CS245070B1

CS245070B1 - Zmes na báze epoxidu pre elektrotechnické aplikácie so zvýšeným súčinitelom tepelnej a teplotnej vodivosti

Info

Publication number: CS245070B1
Application number: CS843924A
Authority: CS
Inventors: Stefan Barta; Jozef Bielek; Darina Kobzova; Jan Plavka; Peter Ivica; Jan Grega; Pavol Pavlik
Original assignee: Stefan Barta; Jozef Bielek; Darina Kobzova; Jan Plavka; Peter Ivica; Jan Grega; Pavol Pavlik
Priority date: 1984-05-25
Filing date: 1984-05-25
Publication date: 1986-08-14
Also published as: CS392484A1

Abstract

Riešenie sa týká zloženia zmesi na báze epoxidu so zvýšeným súčinitelOm tepelnej vodivosti. Podstatou riešenia je, že ako plnivo epoxidovej živice sa použije oxid křemičitý s veíkosťou častíc pod 50 ,um v množstve 30,2 až 80,9 % obj. Zmes na báze epoxidu so zvýšeným súčiniteíom tepelnej a teplotnej vodivosti je možné použit vo funkcii liatej izolácie pre distribučně transformátory, kde sú kladené zvýšené požiadavky na transport rozptýleného tepla vedením z vinutia distribučného transformátora cez liatu izoláciu do okolia, ako aj pre dalšie elektrotechnické aplikácie so zvýšenými požiadavkami na transport tepla vedením pri zachovaní elektroizolačných vlastností.

Description

Vynález sa týká zmesi na báze epoxidu so zvýšeným súčinitelom tepelnej a teplotnej vodivosti.

Doteraz sa na zalievanie vysokonapaťových transformátorov používajú zmesi, ktoré majú podstatné vačšiu dížkovú rozťažnosť, ako zalievané vinutia. Pri skúmaní efektívnych tepelných vlastností epoxidu modifikovaného anorganickými plnivami sa zistilo, že pri rozptýlení anorganických plniv v epoxide je možné jednak zlepšit jeho efektivně tepelné vlastnosti, ako aj lepšie prispSsobif teplotný koeficient dlžkovej rozťažnosti anorganickým plnivom modifikovaného epoxidu k teplotnému koeficientu dlžkovej rozťažnosti zalievaného vinutia. S rastom objemového zlomku anorganického plniva narastali lineárně efektívne súčinitele tepelnej a teplotnej vodivosti, do istej kritickej hodnoty objemového zlomku, ktorý sa nazýva prahovým objemovým zlomkom. Tento lineárny vzrasť preukázal splnenie zmiešavacieho pravidla pre efektívny súčinitel' tepelnej vodivosti A_z(n_v) aj pre efektívny súčinitel' teplotnej vodivosti k_z(n_v). Ak však objemový zlomok plniva překročil prahový objemový zlomok zistený experimentálně, efektívne súčinitele tepelnej a teplotnej vodivosti začali narastať v závislosti od objemového zlomku plniva prudšie.

Na základe týchto poznatkov bolo vypracované zloženie zmesi na báze epoxidu pre elektrotechnické aplikácie so zvýšeným súčinitelom tepelnej a teplotnej vodivosti, pozostávajúce z epoxidovej živice diánového typu, tužidla hexahydroftalánhydridu v pomere 2:1a oxidu křemičitého ako plniva, ktorého podstatou je, že oxid křemičitý má velkost častíc pod 50 ,«m a jeho množstvo v zmesi sa pohybuje od 30,2 do 80,9. % obj.

Výhodou zmesi na báze epoxidu podta vynálezu je zvýšený transport rozptýleného.tepla vedením z vinutia distribučného transformátora cez liatu izoláciu do okolia.

Transport rozptýleného tepla vedením z vinutia distribučného transformátora cez liatu izoláciu do okolia je určený koncentračnou závislosíou efektívnych súčinitelOv tepelnej a teplotnej vodivosti stanovených pri štandardných podmienkach. Tieto závislosti boli stanovené experimentálně pomocou impulznej metody s okamžitým plošným zdrojom. Získané výsledky obsahuje tab. 1. Hodnota pre prahový objemový zlomok oxidu křemičitého bola odhadnutá takto n_vk = 30,2 % obj.

Príspevok k efektívnym súčinitefom tepelnej a teplotnej vodivosti od perkolácie fonónov v závislosti od objemového zlomku oxidu křemičitého s vefkosťou častíc do 50 μπι, v tabutke 1.

Tabulka 1 n_v λ_ζ(η_ν)

Αλ(η_ν) Αλ(η_ν) 10⁷.K_z(n_v) λ_ζ (ny)

10⁷. A_kfn_v)A_k(n_v) k_z(n_v]

[-]	[Wm^K-¹]	[Wm^K“¹]	[%]	[m²s¹	j [m²s¹]	[%]
0	0,17	0	0	1,18	0	0
0,1	0,26	0	0	1,80	0	0
0,2	0,36	0	0	2,43	0	0
0,302	0,45	0	0	3,07	0	0
0,4	0,65	0,17	30,9	3,68	1,02	27,7
0,5	0,64	0,31	48,4 .	4,31	1,76	40,8
0,6	0,73	0,43	58,9	4,93	2,42	49,1
0,7	0,83	0,54	65,1	5,56	3,03	54,5
0,8	0,92	0,65	70,7	6,19	3,60	58,2
0,9	1,02	0,75	73,5 '	6,81	4,15	60,9
Vysvětlivky k tab. 1		ného	oxidom	křemičitým od n_v	pre oblast

n_v — objemový zlomok plniva n_vk — kritická hodnota objemového zlomku oxidu křemičitého (n_vk = 0,302]

T_o —· štandardná teplota (T_o = 293,33 + ±1,14 K] p₀ — štandardný tlak (p_Q = 0,1013 MPa) ⁿvš Uvk

AA(n_v) — príspevok k efektívnemu súčinitefu tepelnej vodivosti epoxidu plněného oxidom křemičitým od perkolácie fonónov v závislosti od n_v pre oblast n_v > n_vk k_z(n_v) — lineárna závislost efektívneho súčiniteta teplotnej vodivostí plněného oxidom křemičitým od n_v pre oblast n_v á n_vk

A_z(n_v) — lineárna závislost efektívneho súčiniteta tepelnej vodivosti epoxidu plneAk(n_v) — príspevok k efektívnemu súčinitetu teplotnej vodivosti epoxidu plněného oxidom křemičitým od perkolácie fonónov v závislosti od n_v pre oblast n_v > n_vk

Tab. 1 ďalej obsahuje vyčísleme relativných príspevkov k efektívnym súčinitelom tepelnej a teplotnej vodivosti od perkolácie fonónov, to jest veličin Δλ(η_ν)/λ_ζ(η_ν) a Ák(n_vj/k_z(n_v), ktoré percentuálně vyjadrujú zvýšenie efektívnych súčinitefov tepelnej a teplotnej vodivosti. Ako vidíme z tab. 1, sú tieto příspěvky významné.

Na pripojenom výkrese na obr. 1 je znázorněná koncentračná závislost efektívneho súčinitefa tepelnej vodivosti epoxidu plněného oxidom křemičitým a jej lineárna závislost stanovená pri štandardných podmienkach.

Na obr. 2 je znázorněná koncentračná závislost efektívneho súčinitefa teplotnej vodivosti epoxidu plněného oxidom křemičitým a jej lineárna závislost stanovená pri štandardných podmienkach.

Predmet vynálezu je objasněný na príkladoch.

Příklad 1

Pre zalievanie hliníkových vinutí do liatej izolácie, ktorá má prisposobený teplotný koeficient dížkovej rozťažnosti epoxidu plněného oxidom křemičitým s vefkosťou částic pod 50 ,um k teplotnému koeficientu dížkovej rozťažnosti hliníkového vinutia (TK L T = 25 °C = 2,39. ΙΟ^Κ¹ podfa W. Espe: Technológia hmót vákuovej techniky

I, Vydavatelstvo SAV, Bratislava 1957), sa připravila zmes CHS epoxy E 1/9 s tužidlom HT 907 v pomere 2:1 hmot. dielov a plniva epoxidu křemičitého s vefkosťou častíc pod 50 μΐη s hmotnostným zlomkom plniva n_M — 0,782, čomu zodpovedá objemový zlomok plniva n_v = 0,628. Pre túto zmes relativné příspěvky k efektívnemu súčiniteíu tepelnej a teplotnej vodivosti od perkolácie fonónov sú následovně:

Δλ(η_ν = 0,628)/λ_ζ(η_ν = 0,628) = 60,6 % A_k(n_v = 0,628)/k_z(n_v = 0,628) = 50,6 % Příklad 2

Pre zalievanie měděných vinutí (TK/Lt = 25 oc = 1,65.10-5K-¹ podfa W. Espe: Technológia hmót vákuovej techniky I, Vydavatelstvo SAV, Bratislava, 1957] je potřebné připravit zmes CHS epoxy E 1/9 s tužidlom HT 907 v pomere 2 :1 hmot. dielov a oxidu křemičitého s vefkosťou častíc pod 50 μΐη s hmotnostným zlomkom plniva n_M = 0,866, čomu zodpovedá objemový zlomok plniva n_v = 0,753. Relativné příspěvky k efektívnemu súčiniteíu tepelnej a teplotnej vodivosti pre toto zloženie zmesi od perkolácie fonónov sú následovně:

Δλ(η_ν = 0,753)/λ_ζ(η_ν = 0,753) = 68,1 % A_k(n_v = 0,753)/k_z(n_v = 0,753) = 65,5 %

Claims

Zmes na báze epoxidu pre elektrotechnické aplikácie so zvýšeným súčinitelom tepelnej a teplotnej vodivosti pozostávajúca z epoxidovej živice diánového typu a tužidla hexahydroftalánhydridu v pomere 2:1a oxidu křemičitého ako plniva, vyznačujúca sa tým, že oxid křemičitý má velkost častíc pod 50 <um a jeho množstvo v zmesi sa pohybuje od 30,2 % obj. do 80,9 % obj.