Пропиточный состав

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к корпусной изоляции электрических машин высокого напряжения. Цель изобретения - повышение теплостойкости и электрической прочности изоляции. Односторонняя стеклослюдинитовая лента из слюдинитовой бумаги толщиной 60 мкм и стеклоткани Э-4-46 пропитывается 100 мае.ч. эпоксидной смолы с содержанием эпоксидных групп 14,0 мас.%, 35 мас.ч. фенолформальдегидной новолачной смолы, 3,5 мас.ч. жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты и 1,0-5,0 мас.ч. резината марганца, растворенных в смеси толуола и бутанола. После удаления растворителей лента толщиной 0,13-0,14 мм с 39,5 мас.% связующего наматывается на стержень и спрессовывается при 160°С в течение 16ч. Теплостойкость по Мартенситу изоляции составляет 86-92°С, пробивная напряженность в конструкции (стержне) 13,5. кВ/мм. Лента до использования сохраняет технологические свойства в течение 3-6 мес. 1 табл., 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 3/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701241/07 (22) 10.05.89 (46) 15.03.92. Бюл. KL 10 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное объединение

"Электросила" им. С.М.Кирова (72) Б.Д.Ваксер, Э.С.Ханукова, B.Â.Ïåòðoa, Л.И.Саар, С,Н.Пьянкова, А,Н.Чибриков, Т.П.Никонова, Г.М.Урванцева и А,И,Хазанов (53) 621,315(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 240082, кл. Н 01 В 3/40, 1969. (54) ПРОПИТОЧНЫЙ СОСТАВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к корпусной изоляции электрических машин высокого напряжения.

Цель изобретения — повышение теплостойкости и электрической прочности изоляции.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к корпусной изоляции электрических машин высокого напряжения, Известен состав для пропитки стеклослюдинитовых лент, представляющий собой раствор в органическом растворителе (метилэтилкетоне) эпоксифенольной смолы и комплекса трехфтористого бора с моноэтиламином (лак марки ЭП-9150, ТУ 16504,054-84).

Полотна стеклоткани и слюдобумаги пропитывают и склеивают этим лаком, пропитанный материал высушивают, разрезают на ролики, затем наматывают в нагретом состоянии на проводник, после чего прессуют и отверждают при 140 — 160 С.

Изготовленную таким образом термореактивную изоляцию, обладающую высо Ж 1720096 А1

Односторонняя стеклослюдинитовая лента из слюдинитовой бумаги толщиной 60 мкм и стеклоткани Э-4-46 пропитывается 100 мас.ч. эпоксидной смолы с содержанием эпоксидных групп 14,0 мас.%, 35 мас.ч; фенолформальдегидной новолачной смолы, 3,5 мас.ч. жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты и 1,0 — 5,0 мас.ч, резината марганца, растворенных в смеси толуола и бутанола.

После удаления растворителей лента толщиной 0,13 — 0,14 мм с 39,5 мас.% связующего наматывается на стержень и спрессовывается при 160 С в течение 16 ч.

Теплостойкость по Мартенситу изоляции составляет 86 — 92 С, пробивная напряженность в конструкции (стержне) 13,5 кВ/мм.

Лента до использования сохраняет технологические свойства в течение 3 — 6 мес. 1 табл., 1 ил, кими электрическими и механическими характеристиками в рабочем диапазоне температур, используют в производстве .стержневых и катушечных обмоток электрических машин высокого напряжения.

Недостатком указанного состава, ограничивающим его применение, является токсичность, в частности раздражающее воздействие на кожные покровы и дыхательные пути, Наиболее близким к предлагаемому является пропиточный состав, представляющий собой раствор в органических растворителях эпоксидной диановой смолы и фенолформальдегидной новолачной смолы и ускорителя.

Стеклослюдинитовую ленту, пропитанную таким составом (лак ЛЭФ-3 по

1720096

35-60

ОБС,504019 ТУ), применяют для высоковольтной термореактивной изоляции турбои гидрогенераторов. Однако изоляция, изготовленная на основе известного состава, характеризуется недостаточной теплостойкостью, что проявляется в относительно низкой температуре стеклования и резком снижении модуля упругости при рабочей температуре, а также значительной остаточной деформации, Невысокая теплостойкость изоляции ухудшает надежность электрической машины, так как понижается стабильность крепления обмотки и стойкость к тепловым циклам. Кроме того, изоляция, изготовленная из лент, пропитанных известным составом, имеет недостаточную электрическую прочность. Это связано с избыточным содержанием связующего в ленте, выдавливание которого при прессовании нарушает однородность барьерного слюдяного слоя. Стеклослюдинитовая лента, пропитанная известным составом, имеет ограниченный срок хранения — не более 2 мес, после этого лента становится хрупкой и происходит расслоение слюдинита и стеклоткани.

Цель изобретения — повышение теплостойкости и электрической прочности отвержденной изоляции.

Поставленная цель достигается тем, что пропиточный состав, предназначенный для получения электроизоляционной стеклослюдинитовой ленты, которую используют в высоковольтной изоляции, и состоящий из эпоксидной диановой смолы, фенолоформальдегидной новолачной смолы, ускорителя — резината марганца — и органического растворителя, дополнительно содержит добавку в виде жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты, количество которого составляет 10-20% от количества фенолформальдегидной новолачной смолы, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная диановая смола 100

Фенолформальдегидная новолачная смола

Жидкий ангидрид дикарбоновой кислоты 3,5 — 12

Ускоритель — резинат марганца 1,0 — 5,0

Органический растворитель 110 — 150

Предлагаемый пропиточный состав отличается введением жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты.

В качестве фенолформальдегидной новолачной смолы использована смола марки

СФ-0112, ГОСТ 18694-80 (идитол). Количество ее на 100 r эпоксидной смолы рассчиты5

40 вают из соотношения (2,75 + 0,25)I.Ý.Ã., где

Э.Г. — массовая доля эпоксидных групп диановой смолы (аналогично известному составу). Количество ускорителя — резината марганца — в пропиточном составе выбирают в указан н ых и редел ах таким образом, чтобы обеспечить необходимую теплостойкость изоляции при ее отверждении и, кроме того, длительное хранение ленты. При этом минимальное количество ускорителя вводят при минимальной добавке ангидрида, а максимальное количество ускорителя — при максимальной добавке ангидрида.

Изобретение благодаря введению в пропиточный состав жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты обеспечивает повышение теплостойкости изоляции. Кроме того, повышается электрическая прочность благодаря улучшению и стабилизации процесса пропитки ленты, что позволяет снизить содержание. связующего в ленте и таким образом уменьшить толщину по сравнению с пропиткой ленты известным составом, что, в свою очередь, способствует сохранению слюдяного барьера при прессовании изоляции.

Количество введенного в пропиточный состав жидкого ангидрида дикарбоновой кислоты, обеспечивающего улучшение свойств пропитанной ленты и изоляции, определено экспериментально и составляет

10-20% от количества фенолоформальдегид-, ной смолы. При содержании ангидрида менее 10% не происходит повышения теплостойкости изоляции, а при содержании более 20% лента имеет неудовлетворительныеые технологические характеристики.

Пример 1. Одностороннюю стеклослюдинитовую ленту изготавливают из слюдинитовой бумаги марки СБ-60 (ТУ ОЯД

503.062-86) и стеклянной ткани марки Э-446 (ГОСТ 19907-83) путем пропитки в составе, содержащем, мас.ч.: эпоксидиановая смола марки ЭД-14 (ГОСТ 10587-85) с массовой долей эпоксидных групп 14% 100; фенолформальдегидая новолачная смола марки СФ-0112 (ГОСТ 18694-80) 35; жидкий ангидрид марки МЭА-611 (ТУ 6-05-241-32282) 3,5; рези нат марганца (ОБ С. 504. 054 ТУ) 1,0; толуол 55 бутиловый спирт 55. После сушки на горизонтальной пропиточной машине лента имеет толщину 0,13-0,14 мм, в ней содержится 39,5% связующего и 36% слюдинита. Ленту наматывают на проводящий стержень, опрессовывают и отверждают при 160 С в течение 16 ч.

Полученную таким образом изоляцию снимают со стержня, из нее вырезают образец и подвергают изгибному нагружению по двухопорной схеме. Зависимость модуля

1720096

25

50

55 упругости изоляции от температуры представлена кривой 1 на чертеже, Температуру, при которой происходит снижение модуля на 50-70%, принимают за показатель теплостойкости. Для изоляции, изготовленной по примеру 1, теплостойкость 86 — 87 С. Этот показатель согласуется с теплостойкостью по Мартенсу образцов связующего примера 1.

Пример 2, Одностороннюю стеклослюдинитовую ленту изготавливают из материалов по примеру1 пропиткой в составе, содержащем, мас,ч.: смола марки ЭД-20 с массовой долей эпоксидных групп 20,1%

100; смола марки СФ-0112 60; изо-метилтетрагидрофталевый ангидрид (изоМТГФА) 12; резинат марганца 5; метилэтилкетон 150. После сушки на горизонтальной пропиточной машине лента имеет толщину 0,12 — 0,13 мм, содержит 37% связующего и 37% слюдинита. Образцы изоляции изготавливали и испытывали аналогично примеру 1. Зависимость модуля упругости изоляции от температуры представлена на чертеже кривой 2, при этом теплостойкость составляет 90 — 92 С.

Пример 3. Одностороннюю стеклослюдинитовую ленту изготавливают из материалов по примеру 1 п ропиткой в составе, содержащем, мас.ч.: смола ЭД-14 (эпоксидная группа 14 %) 100; смола СФ-0112 35;

МЭА-611 3,0; резинат марганца 1; толуол 55; бутанол 55. После сушки на горизонтальной пропиточной машине лента имеет толщину

0,15 — 0,16 мм и содержит 42% связующего и

32% слюдинита. Теплостойкость изоляции, изготовленной аналогично примеру 1, составляет 67-68 С.

Пример 4. Одностороннюю стеклослюдинитовую ленту изготавливают из материалов по примеру 1 пропиткой в составе, содержащем, мас.ч,. смола ЭД-20 (эпоксидная группа 20,1%) 100; смола СФ-0112 60; изо-МТГФА 13; резинат марганца 5; метилэтилкетон 150. После сушки на горизонтальной машине имеет неудовлетворительные технологические свойства — слипается в рулоне.

Пример 5. Изоляцию изготавливают аналогично примеру 1 из односторонней стеклослюдинитовой ленты, полученной пропиткой в известном составе. Зависимость модуля упругости образца такой изоляции от температуры представлена на чертеже кривой 3, теплостойкость изоляции

66-68 С.

Изоляцию, изготовленную из пропиточных составов по примерам 1 и 5, подвергают испытаниям на длительное электрическое старение. Образцами являются натурные стержни гидрогенератора Шульбинской

ГЭС с изоляцией толщиной 3,0 мм, которые подвергают воздействию напряжения, нарастающего со скоростью 1,8 кВ/ч. В таблице приведены пробивные напряженности по примерам 1 и 5. Эквивалентное время до пробоя изоляции по примеру 1 в 12 раз выше, чем у изоляции, изготовленной с применением известного состава (пример 5).

Свойства пропиточныхсоставов по примерам 1 и 2, а также по примерам 3 и 4, в которых ангидрид взят при запредельных значениях содержания, а также характеристика пропитанной стеклослюдинитовой ленты и отвержденной изоляции приведены в таблице. Для сравнения в таблице даны аналогичные свойства известного состава.

Пропиточный состав по примеру 3, изготовленный как в примере 1, но содержащий уменьшенное по сравнению с предлагаемым количество жидкого ангидрида, не обеспечивает увеличения теплостойкости отвержденной изоляции.

Увеличение количества жидкого ангидрида выше предлагаемого (пример 4) приводит к ухудшению качества пропитанной стеклослюдинитовой ленты. Лента слипается в рулоне и не может быть нарезана на ролики, происходит сдвиг слюдинита, материал не технологичен при изготовлении и использовании, Отверждения изоляция, изготовленная из стеклослюдинитовых лент, пропитанных в предлагаемом составе, имеет по сравнению с известным составом температуру стеклования (теплостойкость по Мартенсу) выше на

20 — 26 С; срок жизни при электрическом старении увеличивается более чем на порядок.

Формула изобретения

Пропиточный состав для изготовления электроизоляционной стеклослюдинитовой ленты, содержащий эпоксидную диановую смолу, фенолформальдегидную новолачную смолу, ускоритель и органический растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и электрической прочности изоляции на основе ленты путем повышения степени отверждения изоляции, он дополнительно содержит жидкий ан гидрид дика рбо новой кислоты в количестве

10,0-20,0 мас.% от количества фенолформальдегидной новолач ной смолы, à в качестве ускорителя — резинат марганца при следующем соотношении компонентов, мас.ч,:

Эпоксидная диановая смола 100,0

Фенолоформал ьдегидная новолачная смола 35,0-60,0

Жидкий ангидрид дикарбоновой кислоты 3,5-12,0

1720096

Органический растворитель 110,0-150,0

Ускоритель — рези нат . марганца 1,0 — 5,0

Характеристика

Содериание компонентов, нас.м. йример пропитанной односторонней стекло слюдинитовой ленте

Отаериденной наррации

Хидкий Ревннат ангидрид марганца

Рлстворитель

Смола

СФ-0112

Эпоксиднановал смола

-и--Содвреанне Хране» компонентов, 2 ние, »иг

Теплостсй кость, С

Дробивнал напоккеннп ть в конструкции, кй/см

Топцина (АЭА-611)

3.5

66-87 13,5 (Смесь йутанола 0,13-0,14 39,5 36 6 тапурлам 1 1 по массе) 110 (летилэтмлкетон)0,12-0,13

150 (Смесь бутана» 0,15-0,16 ла с толуолеь

l:1 по массе)

110 (Петмлвтипкв Лапта слипаетсл ° рулоне тон) 150 (ЭД-14) 35

100

1,0

90-92 (Иао-НТСФА)

12,0 (лэд611)

3,0 (ЭД-20) 60

100 (ЭД-14) 35

5,0

1 ° 0

63-68 (Э0-20) 60

Нзвестнмй состав (йэо-АТТФА) 5,0

13,0

66-66 11,0

0,16-0,17 40 30

Составитель Ю.Мещеряков

Техред М,Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор А.Огар

Заказ 774 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101