Araldite® CW 1302 / Aradur® HY 1300 برای ترانسفورماتورهای خشک راه آهن و کپسول سازی تجهیزات الکتریکی

ترانسفورماتورهای کمکی کشش، راکتورها و تجهیزات الکتریکی برای سیگنالینگ و اندازه‌گیری نصب شده در محیط‌های بالقوه انفجاری در وسایل نقلیه ریلی، الزامات سخت‌گیرانه‌ای را برای مواد کپسوله‌سازی عایق ایجاد می‌کنند. این ماده باید یکپارچگی عایق الکتریکی را تحت چرخه حرارتی طولانی مدت حفظ کند، با استانداردهای ایمنی آتش‌سوزی راه‌آهن مطابقت داشته باشد و به طور موثر گرمای تولید شده توسط سیم‌پیچ‌ها یا ماژول‌های الکترونیکی را در فضاهای محدود دفع کند. Araldite® CW 1302 Resin / Aradur® HY 1300 Hardener به عنوان یک سیستم ریخته‌گری اپوکسی از پیش پر شده و بدون حلال، مشخصات عملکردی را ارائه می‌دهد که به شدت با این الزامات همسو است.

این سیستم عمدتاً بر اساس چندین ویژگی کلیدی که توسط روش‌های آزمون استاندارد تأیید شده‌اند، در لیست کوتاه قرار گرفت.

از نظر حرارتی، دمای انتقال شیشه توسط DSC 74-76 درجه سانتیگراد، کلاس دمایی سیستم UL 1446 کلاس 180 (H) و شاخص دما 181 درجه سانتیگراد (IEC 60216) است. این نشان می‌دهد که قطعات ریخته شده دارای حاشیه پیری حرارتی طولانی مدت تأیید شده در محدوده افزایش دمای طراحی سیستم عایق کلاس H هستند. برای ترانسفورماتورهای کمکی کشش که دمای سیم‌پیچ آنها ممکن است به طور مداوم به 120-130 درجه سانتیگراد نزدیک شود یا از آن فراتر رود، این طبقه‌بندی یک مرز ایمنی اساسی را فراهم می‌کند. هدایت حرارتی 0.87-0.89 وات بر متر کلوین در محدوده میانی بالای سیستم‌های اپوکسی پر شده قرار دارد و به هدایت گرما از داخل سیم‌پیچ به مسیرهای اتلاف سطح کمک می‌کند و از ایجاد نقاط داغ موضعی جلوگیری می‌کند.

در ایمنی آتش‌سوزی، این سیستم دارای گواهینامه خاص راه‌آهن EN 45545-2 R22 HL2 / R23 HL3 است، در ضخامت 3.0 میلی‌متر به UL 94 V0 دست می‌یابد و دارای شاخص اکسیژن (LOI) 36.1٪ است. برای ترانسفورماتورهای خشک نصب شده در زیر محفظه‌های مسافر یا در داخل بدنه واگن، R22 و R23 مربوط به سطوح مختلف خطر استفاده از مواد و مکان هستند، در حالی که HL2/HL3 محدودیت‌های قابل قبولی را برای چگالی دود و سمیت دود تعیین می‌کند. این داده‌ها نشان می‌دهند که این ماده نه تنها برای اشتعال‌پذیری بلکه برای خطرات ثانویه آتش در شرایط آتش‌سوزی نیز ارزیابی می‌شود.

از نظر الکتریکی و در برابر رطوبت، مقاومت حجمی 1×10¹⁴ اهم·سانتی‌متر در دمای 25 درجه سانتیگراد، CTI بیش از 600 است و جذب آب پس از 1 روز در دمای 23 درجه سانتیگراد تنها 0.03-0.05٪ است. جذب آب کم به ویژه برای تجهیزات راه‌آهن که در معرض محیط‌های بیرونی یا دما-رطوبت متغیر قرار دارند، حیاتی است: جذب رطوبت همزمان مقاومت حجمی را کاهش می‌دهد و اتلاف دی‌الکتریک را افزایش می‌دهد، و جذب کم این سیستم اساس قابلیت اطمینان عایق طولانی مدت را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، سیستم مخلوط دارای زمان ژل شدن 50-75 دقیقه در دمای 40 درجه سانتیگراد و عمر مفید (زمان تا 15000 میلی‌پاسکال) 36-38 دقیقه است که پنجره پردازش معقولی را برای ریخته‌گری خلاء سیم‌پیچ‌های متوسط ​​بدون زمان باز بیش از حد که می‌تواند منجر به رسوب کنترل نشده پرکننده شود، فراهم می‌کند.

در تولید، این سیستم از طریق ریخته‌گری خلاء پردازش می‌شود. پارامترهای زیر مطابق با دستورالعمل‌های پردازش TDS و رویه‌های مهندسی عمومی برای ریخته‌گری خلاء تنظیم می‌شوند؛ آنها الزامات فراتر از TDS را معرفی نمی‌کنند بلکه منطق آن را عملیاتی می‌کنند.

پیش گرمایش و همگن سازی رزین.Araldite CW 1302 حاوی پرکننده‌های معدنی است که به ناچار در طول ذخیره‌سازی رسوب می‌کنند. قبل از استفاده، رزین در ظرف اصلی خود تا دمای 40-50 درجه سانتیگراد (مثلاً یک شبه) گرم می‌شود تا ویسکوزیته به سطحی مناسب برای هم زدن و انتقال کاهش یابد و پرکننده رسوب کرده مجدداً پراکنده شود. پیش گرمایش نباید از 50 درجه سانتیگراد تجاوز کند تا از اثرات نامطلوب بر پایداری ذخیره‌سازی جلوگیری شود. هم زدن باید تمام عمق ظرف را در بر گیرد تا اطمینان حاصل شود که پرکننده کف مجدداً به فاز مایع وارد می‌شود. در مخازن ذخیره‌سازی تجهیزات، هم زدن ملایم متناوب در طول ریخته‌گری حفظ می‌شود تا از جداسازی مجدد پرکننده جلوگیری شود، که نسبت اختلاط را تحریف می‌کند.

مخلوط کردن و تخلیه هوا.اندازه‌گیری بر اساس وزن در نسبت 100:11 (رزین:سخت‌کننده) یا بر اساس حجم در نسبت 100:19 انجام می‌شود. پس از مخلوط کردن کامل، تخلیه هوای مختصر تحت خلاء 5-10 میلی‌بار انجام می‌شود. هدف نه تنها حذف حباب‌های ماکرو ناشی از مخلوط کردن مکانیکی است، بلکه حذف ریزحفره‌های وارد شده در سطوح ذرات پرکننده و در رابط رزین-سخت‌کننده است. برای کپسوله‌سازی سیم‌پیچ ترانسفورماتورهای خشک، حفره‌های باقی‌مانده در نواحی میدان الکتریکی متمرکز به عنوان محل شروع تخلیه جزئی عمل می‌کنند؛ محتوای کم حباب پس از تخلیه هوا، پایه‌ای در سطح مواد برای مقاومت طولانی مدت در برابر تخلیه جزئی عایق سیم‌پیچ فراهم می‌کند.

ریخته‌گری و پخت.مخلوط تخلیه شده تحت خلاء یا با کمک فشار به قالب/حفره سیم‌پیچ از پیش گرم شده تزریق می‌شود. برنامه پخت توصیه شده TDS 24 ساعت در دمای اتاق (تقریباً 25 درجه سانتیگراد) و سپس 6 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد است. مرحله اولیه ژل شدن در دمای اتاق به شبکه اجازه می‌دهد تا تحت تنش داخلی نسبتاً کم تشکیل شود، در حالی که مرحله پس پخت 60 درجه سانتیگراد بعدی، اتصال عرضی را به اتمام می‌رساند و منجر به انقباض کم و پرداخت سطح خوب می‌شود. حداقل شرایط پخت 48 ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد است که برای کارگاه‌های بدون قابلیت گرمایش یا قطعات بزرگ با دیواره نازک که به شدت به تاب برداشتن حساس هستند، قابل اعمال است. کفایت پخت باید بر اساس اندازه‌گیری دمای انتقال شیشه بر روی قطعه ریخته شده واقعی و نه صرفاً پایبندی اسمی به یک پروفیل زمان-دما، تعیین شود، زیرا تاریخچه‌های مختلف ژل شدن و پخت منجر به چگالی‌های اتصال عرضی و مقادیر نهایی Tg متفاوتی می‌شوند.

در محیط‌های بالقوه انفجاری، لایه کپسوله‌سازی تجهیزات الکتریکی برای جداسازی فیزیکی مدارهایی که ممکن است جرقه یا دمای بالا تولید کنند از محیط انفجاری عمل می‌کند. مناسب بودن این سیستم در این سناریو ناشی از تقاطع سه ویژگی است. اول، مقاومت حجمی پخته شده و استحکام دی‌الکتریک (26-28 کیلو ولت بر میلی‌متر، صفحه 2 میلی‌متر) یک مانع عایق کافی از طریق کپسوله‌سازی فراهم می‌کند. دوم، جذب آب کم، قطعه کپسوله شده را در برابر کاهش مقاومت عایق یا نشتی سطح ناشی از جذب رطوبت در طول سرویس طولانی مدت مقاوم می‌سازد. سوم، درجه‌بندی اشتعال‌پذیری UL 94 V0 و شاخص اکسیژن بالا، خطر تبدیل شدن خود کپسوله‌سازی به منبع اشتعال یا مسیر انتشار شعله را کاهش می‌دهد. TDS به صراحت "دستگاه‌های الکتریکی که در محیط‌های بالقوه انفجاری کار می‌کنند" را به عنوان یک کاربرد اصلی ذکر می‌کند و در عمل صنعتی، این سیستم اغلب به عنوان یک کاندید اپوکسی برای طرح‌های کپسوله‌سازی ضد انفجار (Ex m) ارزیابی می‌شود.

ارزش Araldite CW 1302 / Aradur HY 1300 در کپسوله‌سازی ترانسفورماتورهای خشک راه‌آهن و کپسوله‌سازی الکتریکی ضد انفجار نه در مقدار افراطی هر ویژگی، بلکه در تعادلی است که بین کلاس حرارتی، انطباق با آتش، عایق الکتریکی، جذب رطوبت کم و پنجره پردازش قابل کار برقرار می‌کند. UL 1446 کلاس 180 (H) و EN 45545-2 HL2/HL3 به ترتیب معیارهای عملکردی تأیید شده توسط شخص ثالث را از دیدگاه پیری حرارتی طولانی مدت و ایمنی آتش‌سوزی راه‌آهن تعیین می‌کنند. فرآیند ریخته‌گری خلاء پتانسیل کم حفره و پایداری پراکندگی پرکننده سیستم را به مقاومت عملی در برابر تخلیه جزئی عایق سیم‌پیچ تبدیل می‌کند. جذب رطوبت کم و CTI بالا، افزونگی در سطح مواد را برای قابلیت اطمینان عایق طولانی مدت در محیط‌های مرطوب، آلوده یا انفجاری فراهم می‌کند. برای ترانسفورماتورهای خشک کوچک تا متوسط ​​و ماژول‌های الکتریکی ضد انفجار که باید همزمان مدیریت حرارتی، ایمنی آتش‌سوزی و جداسازی الکتریکی را در حجم‌های محدود برآورده کنند، این سیستم یک انتخاب کپسوله‌سازی را ارائه می‌دهد که توسط داده‌های مبتنی بر استاندارد پشتیبانی می‌شود.