SMC不饱和聚酯玻璃纤维复合绝缘材料在CVT产品上的应用

 1、电容式电压互感器（简称CVT）过去使用的二次接线板有两种：
      一种为3240环氧酚醛层压玻璃布板，该板由于绝缘性能好，材料来源广泛，但该板介质损耗tgδ较大（受潮后更大）；另一种为环氧树脂浇注接线板，该板虽然电气性能明显优于3240环氧酚醛层压玻璃布板，但该种浇注板材质太脆，内部无玻璃纤维增强以至在使用过程中有时断裂造成渗漏。所以需研究一种集两种性能于一体的二次接线板材料，SMC不饱和聚酯玻璃纤维复合绝缘材料制成的二次接线板具有电气、绝缘性能好、机械性能好的特点而成为本文研究的目的。SMC制成的二次接线板为模压结构，将二次接线导杆与绝缘板浇注为一个整体。
2　SMC不饱和聚酯玻璃复合绝缘纤维材料的性能
　　电气绝缘用不饱和聚酯玻璃纤维增强模塑板是将专用不饱和聚酯（Unsaturated Polyester Resins缩写为UPE）与高强度玻璃纤维、特种填料及多种助剂在专用设备上先制成模塑料高聚物预聚体，再经热压模塑成型，制成SMC（Seet Molding Compound）。由不饱和聚酯中的乙烯基双键（－CH＝CH－）与交联剂反应，共聚交联固化成为体型结构的不溶解不熔化的热固性塑料。该材料电气性能优良，介质损耗tgδ小，各向同性、防潮。
        2.1　SMC物理性能指标
　　 测试数据见表1
        2.2　SMC与3240环氧酚醛层压玻璃布板介质损耗因数tgδ出厂指标对比见表2。
3　试验内容
        3.1　SMC与烷基苯、45＃变压器油的相容性试验
        3.1.1　SMC与烷基苯绝缘油的相容性试验
　　称取样品放于烷基苯油样中，在115℃条件下烘96h，试验结果见表3。
　　试验结论：SMC与烷基苯油相容性比较好。
        3.1.2　SMC与45＃变压器油相容性试验
　　称取样品放入45＃变压器油中，在90～120℃条件下烘96h，试验结果见表4。
　　试验结论：SMC与45＃变压器油相容性比较好。
       3.2　SMC模压板与3240环氧酚醛层压玻璃布板以及环氧浇注板介质损耗测试
       SMC模压板测试结果见表5。
　   试验结论：SMC模压板的介质损耗tgδ明显小于层压板，即使浸水后也远远小于3240环氧酚醛层压玻璃布板；SMC模压板干式和湿式介质损耗tgδ测试值与环氧浇注板在相同条件下介质损耗tgδ测试值相当。
      3.3　SMC模压板的密封性试验
　 1999年5月20日，取三件SMC试品做密封性试验。将密封垫圈放在试漏设备上，再将试品安装在试漏设备上并拧紧。给试漏设备内充氮气0．14MPa，放入水中试漏，观察试品上是否有气泡冒出。拆下试品后，将试品放入真空罐进行冷热循环试验。SMC模压板处理144h，最高温度95℃，最高真空度15Pa；出罐后，重新将试品安装在试漏设备上，充氮气0．14MPa水中试漏。经过以上各项试验过程，三块SMC模压板试样没有发现渗漏。试验证明SMC模压板密封性能良好。
     3.4　SMC模压板的机械强度试验
     3.4.1　SMC模压板机械强度试验
　 取SMC模压板试品三件，将M6铜螺母用套筒扳手拧在模压板导电杆上。对标准件实施破坏性试验，观察是否有断裂或变形，再充氮气0．14MPa水中试漏，观察是否有渗漏之处。再将十二烷基苯绝缘油注入试漏设备内，将试品安装在试漏设备上，整体送入真空罐内进行冷热循环模拟产品试验，出罐后再充氮气0．14MPa水中试漏，观察是否有渗漏之处。
　　试验结论：扭矩值达到14Nm左右，发现有三个螺钉拧断，其余几个头部均发生变形而无法使用。三件试品都无渗漏。整体送入真空罐内进行冷热循环模拟产品试验，试品出罐后再充氮气0．14MPa水中试漏，试品都无渗漏之处。试验证明SMC模压板抗扭矩性能、机械强度性能优良。
       3.4.2　SMC模压板破坏性试验
　   将一块SMC模压板试样置于2m高处自由落体到水泥地面上，观察是否有断裂或变形。
　    试验结论：SMC模压板试样从2m高处自由落体到水泥地面上，未发现严重变形和断裂，只是未平行落地造成端面有20mm长的范围内起层掉渣。
      3.5　耐压试验
　  SMC模压板两导杆（距离40mm）之间打10kV交流耐压，时间1min，三块试品都通过试验。
      3.6　SMC模压板小批量应用试验
      首批SMC模压板1999年8月11日应用于电容式电压互感器上，共试验15台产品，油箱出罐后接线板都完好无损，产品电气性能一次通过试验，产品已发往用户，至今反映良好。SMC模压板现在已经批量应用于我厂电容式电压互感器产品上。
      3.7　CVT电磁单元用3240环氧酚醛层压玻璃布板、环氧浇注板、SMC模压板tgδ测试对比见表6。
　   试验结论：CVT电磁单元用SMC模压板的介质损耗tgδ明显小于3240环氧酚醛层压玻璃布板，与环氧浇注板在相同条件下介质损耗tgδ测试值相当。
4　结论
      4.1　SMC模压板在电气性能上优于3240环氧酚醛层压玻璃布板，在机械强度方面优于环氧浇注板。
      4.2　用SMC制成的CVT二次端子板能够耐受生产、安装和使用过程中造成的机械力，保持可靠的密封性，从而有效地解决了CVT二次端子板渗漏油问题。
      4.3　由于SMC模压板介损小、不易受潮，从而排除了在CVT电磁单元绝缘测试中造成的不利影响。