МВ/м 120

0,01

10

005-т

£01- /L о ио

Время, У

Рис. 2-2. Зависимость электроизоляционных характеристик от продолжительности теплового старения при температуре 200°С. /-лак К;0-964; \2 - лак К-55; 3 -лак К-57: 4 -лак ПДФ-1.

-ч

0,015 -/*

-0,01

0,005

ео\-о L о 40

А; Ом-м

-10

время, сут

Рис. 2-3. Зависимость электроизоляционных характеристик пропиточных лаков от воздействия относительной влажности -98% при 40°С.

/ - лак КО-964: г -лак К-55; 3 -лав К-57; 4 -лак ПДФ-1.

Для пропитки обмоток нагревостойких изделий могут применяться полпмидные лаки, например марки ПАК-1 (ТУ НИИПМ № П-489-66), который предназначен для эмалирования нагревостойких проводов марки ПНЭТимид.

Все перечисленные лаки могут применяться и как покровные, однако для этой цели обычно применяют специальные покровные лаки: ХСЛ, ФЛ-582, УР-231, ЭП-9114, КО-835, ВЛ-1 и др. (табл. 2-29)-

Свойства некоторых наиболее применяемых и перспективных пропиточных лаков даны в табл. 2-1.

Пропитка обмоток лаками не создает надежной герметизации в связи с тем, что содержащиеся в лаках растворители (до 40-50%) в процессе сушки улетучиваются, оставляя поры, которые снижают влаго- и нагревостойкость изоляции. Лучшее заполнение обмоток достигается при пропитке компаундами. Особенно требуют пропитки компаундом высоковольтные обмотки; остающиеся при пропитке лаками пустоты в обмотках являются очагами возможной ионизации. Применение многократных пропиток-способствует лучшему заполнению пустот лаковой основой за счет перекрытия последующими слоями дефектов предыдущих слоев пленки, однако даже в этом случае не достигается такого заполнения обмоток, как в случае пропитки компаундами. Кроме того, наличие в лаках растворителей способствует ухудшению качества эмаль-изоляции проводов, а также создает возможности для взрывов и пожаров на производстве.

Компаунды могут быть термореактивными, отверж-дающимися в процессе полимеризации, и термопластичными, твердеющими при снижении температуры. Термопластичные компаунды представляют собой, например, сплавы битума, масел, канифоли, церезина с добавкой кварцевого песка и других вспомогательных материалов..

В исходном состоянии термопластичные компаунды- твердые или полутвердые массы, в жидкое состояние компаунды переводятся нагреванием. В настоящее время эти материалы имеют весьма ограниченное применение из-за целого ряда их недостатков: ограниченная рабочая температура, нетехнологичность и др. Термореактивные компаунды представляют собой смеси синтетических смол (полиэфирных, метакриловых, эпоксидных, кремнийорганических, полиуретановых и др.)

ПриМёМемЫё и перспективные йроййточныё лйкй

Свойства

Диапазон рабочих температур, °С Вязкость по ВЗ-4 при 20°С, с Содержание пленкосбразующего не менее, %

Время высыхания лака не более, ч При температуре сушки, С Водопоглощение пленки за 24 ч, % Цементирующая способность по методу пучка в исходном состоянии не менее, кг

Удельное сопротивление, Ом-м: при 20°С

при максимальной рабочей температуре

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (56 сут)

после теплового старения при максимальной рабочей температуре в течение 1000 ч

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц: при 20° С

при максимальной рабочей температуре

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (56 сут)

после теплового старения при максимальной рабочей температуре в течение 1000 ч Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 Гц: при 20°С

при максимальной рабочей темпера-

после воздействия относительной влажности 96-98% при 40°С (56 сут)

после теплового старения при максимальной рабочей температуре в течение 1000 ч Электрическая прочность не менее,

при 20°С

при максимальной рабочей температуре

после воздействия относительной влажности 95-98% при 40°С (56 сут) Срок хранения, мес

-60-г-И20 Не менее 2S 50

105 0,76 30

3-10 4-10

5-108 3-10

0,01 0,07

0,03 0,027

3,6 4,9

3,9 4.0

70 42

-60-Ь-}-150 35-60 50

2 120 0,3 32

4-10 1-10

1.10>о 5.10

0,02 0,02

0,032 0,032

4,2 5,7

3,9 4,0

70 40

-60-~f-150 40-70 50

2 150 0,197

8-10 5.10

1-10 О

4-10

0,028 0,05

0,04 0,03

3,3 5,6

3,7 3,6

70 30

3D 6

После пребывания в воде в течение 24 ч.

После воздействия относительной влажности 95-98 % при 40С (24 ч). При частоте Юз Гц.

* * Лак ПдФ-1 можно также отверждать ступенчато: на воздухе 0,5 ч, при 120°С-2 ч. 150°С-2 ч и 200°С-30 ч.

Таблица 2-1

с добавками отвердителей, пластификаторов, наполнителей и др.

При температуре 20°С термореактивные компаунды - жидкие, полутвердые и порошкообразные материалы, которые при повышенной температуре вначале размягчаются, а затем затвердевают; при введении соответствующих отвердителей процесс отверждения может протекать и при комнатной температуре.

Не образуя пор за счет отсутствия растворителей, они обеспечивают лучшую герметизацию, чем лаки, однако при этом происходит лишь, заполнение пустот обмоток без создания защитной оболочки более или менее заметной толщины. Наилучшие результаты достигаются при комбинированном применении пропиточных и заливочных компаундов или при применении универсальных компаундов, обладающих свойствами как пропиточных, так и заливочных материалов.

В производственных условиях очень часто применяют пропиточные и заливочные компаунды одного и того же происхождения (например, эпоксидные), причем заливочные отличаются лишь содержанием наполнителя (обычно пылевидного кварца). Заливочные компаунды, однако, менее технологичны, так как требуют применения специальных форм.

Наиболее, технологичными являются порошкообразные компаунды, с помощью которых осуществляется герметизация изделий методами напыления, опрессовки или заполнением таблетками, гранулами и т. п. Эти методы позволяют осуществлять герметизацию в автоматическом режиме и освобождают заводы по производству изделий электронной техники от приготовления на месте многокомпонентных химических материалов, получая от поставщиков готовые порошкообразные компаунды с гарантированным сроком хранения в течение нескольких месяцев (как правило, не менее 6 мес) [57-62].

Пропиточные компаунды. Увеличение удельной мощности и ресурса работы трансформаторов может быть достигнуто за счет повышения нагревостойкости, теплопроводности и электроизоляционных характеристик изоляции. Получение изоляции с высоким уровнем указанных характеристик определяется выбором пропиточного материала и способом пропитки. Особое внимание в этом плане заслуживают пропиточные составы без растворителей (компаунды). Йх преимущество перед

лаками в том, что они обеспечивают лучшее заполне-ние пустот и пор в пропитываемых обмотках, улучшая при этом теплопроводность изоляции, ее влагостойкость и т. п., поэтому широкое применение нашли термореактивные пропиточные составы на основе олигоэфира-крилатов, эпоксидных, полиэфирных и других смол.

Первые термореактивные пропиточные компаунды были полиэфирные, они представляли собой растворы ненасыщенных полиэфирных смол (продукты поликонденсации гликолей или других многоатомных спиртов с ненасыщенными двухосновными кислотами или ангидридами) в жидком мономере винилового или аллилово-го типа с добавкой инициаторов и других веществ. При нагревании жидкий полиэфирный компаунд твердеет без выделения побочных продуктов. Низкая вязкость ,этих компаундов определила- их применение в качестве пропиточных материалов.

Компаунд - КГМС-1 (ВТУ МЭП ОАА. 504. 010-53) и компаунд КТМС-2 (ВТУ МЭС и ЭП. ОАА. 603. 031-53) обладают хорошими электрическими свойствами, высокой влаго- и водостойкостью и большой адгезией к различным материалам. Их применяют для пропитки намоточных изделий, работающих в интервале температур от -60 до +120°С. Вязкость компаундов по вискозиметру ВЗ-4 при 20°С не более 45 с, р^=1-10 Ом-м, tg6 при частоте 50 Гц -0,04, пр - 18 МВ/м и усадка 9-10%.

По внешнему виду отвержденные компаунды КГМС-1 и КГМС-2 не отличаются друг от друга. Компаунд КГМС-2 несколько более эластичен. В настоящее время они применяются мало. К недостаткам этих компаундов следует отнести несовместимость их с медью, которая оказывает ингибирующее действие на компаунды, токсичность легколетучего стирола, а также склонность компаундов к растрескиванию, особенно в слоях с повышенной толщиной.

Известно, что технологические процессы пропитки и сушки намоточных изделий имеют очень большую длительность, достигающую для многообмоточных катушек, особенно больших габаритов, десятков часов (иногда нескольких суток), несоизмеримую с затратой времени на другие операции (механические, намоточные и т. п.) производства элементов радиоэлектронной аппаратуры. Это не позволяет осуществить пропитку в едином поточном автоматизированном производстве. Ука-

Занное становится возможным в случае применения термореактивных компаундов, обладающих высокой скоростью полимеризации. К ним относятся, например, полимеризующиеся жидкие материалы на основе термореактивных метакрилатрв, называемые лаками без растворителей, но более правильно их следует называть, компаундами. Их преимуществом в сравнении с лаками и другими составами, содержащими легколетучие компоненты, является таю5е снижение пористости пленок и повышение объема заполнения обмоток.

Примером термореактивных пропиточных компаундов, не содержащих легколетучих компонентов, являются компаунды типа КП-[63,64].

Компаунды КП (КП-10 и КП-18 ТУ ОАБ. 504. 017-71) представляют собой продукты совмещения диметакри-ловых эфнров с полиэфирами типа малеинатов с добавкой инициатора (перекиси бензоила) и ингибитора или стабилизатора (хингидрон).

Компаунд КП-34 (ТУ 16-504. 014-72) представляет собой композицию кремнийорганической смолы К-47 с полиэфиракрилатом МГФ-1, являющимся для смолы реактивным растворителем.

Эпоксидно-метакриловые компаунды КП-101 и КП-103 (ТУ 16-504. 011-71) представляют собой сочетание модифицированного эпоксида с олигоэфирами МДФ-1 и МГФ-1 соответственно. Их появление было связано с необходимостью повышения надежности пропитываемых изделий в условиях повышенных механических нагрузок при температуре 155°С и длительного воздействия тропической влажности (относительная влажность 95- 98% при температуре 40°С).

Компаунды КП 0TJjH4aroTCH весьма большой технологичностью из-за коротких и простых циклов полимеризации, однако некоторые из них (КП-10 и КП-18) имеют недостаточную влагостойкость. Ввиду этого изделия, к которым предъявляются требования повышенной влагостойкости и которые содержат в конструкции, невлагостойкие материалы, например бумагу, должны после пропитки дополнительно покрываться влагостойкими материалами (жидкими или порошкообразными компаундами и др.). Пропиточные компаунды типа КП весьма перспективны, так как позволяют легко осуществлять скоростные конвейерные и автоматизированные линии для массового производства -намоточных изделий различного назначения.

Опыт применения выШеуказайнЫх кбмпаундов показал, что для проводов диаметром менее 0,10,12 мм следует применять более эластичный компаунд КП-18 (сказывается влияние структуры полиэфира МГФ-9, характеризующегося более удлиненным олигомерным блоком), а для проводов больших сечений могут применяться более жесткие компаунды КП-10 и аналогичные ему компаунды КП-34, КП-101 и КП-103.

Компаунд КП-34 обладает повышенной нагревостойкостью, что объясняется наличием в его структуре кремнийорганических связей. Он рекомендуется для пропитки намоточных изделий (высоковольтных трансформаторов и т'. п.) взамен обычно применяемых для этих целей эпоксидных ЭПК-6 [65].

Инициатором полимеризации является паста перекиси бензоила (ТУ ОИК 504-024-72). С введенным инициатором КП-34 может храниться более 30 сут.

Компаунды КП-101И КП-103 значительно превышают компаунды КП-10 и КП-18 по влагостойкости. Кроме того, они более нагревостойки и имеют преимущество по температурной зависимости электрических свойств и цементирующей способности. Например, цементирующая способность при температуре 155°С у этих материалов составляет 250-300 Н, тогда как у КП-18 порядка 90 Н (на образцах из провода ПЭТВ при однократной пропитке и продолжительности полимеризации 1 ч при температуре 125°С). Высокая цементирующая способность сохраняется у полимеров и при длительном тепловом старении.

Улучшение в компаундах КП-101 и КП-103 ряда эксплуатационных характеристик в сравнении с другими компаундами КП объясняется не только молекулярной структурой примененных олигоэфиракрилатов, но и влиянием модифицированного эпоксидного компонента.

Компаунды КП-101 и КП-103 предназначены для пропитки обмоток всеми современными методами. Инициаторами полимеризации являются паста перекиси бен-зоид.а или раствор перекиси дикумила в дибутилфтала-те (ТУ ОАЮ. 509.033). С первым инициатором допускается хранение компаундов в течение 2 сут, со вторым - более 2 мес.

Указанные компаунды, помимо высокой влагостойкости, обладают также грибостойкостью, в связи с чем применяются для пропитки обмоток тропического. исполнения.

Свойства компаундов КП

Так как эти компаунды практически не содержат растворителей, то в ряде случаев достаточно выполнять одну пропитку обмоток с последующей сушкой в течение 3 4 ч при температуре 120-130°С или 30 мин при температуре 150-170°С (с учетом токового нагрева обмоток). Свойства компаундов КП приведены в табл. 2-2.

Рис. 2-4. Зависимость электроизоляционных характеристик компаундов от воздействия относительной влажности 65-98% при 40С.

/ - КП-Ю; 2 -КП-18; 3 - КП-34; 4-КП-101; 5-КП-ШЗ.

т -10

L о

гоо

400 Время, ч

На рис. 2-4 показано изменение электроизоляционных характеристик компаундов КП от воздействия 95-98% относительной влажности при температуре 40°С в течение 56 сут.

Из данных рис. 2-4 видно, что удельное сопротивление образцов КП-10 и КП-18 снижается при длительном увлажнении на три порядка, образцов КП-34 на порядок, а у компаундов КП-101 и КП-103 длительное увлажнение (до 56 сут) почти не вызывает изменения указанного параметра.

Тангенс угла диэлектрических потерь у КП-10 увеличивается незначительно в течение всего цикла увлажнения, у КП-18 после 7 сут увлажнения повышается, а при дальнейшем увлажнении остается без изменения, у остальных компаундов в этих условиях почти не возрастают потери.

Диэлектрическая проницаемость образцов компаундов КП-10 и КП-118 постепенно возрастает в течение всего увлажнения, а у остальных компаундов почти остается без изменений.

Таким образом, компаунды КП-34, К|П-101 и КП-ЮЗ в сравнении с компаундами КП-10 и КП-18 обладают более высокими параметрами. Эти материалы, обладая