CN104293098A - 耐高温绝缘变压器及其加工方法 - Google Patents

耐高温绝缘变压器及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐高温绝缘变压器以及加工方法，所述变压器的内外壁上涂有耐高温绝缘涂料组合物，所述组合物包含环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂；相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的含量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的含量为6-9重量份，所述硼酸铝的含量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的含量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的含量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的含量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的含量为0.5-1.5重量份，所述填料的含量为7-12重量份，所述阻燃剂的含量为5-10重量份。该变压器具有优异的击穿强度、体积电阻率和耐高温性能。

Description

耐高温绝缘变压器及其加工方法
技术领域
本发明涉及变压器，具体地，涉及一种耐高温绝缘变压器及其加工方法。
背景技术
目前，电力设备的表面需涂覆一层绝缘材料，如绝缘涂料、绝缘漆等以提高电力设备的外部绝缘性，这样不但提高了电力系统的安全性，还提高了系统运行的可靠性，一定程度上节俭了电力设备的成本。
但是现有耐高温绝缘变压器上的绝缘材料制作工艺复杂导致生产成本高，同时耐高温绝缘变压器的耐高温和绝缘效果并不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温绝缘变压器及其加工方法，通过该加工方法制得的耐高温绝缘变压器具有耐高温和优异的绝缘效果，同时该加工方法步骤简单，原料易得。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐高温绝缘涂料变压器，所述变压器的内外壁上涂有耐高温绝缘涂料组合物，所述组合物包含环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂；
其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的含量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的含量为6-9重量份，所述硼酸铝的含量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的含量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的含量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的含量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的含量为0.5-1.5重量份，所述填料的含量为7-12重量份，所述阻燃剂的含量为5-10重量份。
本发明还提供了一种耐高温绝缘变压器的加工方法，所述加工方法包括：
a、将环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂加热混合制成耐高温绝缘涂料组合物；
b、将所述耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器箱的内外壁上；
其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的用量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的用量为6-9重量份，所述硼酸铝的用量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的用量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的用量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的用量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.5-1.5重量份，所述填料的用量为7-12重量份，所述阻燃剂的用量为5-10重量份。
通过上述技术方案，本发明通过在加热的条件下向环氧树脂、酚醛树脂和聚酰亚胺树脂中加入硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂制得耐高温绝缘涂料组合物，然后将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐热温度在500℃以上，击穿强度在160KV/m以上，体积电阻率在1.5×104Ω﹒m以上。同时该加工方法步骤简单，原料易得，成本低。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供给了一种耐高温绝缘涂料变压器，所述变压器的内外壁上涂有耐高温绝缘涂料组合物，所述组合物包含环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂。其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的含量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的含量为6-9重量份，所述硼酸铝的含量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的含量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的含量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的含量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的含量为0.5-1.5重量份，所述填料的含量为7-12重量份，所述阻燃剂的含量为5-10重量份。
在本发明中，所述纳米二氧化钛的粒径可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种纳米级别的二氧化钛，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为5-10nm。
在本发明中，所述填料的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种无机填料，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述填料选自云母粉、滑石粉、石棉粉和高岭土中的一种或多种。
在本发明中，所述填料的粒径可以在宽的范围内选择，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述填料的粒径为0.05-0.15mm。
在本发明中，所述阻燃剂的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种无机填料，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述阻燃剂选自氧化锆、三氧化二锑和硼砂中的一种或多种。
在本发明中，所述环氧树脂的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种环氧树脂，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
本发明还提供了一种耐高温绝缘变压器的加工方法，所述加工方法包括：
a、将环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂加热混合制成耐高温绝缘涂料组合物；
b、将所述耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器箱的内外壁上；
其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的用量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的用量为6-9重量份，所述硼酸铝的用量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的用量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的用量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的用量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.5-1.5重量份，所述填料的用量为7-12重量份，所述阻燃剂的用量为5-10重量份。
在本发明提供的加工方法中，所述纳米二氧化钛的粒径可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种纳米级别的二氧化钛，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为5-10nm。
在本发明提供的加工方法中，所述填料的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种无机填料，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述填料选自云母粉、滑石粉、石棉粉和高岭土中的一种或多种。
在本发明提供的加工方法中，所述填料的粒径可以在宽的范围内选择，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述填料的粒径为0.05-0.15mm。
在本发明提供的加工方法中，所述阻燃剂的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种无机填料，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述阻燃剂选自氧化锆、三氧化二锑和硼砂中的一种或多种。
在本发明提供的加工方法中，所述环氧树脂的种类可以在宽的范围内选择，可以是本领域所熟知的任何一种环氧树脂，但从成本和耐高温绝缘涂料组合物的耐高温和绝缘效果上考虑，优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
在本发明提供的加工方法中，所述加热混合的温度和混合时间可以在宽的范围内选择，但从成本和生产效率上考虑，优选地，所述加热混合的温度为180-220℃，混合时间为2-3h。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，耐热温度参数、击穿强度参数和体积电阻率参数均通过GB1981-81的方法测得。
双酚A型环氧树脂为广州市缘创化工有限公司的产品，双酚F型环氧树脂为广州维立纳化工有限公司的产品、酚醛树脂为上海微谱化工技术服务有限公司的产品，聚酰亚胺树脂为苏州道酬工程塑胶有限公司的产品，硼酸铝为上海嶅稞实业有限公司的产品，三羟甲基丙烷为广州新浦泰化工有限公司的产品，过氧化苯甲酰为衡水晟华橡塑科技有限公司的产品，三聚磷酸钾为常州市川磷化工有限公司的产品，纳米二氧化钛为上海钛颜实业有限公司的产品。
实施例1
在200℃下，将100kg双酚A型环氧树脂、酚醛树脂18kg、聚酰亚胺树脂8kg、硼酸铝7kg、三羟甲基丙烷60kg、过氧化苯甲酰16kg、三聚磷酸钾5kg、纳米二氧化钛1kg、云母粉10kg和氧化锆8kg混合2.5h，然后冷却制得耐高温绝缘涂料组合物A1。其中，钠米二氧化钛的粒径为8nm，云母粉的粒径为0.1mm。
在25℃下，将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
实施例2
在180℃下，将100kg双酚A型环氧树脂、酚醛树脂15kg、聚酰亚胺树脂6kg、硼酸铝5kg、三羟甲基丙烷50kg、过氧化苯甲酰12kg、三聚磷酸钾2kg、纳米二氧化钛0.5kg、云母粉7kg和氧化锆5kg混合2h，然后冷却制得耐高温绝缘涂料组合物A2。其中，钠米二氧化钛的粒径为5nm，云母粉的粒径为0.05mm。
在20℃下，将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
实施例3
在220℃下，将100kg双酚A型环氧树脂、酚醛树脂20kg、聚酰亚胺树脂9kg、硼酸铝10kg、三羟甲基丙烷70kg、过氧化苯甲酰20kg、三聚磷酸钾9kg、纳米二氧化钛1.5kg、云母粉12kg和氧化锆10kg混合3h，然后冷却制得耐高温绝缘涂料组合物A3。其中，钠米二氧化钛的粒径为10nm，云母粉的粒径为0.15mm。
在30℃下，将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
实施例4
按照实施例1的方法进行，所不同的是，双酚A型环氧树脂换为双酚F型环氧树脂，氧化锆换为三氧化二锑，制得耐高温绝缘涂料组合物A4。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
实施例5
按照实施例1的方法进行，所不同的是，双酚A型环氧树脂换为双酚F型环氧树脂，云母粉换为滑石粉，制得耐高温绝缘涂料组合物A5。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例1
按照实施例1的方法进行，所不同的是，双酚A型环氧树脂为5kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B1。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例2
按照实施例1的方法进行，所不同的是，双酚A型环氧树脂为25kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B2。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例3
按照实施例1的方法进行，所不同的是，聚酰亚胺树脂为4kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B3。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例4
按照实施例1的方法进行，所不同的是，聚酰亚胺树脂为12kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B4。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例5
按照实施例1的方法进行，所不同的是，不含有纳米二氧化钛，制得耐高温绝缘涂料组合物B5。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例6
按照实施例1的方法进行，所不同的是，纳米二氧化钛为3kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B6。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例7
按照实施例1的方法进行，所不同的是，过氧化苯甲酰为5kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B7。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例8
按照实施例1的方法进行，所不同的是，过氧化苯甲酰为25kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B8。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例9
按照实施例1的方法进行，所不同的是，三羟甲基丙烷为30kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B9。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例10
按照实施例1的方法进行，所不同的是，三羟甲基丙烷为80kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B10。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例11
按照实施例1的方法进行，所不同的是，三聚磷酸钾为1kg，硼酸铝为15kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B11。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
对比例12
按照实施例1的方法进行，所不同的是，三聚磷酸钾为12kg，硼酸铝为4kg，制得耐高温绝缘涂料组合物B12。
将该耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器的内外壁上形成漆膜，该漆膜的耐高温参数、击穿强度参数和体积电阻率参数见表1。
表1
耐高温(500℃) 击穿强度(KV/m) 体积电阻率(104Ω﹒m)
A1 漆膜正常 178 1.78
A2 漆膜正常 166 1.77
A3 漆膜正常 165 1.79
A4 漆膜正常 167 1.75
A5 漆膜正常 172 1.76
B1 漆膜出现脱落 121 1.20
B2 漆膜出现脱落 132 1.21
B3 漆膜出现脱落 118 1.31
B4 漆膜出现脱落 124 1.28
B5 漆膜出现脱落 119 1.21
B6 漆膜出现脱落 115 1.31
B7 漆膜出现脱落 113 1.35
B8 漆膜出现脱落 112 1.28
B9 漆膜出现脱落 117 1.23
B10 漆膜出现脱落 126 1.28
B11 漆膜出现脱落 104 1.25
B12 漆膜出现脱落 117 1.16
通过上述实施例和对比例可知，本发明提供的耐高温绝缘变压器具有优异的耐高温、击穿强度和体积电阻率，同时加工该变压器的方法步骤简单，原料易得。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种耐高温绝缘涂料变压器，其特征在于，所述变压器的内外壁上涂有耐高温绝缘涂料组合物，所述组合物包含环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂；
其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的含量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的含量为6-9重量份，所述硼酸铝的含量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的含量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的含量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的含量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的含量为0.5-1.5重量份，所述填料的含量为7-12重量份，所述阻燃剂的含量为5-10重量份。
2.根据权利要求1所述的耐高温绝缘涂料变压器，其中，所述纳米二氧化钛的粒径为5-10nm。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温绝缘涂料变压器，其中，所述填料选自云母粉、滑石粉、石棉粉和高岭土中的一种或多种；
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的耐高温绝缘涂料变压器，其中，所述填料的粒径为0.05-0.15mm。
5.根据权利要求1或2所述的耐高温绝缘涂料变压器，其中，所述阻燃剂选自氧化锆、三氧化二锑和硼砂中的一种或多种。
6.一种耐高温绝缘变压器的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
a、将环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、硼酸铝、三羟甲基丙烷、过氧化苯甲酰、三聚磷酸钾、纳米二氧化钛、填料以及阻燃剂加热混合制成耐高温绝缘涂料组合物；
b、将所述耐高温绝缘涂料组合物涂刷在变压器箱的内外壁上；
其中，相对于100重量份的环氧树脂，所述酚醛树脂的用量为15-20重量份，所述聚酰亚胺树脂的用量为6-9重量份，所述硼酸铝的用量为5-10重量份，所述三羟甲基丙烷的用量为50-70重量份，所述过氧化苯甲酰的用量为12-20重量份，所述三聚磷酸钾的用量为2-9重量份，所述纳米二氧化钛的用量为0.5-1.5重量份，所述填料的用量为7-12重量份，所述阻燃剂的用量为5-10重量份。
7.根据权利要求6所述的加工方法，其中，所述纳米二氧化钛的粒径为5-10nm；
优选地，所述填料选自云母粉、滑石粉、石棉粉和高岭土中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其中，所述填料的粒径为0.05-0.15mm。
9.根据权利要求7所述的加工方法，其中，所述阻燃剂选自氧化锆、三氧化二锑和硼砂中的一种或多种；
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。
10.根据权利要求6-9中的任意一项所述的加工方法，其中，所述加热混合的温度为180-220℃，混合时间为2-3h；
优选地，步骤b中涂刷温度为20-30℃。
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