕緣干式變壓器時(shí)，需要對(duì)線圈用環(huán)氧樹脂進(jìn)行包封，澆注環(huán)氧樹脂到線圈包封模具后，需要環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠固化處理?，F(xiàn)有的凝膠處理的方法為：在使用環(huán)氧樹脂對(duì)線圈包封模具完成澆注后，加壓至3個(gè)大氣壓，靜置20～30分鐘，其后在85℃的溫度條件下進(jìn)行凝膠處理8-10小時(shí)。此方法存在著凝膠時(shí)間長(zhǎng)、樹脂的浸透能力差、制得的線圈的局部放電量較高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供了一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，本發(fā)明的方法縮短了凝膠的時(shí)間、降低了環(huán)氧樹脂的粘度并在壓力的作用下大大地提高了環(huán)氧樹脂的浸透能力，同時(shí)降低了線圈的局部放電量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，包括以下步驟：

1）使用環(huán)氧樹脂澆注料澆注內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

2）澆注完成后，在壓力為2-3.5MPa、溫度為100-120℃的條件下對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠處理；

3）固化環(huán)氧樹脂。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2）中，凝膠處理的時(shí)間為4-6h。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1）中，澆注在真空度為800-1000pa、溫度為80-100℃的條件下進(jìn)行。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1）之前還包括將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具在溫度為80～85℃、真空度為200～300pa的條件下放置3～5h的步驟。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3）具體通過(guò)以下步驟實(shí)施：將溫度提升至130℃，溫度提升的時(shí)間為1h，在130℃的溫度下保持12h，固化液態(tài)環(huán)氧樹脂。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法還包括脫模的步驟，脫模在凝膠處理完成后進(jìn)行。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂澆注料包含環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑，其中，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=90～110:70～90:0.8～1.2。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=100:80:1。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂澆注料通過(guò)以下步驟制得：在溫度為60～65℃、真空度為150～200pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合15～30min，即得環(huán)氧樹脂澆注料。

作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3）之后還包括降溫的步驟，降溫速度不大于20℃/h。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的方法在壓力為2-3.5MPa、溫度為100-120℃的條件下進(jìn)行凝膠，由于凝膠溫度的提高，縮短了凝膠的時(shí)間并降低了環(huán)氧樹脂的粘度，同時(shí)在壓力的作用下大大地提高了環(huán)氧樹脂的浸透能力，從而有效降低了繞組的局部放電量。因此，本發(fā)明的方法提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，其為根據(jù)本發(fā)明的一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖，該方法包括以下步驟：

S1：使用環(huán)氧樹脂澆注料澆注內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

所述環(huán)氧樹脂澆注料包含環(huán)氧樹脂和固化劑，為了促進(jìn)固化，優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂澆注料還包含促進(jìn)劑。其中，環(huán)氧樹脂選自雙酚A環(huán)氧樹脂、環(huán)烴環(huán)氧樹脂、線性酚醛環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化植物油環(huán)氧樹脂、環(huán)氧化聚合物環(huán)氧樹脂中的至少一種，優(yōu)選為雙酚A環(huán)氧樹脂。固化劑選用電絕緣性好、成本低的酸酐固化劑，優(yōu)選為四氫鄰苯二甲酸酐。促進(jìn)劑選自N,N-二甲基芐胺、鄰羥基芐基二甲胺、二甲基苯胺、季銨鹽-芐基三乙基氯化銨、四乙基溴化銨、2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯二胺、N-二縮水甘油苯胺、N-二縮水甘油對(duì)甲苯胺、N-乙基-N-縮水甘油苯胺、N-乙基N-縮水甘油鄰甲苯胺、N,N-二乙基氨基環(huán)氧丙烷、四乙基溴化銨、四丁基溴化銨、1-芐基2-乙基咪唑、1-氨基乙基-2-甲基咪唑中的至少一種，優(yōu)選為2-乙基-4-甲基咪唑。環(huán)氧樹脂和固化劑的配比影響產(chǎn)品的玻璃化溫度等重要性能，促進(jìn)劑的加入量影響凝膠的時(shí)間，為了在較短時(shí)間內(nèi)獲得性能優(yōu)良的產(chǎn)品，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比優(yōu)選為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=90～110:70～90:0.8～1.2，更優(yōu)選為100:80:1。

為了獲取充分混合和不含氣泡的環(huán)氧樹脂澆注料，優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹脂澆注料通過(guò)以下步驟制得：在溫度為60～65℃、真空度為150～200pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣1～2.5h，直至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合15～30min，即得環(huán)氧樹脂澆注料。

優(yōu)選地，澆注在真空度為800-1000pa、溫度為80-100℃的條件下進(jìn)行。

優(yōu)選地，在澆注之前，還包括將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具在溫度為80～85℃、真空度為200～300pa的條件下放置3～5h的步驟。

S2：澆注完成后，在壓力為2-3.5MPa、溫度為100-120℃的條件下對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠處理4-6h

在壓力為2-3.5MPa、溫度為100-120℃的條件下進(jìn)行凝膠，由于凝膠溫度的提高，縮短了凝膠的時(shí)間并降低了環(huán)氧樹脂的粘度，同時(shí)在壓力的作用下大大地提高了環(huán)氧樹脂的浸透能力，從而有效降低了繞組的局部放電量。

脫模步驟可在凝膠完成之后進(jìn)行，也可在固化環(huán)氧樹脂完成之后進(jìn)行，優(yōu)選為在凝膠完成之后進(jìn)行脫模，然后固化環(huán)氧樹脂。

S3：固化環(huán)氧樹脂

其中，固化的最低溫度為120℃，最短時(shí)間為5小時(shí)，以確保達(dá)到盡可能高的玻璃化溫度。優(yōu)選地，此步驟可通過(guò)以下步驟實(shí)施：將溫度提升至130℃，溫度提升的時(shí)間為1h，在130℃的溫度下保持12h，固化液態(tài)環(huán)氧樹脂。

步驟S3之后還包括降溫的步驟，為了避免龜裂，降溫速度不大于20℃/h。

為更好的說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，包括以下步驟：

（1）將變壓器線圈置于線圈包封模具中，得到內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

在溫度為60℃、真空度為150pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣1h，直至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合15min，得環(huán)氧樹脂澆注料；其中，環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，固化劑為四氫鄰苯二甲酸酐，促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=100:80:1；

（2）調(diào)節(jié)澆注爐內(nèi)溫度為80℃、真空度為200pa，將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具置于澆注爐中3h，澆注開始前將真空度調(diào)整到800pa，澆注完成后，把澆注爐加壓至2MPa、溫度調(diào)整為100℃，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠處理6h；

（3）脫模，升溫至130℃（升溫時(shí)間為1小時(shí)），在130℃的溫度下保持12小時(shí)，固化環(huán)氧樹脂；

（4）降溫，降溫速度不大于20℃/h，當(dāng)產(chǎn)品溫度與室溫的溫差≤30℃時(shí)即可出爐。

實(shí)施例2

一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，包括以下步驟：

（1）將變壓器線圈置于線圈包封模具中，得到內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

在溫度為63℃、真空度為180pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣2h，直至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合20min，得環(huán)氧樹脂澆注料；其中，環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，固化劑為四氫鄰苯二甲酸酐，促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=100:80:1；

（2）調(diào)節(jié)澆注爐內(nèi)溫度為83℃、真空度為250pa，將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具置于澆注爐中4h，澆注開始前將真空度調(diào)整到900pa，澆注完成后，把澆注爐加壓至3MPa、溫度調(diào)整為110℃，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠處理5h；

（3）脫模，升溫至130℃（升溫時(shí)間為1小時(shí)），在130℃的溫度下保持12小時(shí)，固化環(huán)氧樹脂；

（4）降溫，降溫速度不大于20℃/h，當(dāng)產(chǎn)品溫度與室溫的溫差≤30℃時(shí)即可出爐。

實(shí)施例3

一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，包括以下步驟：

（1）將變壓器線圈置于線圈包封模具中，得到內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

在溫度為65℃、真空度為200pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣2.5h，直至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合30min，得環(huán)氧樹脂澆注料；其中，環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，固化劑為四氫鄰苯二甲酸酐，促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=100:80:1；

（2）調(diào)節(jié)澆注爐內(nèi)溫度為85℃、真空度為300pa，將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具置于澆注爐中5h，澆注開始前將真空度調(diào)整到1000pa，澆注完成后，把澆注爐加壓至3.5MPa、溫度調(diào)整為120℃，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行凝膠處理4h；

（3）脫模，升溫至130℃（升溫時(shí)間為1小時(shí)），在130℃的溫度下保持12小時(shí)，固化環(huán)氧樹脂；

（4）降溫，降溫速度不大于20℃/h，當(dāng)產(chǎn)品溫度與室溫的溫差≤30℃時(shí)即可出爐。

對(duì)比例

一種樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法，包括以下步驟：

（1）將變壓器線圈置于線圈包封模具中，得到內(nèi)置有線圈的線圈包封模具；

在溫度為60-65℃、真空度為150-200pa的條件下將環(huán)氧樹脂和固化劑進(jìn)行混合，脫氣1-2.5h，直至表面無(wú)氣泡冒出，然后加入促進(jìn)劑，混合15-30min，得環(huán)氧樹脂澆注料；其中，環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂，固化劑為四氫鄰苯二甲酸酐，促進(jìn)劑為2-乙基-4-甲基咪唑，環(huán)氧樹脂、固化劑和促進(jìn)劑的重量比為環(huán)氧樹脂：固化劑：促進(jìn)劑=100:80:1；

（2）調(diào)節(jié)澆注爐內(nèi)溫度為80-85℃、真空度為200-300pa，將內(nèi)置有線圈的線圈包封模具置于澆注爐中3-5h，澆注開始前將真空度調(diào)整到800-1000pa，澆注完成后，加壓至3個(gè)大氣壓靜置20～30分鐘，其后于85℃的溫度下凝膠8-10小時(shí)；

（3）脫模，升溫至130℃（升溫時(shí)間為1小時(shí)），在130℃的溫度下保持12小時(shí)，固化環(huán)氧樹脂；

（4）降溫，降溫速度不大于20℃/h，當(dāng)產(chǎn)品溫度與室溫的溫差≤30℃時(shí)即可出爐。

分別對(duì)實(shí)施例1～3及對(duì)比例中的樹脂絕緣干式變壓器線圈壓力凝膠成型方法涉及的工藝參數(shù)及制得的相同規(guī)格的線圈產(chǎn)品的性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下表所示。

其中，產(chǎn)品局部放電性能通過(guò)局部放電檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，局部放電檢測(cè)系統(tǒng)其技術(shù)性能完全符合IEC-270標(biāo)準(zhǔn)及GB7354標(biāo)準(zhǔn)要求。

綜上可知，本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）顯著縮短生產(chǎn)周期,節(jié)省能源;（2）提高模具的使用效率；（3）通過(guò)繞組在抽真空之后注入樹脂，凝膠時(shí)施加壓力可以減少空氣氣隙的存在，顯著改善產(chǎn)品的局放性能。（4）提高變壓器繞組的外觀質(zhì)量，由于在壓力凝膠成型過(guò)程中需要對(duì)產(chǎn)品施加0.20～0.35MPa的壓力，脫模后尺寸收縮小，模具分型面及產(chǎn)品外觀光澤度明顯改善；（5）提高產(chǎn)品的韌性和抗開裂性能，且后固化階段采用階梯式升溫和降溫，能防止突然降溫導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部或外部開裂。

最后所應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。