互感器用绝缘聚四氟乙烯薄膜的研制

发布时间 : 2018-10-16  浏览次数 :

互感器常用于向电能计量、测量、控制、继电保护等提供电流电压信号方面,其精度及可靠性与电力系统的安全、稳定和经济运行密切相关,是电力系统中重要的高压设备之一。随着电力工业的发展,电力系统传输容量不断增大,电网运行电压等级越来越高,随着电压等级的不断提高,互感器在制造上面临着绝缘结构难于满足运行要求的难题。

众所周知,聚四氟乙烯(PTFE)因其优异的电性能(属c类绝缘材料),耐化学腐蚀性,耐候性,一定的力学性能和超乎寻常的热稳定性,超广的耐温性能(长期使用工作温度一150℃ ~ +260℃)等,在电子电器、电线电缆、绝缘领域得到了越来越广泛的应用。PTFE薄膜能应用在互感器绕组铜箔之间,通过薄膜的绝缘和粘接,提高互感器的绝缘等级,减少了互感器的层间间隙并能增强互感器的机械强度,此外,PTFE薄膜亦可用于干式变压器、电容器、电器仪表等的层间衬垫绝缘和耐热电磁铁、安装线、耐热导线的绝缘,具有十分广阔的市场前景。互感器绝缘用聚四氟乙烯(PTFE)薄膜的制备方法及性能研究也受到国内外众多科研工作者和加工企业的重视,本文通过试验并对实际生产运行获得的PTFE薄膜制备方法进行了研究。

  1. PTFE薄膜的制备

1.1 树脂的选择

用于加工互感器绝缘的聚四氟乙烯薄膜树脂应选用分子质量分布均匀、结晶度高的悬浮树脂,结晶度一般选98 以上,分子质量在1O ~1O。,树脂颗粒粒径为30t~m 左右,采用此种规格的PTFE原料,制备的互感器绝缘用聚四氟乙烯薄膜才会有优良的物理性能和优异的电性能。

1.2 PTFE薄膜的生产工艺

(1)PTFE原料的预处理

将PTFE悬浮细料树脂放入20℃ ~23℃ 的恒温室中静至24小时进行预处理。

(2)捣料过筛

将预处理后的PTFE悬浮细料树脂经捣料机捣碎过筛,使树脂松散利于模压加工。

(3)模压

采用冷压工艺法,将10000gPTFE悬浮细料树脂加入到模具中,在100吨自动压力机上,按20MPpa的成型单压进行压胚,压制中注意排气,避免胚料炸裂。

(4)烧结

将压制好的制品胚件放入高温烧结炉,以50。C/h的速率升温至330℃ ,保温3h,然后以30℃/h的速率升温至380℃左右,保温1O~14h,再以30~40℃/h的速率降温至320℃后,保温3~ 4h,最后以50℃/h的速率降温至150℃ 后,关电自然冷却至室温,取出产品。

(5)旋切加工成薄膜

将烧结好的制品胚件用专用车床旋切加工成薄膜胚件。薄膜胚件为0.2mm×255mm×300m(厚度×宽度×长度)。

(6)压延定向

将旋切加工好的定向胚件,经热辊定向压延机加工(见图2)成为定向度为1.8~2.0,厚度为0.1mm 的定向薄膜,热辊温度控制在15O℃ ~180℃左右。

(7)分切

将厚度为0.1mm 的定向薄膜用专用分切机加工成为0.1mm×35mmx 450~500m(厚度×宽度×长度)的互感器绝缘用聚四氟乙烯薄膜。

(8)检验包装

加工好的互感器绝缘用聚四氟乙烯薄膜,抽样进行内在性能检验,同时对该薄膜进行外观和尺寸检验,将检验合格的产品,用PVC薄膜袋进行包装,附上检验合格证。

2.2 PTFE薄膜的性能指标

本实验以不同定向度 (定向度一材料的取向程度,其数值为加热前和加热后薄膜试样长度之比)的PTFE薄膜与标准指标相比,拉伸强度、断裂伸长率、直流击穿电压强度等性能。