国产环氧酸酐无 溶剂浸渍树脂应用研究漆临生梁智明何海洋(东方电机股份，四川德阳市618000)摘要本文分析和论述了目前发电机VPI绝缘系统用环保型的环氧酸酐无溶剂漫渍树脂的技术性 能指标、环保、安全性能。 描述了国产环氧酸酐无溶剂浸渍树脂的在单只线棒VPI绝缘系统中的应 用研究，对材料技术指标性能，工艺性能和环境保护和安全性与国外同种产品进行了比较试验，国产 环氧酸酐浸渍树脂能够与目前多种国内外厂家生产的少胶云母带相容，进行的常规电气性能，冷热循 环及其耐电寿命测试数据表明：国产浸渍树脂与国外产品具有相同性能。关键词：发电机绝缘；VPI绝缘系统；无溶剂浸渍树脂；环氧酸酐浸渍树脂Study on the application of Epoxy-anhydride impregnating resin used in Insulation System of Electrical Machinery at High VoltageQf Linsheng Liang劢砌抛He Haiyang(Dongfang Electrical Machinery CoLtd,Deyang，Sichuan 6 1 8000)Abstract 11be paper summarizes the据clmealenvironment,and safe-properties ofthe processing and application of solventless epoxy-anhydride impregnating resin used in insulation system of electrical machinery,which have been developed domestic and compares technical properties with the similar resinsproduced by well-known companyAll the tests，such as mechanical，electrical and anti-electrical aging and thermal cycling tests made by DFEM LibOn the real bars produced with domesfic resin show that the fmaI properties of insulated bars made from domestic resin play a sallle function with the reSin abroad以西门子和西屋公司(wH)为代表的单只线棒升高温度浸渍的工艺，实现单只线棒VPI绝缘系统的 VPI绝缘体系，其特点是生产效率高、电气绝缘性能、环保、安全。而Alstom为了满足环境保护要求，选择 机械性能、耐热性能和长期电老化性能优异，产品质 了采用带模具VPI浸渍、烘焙工艺，线棒绝缘包扎完 量稳定。从20世纪40年代投入商业应用以来，经过毕后，先置于模具中压型到位后，连同模具一起进行 不断地发展和改进，已经得到越来越多的电机制造厂VPI完成后，在浸渍箱内烘焙固化，再开VPI浸渍罐， 家和用户的认可，目前已在额定电压为27kV的发电取出浸渍固化完成的线圈，整个过程在封闭状态完成， 机上成功应用，最大电机容量超过1800MW。做到了无废气排放和改善环保的目的。由此随后出现 单只线棒VPI绝缘系统早期使用的浸渍树脂都是了TvPI工艺，该工艺实际只是将原在VPI浸渍罐中 以苯乙烯作为稀释剂的无溶剂浸渍树脂，该浸渍树脂完成的工序，缩小到了在模具中完成，当然只能针对用于采用了苯乙烯作为稀释剂使得浸渍树脂的室温粘特定产品。 度低，材料成本低廉，由此浸渍树脂生产的线圈绝缘 总结单只线棒VPI绝缘浸渍树脂的变化，绝缘性 性能良好，满足了电机绝缘要求：但是由于苯乙烯的 能要求提高，促使浸渍树脂全面向F级过渡：环境和 饱和蒸汽压高及闪点低，树脂容易挥发，安全性能差， 安全需求促进了全球电机行业单只线棒VPI绝缘技术 随环境保护和操作人员安全和健康日益受到重视，欧的发展，目前，用环氧酸酐浸渍树脂得益于优良绝缘 洲的大公司单只线棒VPI绝缘系统使用浸渍树脂和工性能和安全环保的操作工艺，单只线棒VPI工艺在 艺发生了一系列变化；如：Siemens公司将浸渍树脂全球范围内得到认可，。 中的苯乙烯取消，使用低粘度的环氧酸酐浸渍树脂和环氧酸酐无溶剂浸渍树脂由单分子双酚A型环氧327树脂和甲基六氢苯酐组成，是目前VPI无溶剂浸渍树 究，在完整的技术试验研究的基础上，我公司在2010 脂中组成结构最简单，技术性能好、应用范围最广和 年和2011年先后两次在公司SVPI罐中添加了2批次、 环境、安全性能最好的浸渍树脂。国外生产厂家：美 合计8T的环氧酸酐浸渍树脂进行了实际线棒生产和 国Hexion公司的BakeliteEPR 162+BakeliteEPH 性能试验研究。868系统；美国Huntsman公司的MY790I+HYl 102 1无溶剂浸渍树脂系统、瑞士VonRoll的3407：国内目前苏州巨峰电气绝缘系统股份在国内首先打破国外技术封 无溶剂浸渍树脂由单分子双酚A型环氧树脂和甲 锁，成功生产出单分子双酚A型环氧树脂，并以此开 基六氢邻苯二甲酸苯酐组成；单分子环氧树脂采用分 发环氧酸酐无溶剂浸渍树脂JF9955，打破了国外公司 子蒸馏技术得到。的技术垄断。11性能指标东方电气集团东方电机作为国内首家在 环氧酸酐无溶剂浸渍树脂由单分子双酚A型环氧 SVPI上使用环氧酸酐浸渍树脂的用户，对国内开发成 树脂和甲基六氢苯酐组成，其性能指标及其与国外同 功的环氧酸酐浸渍树脂进行了长期技术研究和应用研 类产品指标对比如表1、表2、表3所示。表1组份A(环氧树脂)性能指标指标值序号指标名称温度单位JF9955AEPRl62MY79013407A制造公司巨峰HexionHuntsmanVonRoll 1外观无色透明液体或结晶体2密度23116-00l117-20Ol(20C)1175：e0025(25C)1163粘度23mPas4500士1500450ffa：500(25U)5200-1200(25C)6000士20004环氧当量咖l17性2169士25环氧值molkg59如159=的1575士O156可水解氯ppm50020057总氯含量O50150200 2529折光指数15651570104110饱和蒸汽压60PaO，51020105表2组份B(酸酐村脂)性能指标指标值序号指标名称温度单位IF盼55BEPH868MY790_l3柏7B制造公司巨峰HexionHuntsmallvonKoll 1外观无色透明液体2密度23115：-002115：-002(20C)115：1：002(25C)1153粘度23mPas60-士1055：t：10(25、70(20)70士104酸酐当量g，ml168士2168士25酸酐值molkg59如15蛀O1575i-0156游离酸O500057闪点145145145 1458折光指数1476：L-0002201010200168(27kPa)200表3混合树脂性能典型值序号指标名称试验条件单位典型值l外观观测无色透明液体2密度23士05115i-0013粘度23士05mPas4501004储存稳定性闭口601961a 205凝胶时间150Imm16：M6固化挥发份30803h+110，3+140：2h7厚层固化性s1U1122弯曲强度12845弯曲模量MPa3l“4机8械拉伸强度常态6843性能拉伸延伸率155冲击强度kJm22258常态229工频介电强度155-4-2MVm20180218常态1x101315532士21101010体积电阻率Q-m180-*-2lxlo*23土2、浸水168hl1010“介电系数3I23250Hz12介质损耗o42813瓦13347注：与添加的促进剂有密切关系。由于测试条件不同，材料的性能指标参数有一定操作者长期接触不会带来严重危害。 的差异，总体基本一致。13环氧酸酐浸渍树脂JF-9955粘度与温度关系 12环氧酸酐浸渍树脂的环保性能 粘度是决定浸渍树腊流动性和渗透性的主要因按照ANSI标准定义环氧酸酐浸渍树脂JF9955素，只有粘度适当才能实现对工件的充分浸渍，达到为非可燃液体，按照中国石油天然气行业标准无气隙绝缘。图1为环氧酸酐浸渍树脂JF一9955粘度S愀602000易燃和可燃液体基本分类为B类与温度关系益线。由图中可以看出：环氧酸酐浸渍树可燃液体，这样在材料运输、存储、使用带来很多便利。 脂JF-9955随温度的升高粘度迅速下降，在温度由 1)材料安全10增加到30的过程中树脂粘度下降很快，400 环氧酸酐浸渍树脂的闪点在145以上，存储期为 60变化缓慢，60以后变化很小。24月，运输、存储和使用能够按照正常材料管理，不14固化物挥发份需要特殊措施。为了对比含苯乙烯的浸渍树脂和环氧酸酐浸渍树 2)设备、现场安全脂JF9955在固化过程的挥发份的差异，采用 环氧酸酐浸渍树脂的闪点和饱和蒸汽压决定了，在GBT1502222007中4。6固化中挥发份含量的测定方正常工艺条件下使用，无可挥发份进入VPI系统，在 法，在同等条件下测试了国内应用最广的环氧酯苯乙 浸渍罐和真空系统内沉积，对浸渍设备安全保护系统 烯体系VI I浸渍树脂、进口环氧酸酐VPI浸渍树脂和 及其传感器运行安全起到积极作用。环氧酸酐浸渍树脂JF9955的固化物挥发份。测试结3)操作者安全果如表4。329匕卜一十一呻r， 一+一 12卜。卜+ 十一C。斗_ _+ 一一。、；k-一卜_嘧一 一r十一 一+潼、工口f B、一l卜