* مقدمه
در زیرساخت های انرژی برق مدرن، ترانسفورماتورهای خشک به عنوان یک جزء حیاتی ظاهر شده اند، به ویژه در کاربردهایی که در آن ایمنی، قابلیت اطمینان،و ملاحظات زیست محیطی بسیار مهم هستندرزین ریخته شده، به ویژه رزین ریخته شده مبتنی بر اپوکسی، نقش مهمی در ساخت و عملکرد ترانسفورماتورهای نوع خشک دارد.این مقاله به عمق دنیای رزین ریخته شده برای ترانسفورماتورهای نوع خشک می پردازد، بررسی ترکیب، خواص، فرآیندهای تولید و تأثیر آن بر عملکرد کلی این ترانسفورماتورها.
درک رزین ریخته شده برای ترانسفورماتورهای خشک
ترکیب و شیمی
رزین ریخته ای که در ترانسفورماتورهای خشک استفاده می شود اغلب بر اساس رزین اپوکسی است. رزین اپوکسی یک کلاس از پلیمرهای ترموستات است که حاوی دو یا چند گروه اپوکسی در ساختار مولکولی خود است.این گروه های اپوکسی بسیار واکنش پذیر هستند و می توانند با عوامل مختلف ضدعفونی کننده ارتباط برقرار کنند.، مانند آمین ها یا آنیدریدها، برای تشکیل یک ساختار شبکه سه بعدی. این فرآیند پیوند متقابل برای رزین برای دستیابی به خواص مکانیکی و الکتریکی مورد نظر ضروری است.
به عنوان مثال، در مورد ترانسفورماتورهای نوع خشک، رزین های اپوکسی مبتنی بر بیسفنول A معمولاً استفاده می شوند. هنگامی که با یک عامل خشک کننده مناسب ترکیب می شوند، یک ماتریس سفت و پایدار تشکیل می دهند.اضافه کردن مواد پرکننده، مانند پودر سیلیس، می تواند ویژگی های رزین ریخته را بیشتر افزایش دهد.پرکننده های سیلیکونی نه تنها قدرت مکانیکی را بهبود می بخشند بلکه قابلیت رسانایی حرارتی و عایق بندی الکتریکی رزین را نیز افزایش می دهند.
خواص عایق برق
یکی از مهم ترین توابع رزین ریخته شده در ترانسفورماتورهای خشک این است که عایق برق عالی را فراهم کند. ماتریس رزین اپوکسی متقاطع دارای مقاومت بالایی است.که به طور موثر مانع از جریان جریان الکتریکی بین بخش های مختلف پیچ و تاب ترانسفورماتور می شوداین امر برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد ترانسفورماتور بسیار مهم است.
مقاومت دی الکتریک رزین ریخته نیز یک پارامتر کلیدی است. قدرت دی الکتریک به عنوان حداکثر قدرت میدان الکتریکی تعریف می شود که یک ماده می تواند بدون شکستن مقاومت کند.رزین های ریخته شده مبتنی بر اپوکسی به طور معمول دارای قدرت دی الکتریک بالا هستنداین مقاومت دی الکتریک بالا به ترانسفورمور اجازه می دهد تا در ولتاژ های بالا کار کند در حالی که یکپارچگی سیستم عایق را حفظ کند.
علاوه بر این، رزین ریخته شده به کاهش تخلیه های جزئی کمک می کند. تخلیه های جزئی زمانی رخ می دهد که تخلیه های الکتریکی کوچک در عایق به دلیل افزایش میدان الکتریکی محلی وجود داشته باشد.این تخلیه ها می توانند به تدریج عایق را در طول زمان تخریب کنند.ساختار همگن و بدون خلا از رزین ریخته شده، به دست آمده از طریق فرآیندهای تولید مناسب، وقوع تخلیه جزئی را به حداقل می رساند.بنابراین طول عمر ترانسفورماتور را افزایش می دهد.
آماده سازی پیچ و تاب
قبل از فرآیند ریخته گری، پیچ و خم ترانسفورماتور باید با دقت آماده شود. پیچ و خم ها معمولاً از هادی مس یا آلومینیوم ساخته می شوند که در اطراف هسته پیچیده می شوند.هسته معمولا از ورق های فولادی سیلیکون لایه دار ساخته شده است تا از دست دادن مغناطیسی به حداقل برسد.
فرآیند پیچ و تاب باید اطمینان حاصل کند که هادی ها به طور مساوی فاصله دارند و به طور محکم پیچ و تاب می شوند تا عملکرد الکتریکی ثابت را حفظ کنند.پیچ ها ممکن است با یک پرایمر یا یک ترویج کننده چسبندگی برای افزایش پیوند بین هادی ها و رزین ریخته شده پیش درمان شوند..
فرآیند ریختن
ریزش رزین در اطراف پیچ ها یک مرحله حیاتی است. روش های ریزش متعددی مورد استفاده قرار می گیرند که ریزش خلاء یکی از رایج ترین آنها است. در فرآیند ریزش خلاء،حلقه های آماده شده در قالب قرار می گیرندسپس قالب تخلیه می شود تا هر هوا یا رطوبت موجود را از بین ببرد. این مهم است زیرا حباب های هوا یا رطوبت در رزین می تواند به عنوان مکان های تجزیه الکتریکی عمل کند.
هنگامی که قالب تخلیه می شود، رزین اپوکسی، همراه با عامل سخت کننده و هر گونه پرکننده، به قالب ریخته می شود. رزین تمام حفره های اطراف پیچ ها را پر می کند و آنها را به طور کامل پوشش می دهد.سپس قالب را در دمای مشخص و برای مدت معینی خشک می کنند، بسته به نوع رزین و عامل سفت کننده استفاده شده است. این فرآیند سفت کردن به رزین اجازه می دهد تا پیوند متقابل و سخت شود و یک محاصره جامد و پایدار را در اطراف پیچ ها تشکیل دهد.
قدرت مکانیکی و دوام
رزین ریخته شده، قدرت مکانیکی عالی را به ترانسفورماتور خشک می دهد. ماتریس رزین اپوکسی متقاطع، به خصوص هنگامی که با پرکننده تقویت می شود،می تواند به فشارهای مکانیکی مانند لرزش مقاومت کند.، شوک، و نیروهای تولید شده در حوادث مدار کوتاه.
در طول یک شارژ، جریان های قوی از طریق پیچ ها جریان می یابد و نیروهای الکترومغناطیسی قابل توجهی تولید می کند.پیچ ها که از رزین ریخته شده اند می توانند بدون تغییر شکل یا آسیب به این نیروها مقاومت کننداین دوام مکانیکی همچنین به قابلیت اطمینان طولانی مدت ترانسفورماتور کمک می کند.کاهش نیاز به تعمیرات مکرر و تعویض.
عملکرد حرارتی
مدیریت گرما یکی از جنبه های حیاتی عملکرد ترانسفورم است. رزین ریخته شده، به ویژه هنگامی که با پرکننده های رسانا گرما بسیار بالا ساخته می شود، می تواند به طور موثر گرما را از پیچ ها منتقل کند.این کمک می کند در حفظ دمای کار از ترانسفورماتور در محدوده های قابل قبول.
رزین های ریخته شده مبتنی بر اپوکسی به طور معمول دارای یک ضریب نسبتا کم گسترش حرارتی هستند. این بدان معنی است که با تغییر دمای ترانسفورم در طول کار،رزین و پیچ و تاب با سرعت مشابه گسترش می یابد و کاهش می یابداین باعث کاهش فشار روی پیچ ها و رابط پیچ رزین می شود و از ترک شدن و از هم پاشیدن جلوگیری می کند که در غیر این صورت می تواند منجر به شکست عایق شود.
مقاومت محیط زیست
ترانسفورماتورهای خشکی که با رزین ریخته شده اند، مقاومت بسیار خوبی در برابر محیط زیست دارند. رزین مانع محافظتی را در اطراف پیچ ها ایجاد می کند و آنها را از رطوبت، گرد و غبار و مواد شیمیایی محافظت می کند.این باعث می شود آنها مناسب برای استفاده در طیف گسترده ای از محیط هااز محیط های صنعتی مرطوب تا مکان های بیرونی پر گرد و غبار.
علاوه بر این، استفاده از رزین های اپوکسی در ترانسفورماتورهای نوع خشک اغلب نسبت به سایر مواد عایق، سازگارتر با محیط زیست است.برخی از رزین های اپوکسی به گونه ای طراحی شده اند که غیر سمی و مطابق با مقررات زیست محیطی باشند.علاوه بر این، با توسعه فناوری های جدید، اکنون تلاش هایی برای ایجاد رزین های اپوکسی پایدارتر وجود دارد، مانند استفاده از مونومرهای اپوکسی مبتنی بر زیست.
* کاربردهای رزین ریخته شده - ترانسفورماتورهای نوع خشک کپسولی شده
برنامه های کاربردی شهری و تجاری
در مناطق شهری و ساختمان های تجاری، ایمنی و صرفه جویی در فضا ملاحظات مهمی هستند.خواص مقاوم در برابر آتش و غیر قابل احتراق، که به رزین ریخته ای مبتنی بر اپوکسی نسبت داده می شود، آنها را برای نصب در ساختمان هایی که مقررات ایمنی آتش سختگیرانه مانند بیمارستان ها، مدارس و مراکز خرید است، ایده آل می کند.
این ترانسفورماتورها همچنین دارای طراحی جمع و جور هستند، به لطف محاصره کارآمد که توسط رزین ریخته شده ارائه شده است.مانند زیرزمین یا اتاق های کاربردی ساختمان ها.
کاربردهای صنعتی
تاسیسات صنعتی اغلب به ترانسفورماتی که می توانند در شرایط سخت کار کنند نیاز دارند. ترانسفورماتی که از رزین ریخته شده ساخته شده اند، برای کاربردهای صنعتی مناسب هستند.می توانند در محیط هایی با سطح بالای گرد و غبار کار کنند، مواد شیمیایی و رطوبت، بدون خطر تخریب عایق.
به عنوان مثال، در کارخانه های تولیدی، که ممکن است در معرض گاز های خوردنی یا ذرات قرار داشته باشند، رزین ریخته شده از پیچ ها در برابر آسیب محافظت می کند.در صنایع انرژی فشرده مانند تولید فولاد یا معدن، قدرت مکانیکی بالا و قابلیت مقاومت در برابر مدار کوتاه این ترانسفورماتورها بسیار ارزشمند است.
*روندهای آینده در رزین ریخته شده برای ترانسفورماتورهای نوع خشک
توسعه فرموله های رزین جدید
تحقیقات در حال انجام برای توسعه فرمول های رزین جدید مبتنی بر اپوکسی برای ترانسفورماتورهای نوع خشک است. این فرمول های جدید با هدف بهبود عملکرد رزین هستند. به عنوان مثال،تمرکز بر توسعه رزین هایی با رسانایی حرارتی بالاتر وجود دارد، که باعث می شود تبعید گرما کارآمدتر و به طور بالقوه اجازه می دهد تا تراکم قدرت بالاتر در ترانسفورماتورها.
همچنین تلاش هایی برای توسعه رزین هایی با خواص بهبود یافته خود درمانی وجود دارد. در صورت آسیب جزئی به عایق، این رزین های خود درمانی می توانند خود را تعمیر کنند.افزایش طول عمر ترانسفورماتور و کاهش الزامات نگهداری.
رزین های پایدار و قابل بازیافت
با تاکید فزاینده بر پایداری زیست محیطی، وجود دارد فشار به توسعه رزین های گداخته پایدار و قابل بازیافت برای ترانسفورماتورهای نوع خشک.این شامل استفاده از مواد خام مبتنی بر زیست در تولید رزین های اپوکسی است.مونومرهای اپوکسی مبتنی بر زیست می توانند از منابع تجدیدپذیر مانند روغن های گیاهی یا لیگنین به دست آیند و وابستگی به مواد خام مبتنی بر فسیل را کاهش دهند.
علاوه بر این، تلاش هایی برای توسعه روش های بازیافت رزین های ریخته شده مبتنی بر اپوکسی انجام می شود. بازیافت این رزین ها نه تنها ضایعات را کاهش می دهد بلکه منابع را نیز حفظ می کند.برخی از پژوهش ها در مورد استفاده از روش های شیمیایی یا مکانیکی برای شکستن ماتریس رزین متقاطع و بازیابی اجزای ارزشمند برای استفاده مجدد تحقیق کرده اند.
نتیجه گیری
رزین ریخته شده، به ویژه رزین ریخته شده مبتنی بر اپوکسی، بخشی جدایی ناپذیر از ترانسفورماتورهای نوع خشک است. ترکیب منحصر به فرد آن از عایق الکتریکی، قدرت مکانیکی، عملکرد حرارتی،و مقاومت محیط زیست باعث می شود که آن را یک ماده ایده آل برای غوطه ور کردن حلقه های این ترانسفورماتورها- فرآیند ساخت ترانسفورماتورهای خشک نوع رزین ریخته شده، از آماده سازی پیچ و تاب تا ریختن و خشک کردن رزین،با دقت بهینه شده است تا محصولات با کیفیت و قابل اعتماد را تضمین کند..
با نگاه به آینده، توسعه فرمول های رزین جدید و جستجوی رزین های پایدار و قابل بازیافت همچنان تکامل رزین ریخته شده را برای ترانسفورماتورهای نوع خشک هدایت می کند.این پیشرفت ها نه تنها عملکرد و قابلیت اطمینان ترانسفورماتورهای خشک را بهبود می بخشد بلکه به زیرساخت های انرژی الکتریکی پایدارتر و کارآمدتر نیز کمک می کندچه در برنامه های کاربردی شهری، تجاری یا صنعتی، ترانسفورماتورهای نوع خشک پوشانده شده با رزین مدفوع، سنگ بنای سیستم های توزیع برق مدرن خواهند ماند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
