Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнические материалы и изделия

Диссертационная работа:

Зволинская Анастасия Юрьевна. Разработка физико-технических основ способа непрерывного контроля пропиточных компаундов для высоковольтной термореактивной изоляции : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.02 СПб., 2005 173 с. РГБ ОД, 61:06-5/1739

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7

1.1. Материалы для изоляции электрических машин 7

  1. Композиционные материалы 7

  2. Пропиточные составы (ПС) 12

1.1.2.1. Требования, предъявляемые к ПС 19

1.2. Основные технологические способы изготовления систем
изоляции высоковольтных электрических машин 20

  1. Технология на основе пропитанных лент 21

  2. Технология вакуум-нагнетательной пропитки (ВНП) 23

  3. Кинетика процесса отверждения термореактивных составов 31

1.3. Электрическая проводимость жидких диэлектриков 41

  1. Естественная проводимость 42

  2. Влияние температуры на проводимость

жидких диэлектриков 46

1.3.3. Корреляция между электропроводностью и

вязкостью жидкости 49

1.4. Вязкость жидкости 51

  1. Виды вязкости 51

  2. Зависимость вязкости от структуры молекул 53

1.5. Автоматизация процессов контроля 56

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 61

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 63

  1. Объекты исследования 63

  2. Измерение вязкости ПС 64

  3. Измерение электрических характеристик ПС 65

  1. Измерение полной проводимости ПС 65

  2. Измерение диэлектрической проницаемости ПС 66

  1. Методика проведения старения 67

  2. Применение диэлектрометрии для анализа процесса отверждения ПС 67

  3. Экспериментальная установка 70

2.6.1. Расчет погрешностей 72

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 73

3.1. Исследование характеристик различных ПС 74

3.1.1. Исследование температурной зависимости

вязкости компаундов 74

3.1.2. Исследование температурной зависимости

полной проводимости компаундов 78

3.1.3. Корреляция между вязкостью и

полной проводимостью 82

3.2. Влияние старения на электрофизические

параметры материалов 86

  1. Изменение вязкости в процессе старения 86

  2. Исследование технологических характеристик ПС

в процессе старения 90

3.3. Разработка методики непрерывного контроля вязкости ПС 100

  1. Аппаратурная часть 100

  2. Внешние датчики 104

  3. Программная часть 105

  4. Порядок проведения работ на комплексе 115

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 125

ПРИЛОЖЕНИЯ 138

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Экспериментальные данные по исследованию

кинематической вязкости и полной проводимости

различных компаундов 139

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Регрессионный анализ 148

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Текст управляющей программы 162

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Зависимости In Uu =/(1/1) для плоской и

цилиндрической измерительных ячеек при различных

временах старения компаунда Элпласт-220ИД 168

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Акты внедрения и использования результатов

диссертационной работы 171

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

СБ - слюдяная бумага.

ВНП - вакуум-нагнетательная пропитка.

СИ - система изоляции.

ПС - пропиточный состав.

ТРС - термореактивный состав.

ЭИМ - электроизоляционные материалы.

ТРИ - термореактивная изоляция.

ТИ - температурный индекс.

ЭПК - эпоксидные компаунды.

ЭПС - эпоксидная смола.

ПК-11 - эпоксидный компаунд (описание на с. 63).

и-МТГФА - отвердитель изометилтетрагидрофталевый ангидрид.

КП-99 ИД ^'имидный компаунд (описание на с. 63).

КО-50 Э - кремнийорганический компаунд (описание на с. 63).

Т„р. - температура пропитки.

Тц.о. - температура начала отверждения.

кГ1Л1,— коэффициент полной проводимости.

ВУ - условная вязкость.

ПК - персональный компьютер.

ЭВМ - электронно-вычислительная машина.

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь.

Введение к работе:

Актуальность работы. Современная электроэнергетика развивается по пути ввода новых энергоблоков в основном средней и относительно малой единичной мощности. При этом существенно увеличивается количество изготовляемых единиц оборудования, и решающую роль в условиях обострившейся конкуренции приобретает снижение стоимости систем изоляции.

Одним из наиболее эффективных способов решения этой задачи является использование технологии вакуум-нагнетательной пропитки (ВНП). При этом способе изготовления существенно упрощается и ускоряется укладка обмотки в сердечник и снижается стоимость изоляционной системы. Качество изоляции, ее электрические и теплофизические характеристики, и, особенно ее долговечность, определяются, в значительной степени, качеством пропитки - степенью заполнения больших и малых пор в изоляции пропиточным компаундом. При ВНП компаунд глубже проникает в обмотку, чем при других способах пропитки, а также происходит более глубокое удаление влаги из пор обмотки, что способствует качественной пропитке.

Для технологии ВНП важнейшей проблемой является обеспечение максимально полной пропитки слоев, снижение вероятности образования внутри изоляции дефектов, в виде недопропитанных участков между слоями изоляционного материала, и воздушных включений. Такие дефекты являются причиной электрического старения изоляции (возникновение и развитие частичных разрядов), а также резко снижают влагостойкость, механическую прочность и теплопроводность изоляционных систем.

Ухудшение пропитки связано, как правило, с изменениями свойств материалов, в частности пропиточного состава (ПС), как в состоянии поставки, так и в процессе его использования.

Свойства компаунда, постепенно и необратимо изменяющиеся при многократном использовании (технологическом старении), не только определяют степень заполнения им пор изоляции, но и существенно влияют на параметры процесса отверждения - температуру начала создания сетчатой структуры, скорость этого процесса и цементирующую способность ПС.

При производстве пропитанных изоляционных систем, как правило, единственной контролируемой характеристикой ПС является его вязкость в исходном состоянии. Неопределенность условий пропитки, связанная с изменением вязкости, приводит к ухудшению качества пропитанных изделий. В связи с этим актуальными являются вопросы, связанные с организацией непрерывного контроля вязкости ПС в процессе многократного использования и длительного хранения.

Цель работы. Разработка физико-технических основ способа непрерывного автоматического контроля состояния пропиточных компаундов.

Для достижения указанной цели представляется необходимым решить следующие задачи:

- исследование электрофизических характеристик (кинематической вязкости (v), полной проводимости (Yn), емкости (С), тангенса угла диэлектрических потерь (tg 8), сопротивления (R) и диэлектрической проницаемости!

БИБЛИОТЕКА С.Петер«г( 9 Щ7 *-- -

- установление наличия корреляционной связи между кинематической вязкостью и одной из
электрических характеристик;

- изучение влияния технологического старения на электрофизические характеристики
компаундов;

- исследование изменения характеристик термоотверждения (температуры начала
отверждения (Т„0) и постоянной скорости этого процесса (т)) различных ПС при
многократном использовании и длительном хранении;

- создание измерительного комплекса на основе методики непрерывного автоматического
контроля исследуемых ПС.

Научная новизна.

1. В результате исследования электрофизических свойств шести пропиточных
компаундов различных классов нагревостойкости в процессе технологического старения
установлено наличие тесной корреляционной связи между кинематической вязкостью и
полной проводимостью для пропиточных составов как в исходном состоянии, так и при
длительном технологическом старении (до 500 часов) при Т=50С. На основании этих
данных разработаны физико-технические основы способа непрерывного автоматического
контроля вязкости четырех компаундов, таких как: ПК-] ] (DER), ПК-11 (ЭД-22), Элпласт-
220 ИД и КП-99 ИД.

2. Исследованы изменения диэлектрических характеристик в процессе
термоотверждения; экспериментально установлено, что наиболее информативным является
измерение коэффициента полной проводимости (кпп). Измерения кпп позволяют определить
температуру начала реакции отверждения и оценить постоянные скорости этого процесса
при разных температурах.

  1. Выяснено, что старение компаундов при рабочей температуре 50С не только ухудшает их пропиточную способность из-за повышения вязкости, но существенно влияют на параметры термоотверждения (Т„„ и т).

  2. Установлено, что у компаундов полярного типа (эпоксидных, имидных), наиболее широко используемых в технологии ВНП, связь между кинематической вязкостью и полной проводимостью на частоте 100 Гц описывается эмпирическим соотношением v-y = const, примерное постоянство которого соблюдается в исследуемом диапазоне температур от 20 до 50С в исходном состоянии и в процессе технологического старения компаундов.

Практическая значимость.

1. Разработаны физико-технические основы способа непрерывного автоматического
контроля основной технологической характеристики термореактивных компаундов -
вязкости по величине полной проводимости.

2. В рамках выбранной среды программирования LabWindows/CVI создан
измерительный комплекс на базе персонального компьютера (ПК) с использованием платы
аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), позволяющий непрерывно контролировать
вязкость компаундов.

3. Создана версия компьютерной программы и представлена в виде установочного
файла.

На зашиту выносятся:

1. Результаты исследования электрофизических характеристик (кинематической
вязкости (v), полной проводимости (Y„), емкости (С), тангенса угла диэлектрических потерь
(tg б), сопротивления (R) и диэлектрической проницаемости (є)) современных ПС в
исходном состоянии и при длительном технологическом старении;

  1. Установление тесной корреляционной связи между кинематической вязкостью и полной проводимостью для пропиточных компаундов как в исходном состоянии, так и при длительном технологическом старении (до 500 часов) при температуре 50С.

  2. Результаты исследования влияния длительности технологического старения на параметры термоотверждения (Тио и т), свидетельствующие об ухудшении технологических свойств компаундов (пропиточная и цементирующая способность).

Достоверность результатов обеспечивается корректным использованием современных методов измерения электрофизических характеристик исследуемых материалов; значительным количеством образцов; проведением многократных испытаний.

Личный вклад автора определяется участием в постановке задачи исследований, в проведении экспериментальных исследований, обработке, обобщении и анализе полученных результатов. Все приведенные в работе результаты получены лично автором, либо при его непосредственном участии. В процессе работы автор пользовался консультациями к.т.н. Ваксер Н.М., к.т.н. Старовойтенкова В.В. и к.т.н. Потиенко А.А.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 1 ТИ Международная конференции «Электрическая изоляция - 2002», С.-Петербург, 2002.

  1. Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «XXXI неделя науки СПбГПУ», С.-Петербург, 2003.

  2. V Международная конференция «Электромеханика, электротехника и электроматериаловедение», Алушта, 2003.

  3. Политехнический симпозиум «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона», С.-Петербург, 2003.

  4. V Международная конференция «Электротехнические материалы и компоненты», Алушта, 2004.

  5. \5 International Conference «Dielectric and insulating systems in electrical engineering», Casta-Pila, 2004.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в восьми печатных работах.

Структура и объем диссертационной работы.

Работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 131 работу отечественных и зарубежных авторов, пяти приложений, в том числе акты внедрения и использования результатов диссертационной работы. Общий объем диссертации 173 страницы, в том числе 100 страниц основного текста, 38 страниц с рисунками и 35 страниц приложения.

Подобные работы
Марьин Сергей Сергеевич
Разработка метода оценки долговечности изоляции низковольтных электрических машин
Фурсов Петр Васильевич
Разработка технологии получения монолитной полиэтиленовой изоляции соединительных и концевых муфт высоковольтных силовых кабелей
Калинин Валерий Александрович
Разработка технологии ультразвуковой виброэкструзии эластомерной электрической изоляции и оболочек кабельных изделий
Гефле Ольга Семеновна
Разработка метода диагностики зарождения и развития разрушений в электрической изоляции по тепловым эффектам
Кокцинская Елена Михайловна
Разработка и исследование противокоронных покрытий ленточного типа для современных способов изготовления систем изоляции высоковольтных электрических машин
Путина Надежда Викторовна
Разработка физико-химических основ технологии крашения натуральных волос
Грезев Анатолий Николаевич
Разработка физико-технологических основ лазерной сварки конструкционных сталей мощными CO2-лазерами
Епифанова Ольга Михайловна
Изучение физико-химических основ и разработка технологии получения нового фосфорсодержащего удобрения
Марончук Игорь Игоревич
Разработка физико-химических основ и наземная отработка метода выращивания кристаллов полупроводников бесконтактной направленной кристаллизацией из расплава в условиях микрогравитации
Дворник Максим Иванович
Разработка физико-химических и технологических основ переработки вольфрамокобальтового твердого сплава электроэрозионным диспергированием

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net