October 26, 2026
Máy biến áp phụ trợ kéo, cuộn kháng và thiết bị điện cho tín hiệu và đo lường được lắp đặt trong môi trường có khả năng gây nổ trên phương tiện đường sắt đặt ra các yêu cầu khắt khe đối với vật liệu đóng gói cách điện. Vật liệu phải duy trì tính toàn vẹn của cách điện dưới chu kỳ nhiệt dài hạn, tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn cháy nổ đường sắt và tản nhiệt hiệu quả do cuộn dây hoặc mô-đun điện tử tạo ra trong không gian hạn chế. Là một hệ thống đúc epoxy được làm đầy sẵn, không chứa dung môi, Araldite® CW 1302 Resin / Aradur® HY 1300 Hardener cung cấp một hồ sơ tính năng phù hợp chặt chẽ với các yêu cầu này.
Hệ thống được đưa vào danh sách rút gọn chủ yếu dựa trên một số đặc tính chính được xác minh bằng các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn.
Về nhiệt, nhiệt độ chuyển thủy tinh theo DSC là 74–76 °C, lớp nhiệt của hệ thống là UL 1446 Class 180 (H) và chỉ số nhiệt là 181 °C (IEC 60216). Điều này cho thấy các vật đúc có biên độ lão hóa nhiệt dài hạn được chứng nhận trong giới hạn tăng nhiệt độ thiết kế của hệ thống cách điện Class H. Đối với máy biến áp phụ trợ kéo có nhiệt độ cuộn dây có thể liên tục tiếp cận hoặc vượt quá 120–130 °C, phân loại này cung cấp một ranh giới an toàn cơ bản. Độ dẫn nhiệt 0,87–0,89 W/mK nằm ở phạm vi giữa-cao đối với các hệ thống epoxy được làm đầy và hỗ trợ dẫn nhiệt từ bên trong cuộn dây đến các đường tản nhiệt bề mặt, làm chậm sự phát triển của các điểm nóng cục bộ.
Về an toàn cháy nổ, hệ thống giữ chứng nhận đặc thù đường sắt EN 45545-2 R22 HL2 / R23 HL3, đạt UL 94 V0 ở độ dày 3,0 mm và có chỉ số oxy (LOI) là 36,1%. Đối với máy biến áp loại khô được lắp đặt bên dưới khoang hành khách hoặc bên trong thân xe, R22 và R23 tương ứng với các mức độ nguy hiểm khác nhau về việc sử dụng vật liệu và vị trí, trong khi HL2/HL3 đặt ra giới hạn chấp nhận được về mật độ khói và độc tính khói. Dữ liệu này cho thấy vật liệu được đánh giá không chỉ về khả năng bắt lửa mà còn về các mối nguy hiểm cháy thứ cấp trong điều kiện cháy.
Về điện và chống ẩm, điện trở suất thể tích là 1×10¹⁴ Ω·cm ở 25 °C, CTI vượt quá 600 và độ hấp thụ nước sau 1 ngày ở 23 °C chỉ là 0,03–0,05%. Độ hấp thụ nước thấp đặc biệt quan trọng đối với thiết bị đường sắt tiếp xúc với môi trường ngoài trời hoặc môi trường có nhiệt độ-độ ẩm biến động: sự hấp thụ độ ẩm đồng thời làm giảm điện trở suất thể tích và tăng tổn thất điện môi, và độ hấp thụ thấp của hệ thống này là nền tảng cho độ tin cậy cách điện dài hạn. Hơn nữa, hệ thống hỗn hợp có thời gian gel là 50–75 phút ở 40 °C và thời gian sống (thời gian đến 15.000 mPas) là 36–38 phút, cung cấp một cửa sổ xử lý hợp lý cho việc đúc chân không các cuộn dây cỡ trung bình mà không có thời gian mở quá lâu có thể dẫn đến lắng cặn đầy đủ không kiểm soát.
Trong sản xuất, hệ thống được xử lý bằng phương pháp đúc chân không. Các thông số sau đây được đặt theo hướng dẫn xử lý TDS và thực hành kỹ thuật chung cho đúc chân không; chúng không đưa ra yêu cầu vượt quá TDS mà chỉ thực hiện hóa logic của nó.
Làm nóng sơ bộ và đồng nhất hóa nhựa. Araldite CW 1302 chứa các chất độn vô cơ chắc chắn sẽ lắng đọng trong quá trình bảo quản. Trước khi sử dụng, nhựa được làm nóng trong thùng chứa ban đầu ở 40–50 °C (ví dụ: qua đêm) để giảm độ nhớt xuống mức phù hợp để khuấy và chuyển, và để phân tán lại chất độn đã lắng. Làm nóng sơ bộ không được vượt quá 50 °C để tránh ảnh hưởng bất lợi đến độ ổn định khi bảo quản. Việc khuấy phải bao trùm toàn bộ chiều sâu của thùng chứa để đảm bảo chất độn ở đáy được tái phân tán vào pha lỏng. Trong các bể chứa thiết bị, việc khuấy nhẹ ngắt quãng được duy trì trong quá trình đúc để ngăn chặn sự phân tách lại của chất độn, điều này sẽ làm sai lệch tỷ lệ định lượng.
Trộn và khử khí. Định lượng theo trọng lượng ở tỷ lệ 100 : 11 (nhựa : chất làm cứng) hoặc theo thể tích ở tỷ lệ 100 : 19. Sau khi trộn kỹ, tiến hành khử khí ngắn dưới chân không 5–10 mbar. Mục đích không chỉ là loại bỏ các bọt khí lớn do trộn cơ học gây ra mà còn loại bỏ các vi bọt khí bị cuốn vào bề mặt hạt đầy và giao diện nhựa-chất làm cứng. Đối với việc đóng gói cuộn dây máy biến áp loại khô, các lỗ rỗng còn sót lại trong các vùng điện trường tập trung hoạt động như các vị trí khởi phát phóng điện cục bộ; hàm lượng bọt thấp sau khi khử khí cung cấp nền tảng ở cấp độ vật liệu cho khả năng chống phóng điện cục bộ lâu dài của cách điện cuộn dây.
Đúc và đóng rắn. Hỗn hợp đã khử khí được bơm vào khuôn/khoang cuộn dây đã được làm nóng sơ bộ dưới chân không hoặc có hỗ trợ áp suất. Lịch trình đóng rắn được khuyến nghị bởi TDS là 24 giờ ở nhiệt độ phòng (khoảng 25 °C) sau đó là 6 giờ ở 60 °C. Giai đoạn gel hóa ban đầu ở nhiệt độ phòng cho phép mạng lưới hình thành dưới ứng suất nội bộ tương đối thấp, trong khi quá trình đóng rắn sau đó ở 60 °C thúc đẩy liên kết chéo gần hoàn thành, tạo ra độ co ngót thấp và bề mặt hoàn thiện tốt. Điều kiện đóng rắn tối thiểu là 48 giờ ở 25 °C, áp dụng cho các xưởng không có khả năng sưởi ấm hoặc cho các bộ phận thành mỏng lớn rất nhạy cảm với cong vênh. Mức độ đóng rắn đầy đủ nên được đánh giá dựa trên phép đo nhiệt độ chuyển thủy tinh trên vật đúc thực tế thay vì chỉ tuân thủ theo hồ sơ thời gian-nhiệt độ, vì các lịch sử gel hóa và đóng rắn khác nhau dẫn đến mật độ liên kết chéo và giá trị Tg cuối cùng khác nhau.
Trong môi trường có khả năng gây nổ, lớp đóng gói của thiết bị điện có chức năng cách ly vật lý các mạch có thể tạo ra tia lửa hoặc nhiệt độ cao khỏi môi trường nổ. Khả năng ứng dụng của hệ thống trong kịch bản này xuất phát từ sự giao thoa của ba đặc tính. Thứ nhất, điện trở suất thể tích đã đóng rắn và độ bền điện môi (26–28 kV/mm, tấm 2 mm) cung cấp một rào cản cách điện đầy đủ thông qua lớp đóng gói. Thứ hai, độ hấp thụ nước thấp làm cho bộ phận được đóng gói có khả năng chống lại sự suy giảm điện trở cách điện hoặc rò rỉ bề mặt do hấp thụ độ ẩm trong quá trình sử dụng lâu dài. Thứ ba, xếp hạng khả năng bắt lửa UL 94 V0 và chỉ số oxy cao làm giảm nguy cơ lớp đóng gói tự nó trở thành nguồn gây cháy hoặc đường lan truyền lửa. TDS liệt kê rõ ràng "thiết bị điện hoạt động trong môi trường có khả năng gây nổ" là một ứng dụng cốt lõi, và trong thực tế công nghiệp, hệ thống này thường được đánh giá là một ứng cử viên epoxy cho thiết kế đóng gói chống cháy nổ (Ex m).
Giá trị của Araldite CW 1302 / Aradur HY 1300 trong máy biến áp loại khô đường sắt và đóng gói thiết bị điện chống cháy nổ không nằm ở một giá trị cực đoan của bất kỳ đặc tính đơn lẻ nào, mà ở sự cân bằng mà nó đạt được giữa lớp nhiệt, tuân thủ cháy nổ, cách điện, độ hấp thụ độ ẩm thấp và cửa sổ xử lý khả thi. UL 1446 Class 180 (H) và EN 45545-2 HL2/HL3 thiết lập các đường cơ sở hiệu suất được xác minh bởi bên thứ ba từ góc độ lão hóa nhiệt dài hạn và an toàn cháy nổ đường sắt, tương ứng. Quy trình đúc chân không chuyển tiềm năng ít lỗ rỗng và độ ổn định phân tán chất độn của hệ thống thành khả năng chống phóng điện cục bộ thực tế của cách điện cuộn dây. Độ hấp thụ nước thấp và CTI cao cung cấp sự dự phòng ở cấp độ vật liệu cho độ tin cậy cách điện dài hạn trong môi trường ẩm ướt, ô nhiễm hoặc có khả năng gây nổ. Đối với máy biến áp loại khô cỡ nhỏ đến trung bình và mô-đun điện chống cháy nổ phải đồng thời đáp ứng quản lý nhiệt, an toàn cháy nổ và cách ly điện trong các thể tích hạn chế, hệ thống này cung cấp một lựa chọn đóng gói được hỗ trợ bởi dữ liệu dựa trên tiêu chuẩn.
