趙美珍 趙金華

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環(huán)氧樹脂自動(dòng)壓力凝膠（APG）技術(shù)在70年代初就開始了，而APG技術(shù)是在80年代生產(chǎn)環(huán)氧樹脂的時(shí)候使用的。在2002年之后，中國的APG技術(shù)在中國發(fā)展得很快，但主要局限在使用中壓絕緣體和一些高壓絕緣體上。近年來，將APG技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中壓互感器的應(yīng)用中取得了巨大的進(jìn)步。本技術(shù)成熟，產(chǎn)品外觀質(zhì)量好，電氣性能優(yōu)越，與傳統(tǒng)真空鑄造工藝相比有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)說一些環(huán)氧樹脂絕緣材料和中壓互感器制造商已經(jīng)拆除了原始的澆注設(shè)備，APG進(jìn)程有很大的潛力替代傳統(tǒng)的真空澆注工藝。

1 APG工藝的原理

APG的過程也基于環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理和固化劑聚合，這和傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂澆注過程是一樣的。然而，固化過程與傳統(tǒng)的澆注過程有很大的不同，所以固化產(chǎn)品的特性也不一樣。金屬嵌入到模具中后，模具的溫度就會(huì)加熱到140至160攝氏度。然后將儲(chǔ)罐中的環(huán)氧樹脂混合物系統(tǒng)通過管道壓入模腔，通過APG設(shè)備的壓力系統(tǒng)。經(jīng)過環(huán)氧樹脂體系與模具壁的快速熱交換后，靠近模具壁的環(huán)氧樹脂在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫，導(dǎo)致環(huán)氧樹脂從模具壁與膠凝體之間快速固化反應(yīng)，固化后的環(huán)氧樹脂體積收縮到模具壁。環(huán)氧樹脂混合物的固化收縮部分迅速補(bǔ)充了液體環(huán)氧樹脂混合物，它的體腔中心仍然處于壓力之下。在模腔中的環(huán)氧樹脂混合物的凝膠收縮連續(xù)地在存儲(chǔ)罐中加壓的環(huán)氧樹脂混合物補(bǔ)充。當(dāng)整個(gè)環(huán)氧樹脂混合物在模腔內(nèi)被凝膠化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將釋放壓力。[1]

2 APG工藝的基本特點(diǎn)

（1）環(huán)氧樹脂混合物可以在（25攝氏度）的室溫下使用1到2天。使用期為從6h至8h，在40至45攝氏度。在高溫條件下（140-160攝氏度），該配方反應(yīng)性強(qiáng)，是一種短時(shí)間快速凝膠，設(shè)備可靠，工藝參數(shù)可靠的產(chǎn)品。

（2）該產(chǎn)品的結(jié)晶器溫度高于環(huán)氧混合體系的溫度，在80-100攝氏度左右，使固化反應(yīng)的凝膠過程開始從結(jié)晶器壁擴(kuò)散到中間環(huán)氧樹脂混合物。

（3）在整個(gè)環(huán)氧樹脂體系的固化過程中，混合物的壓力保持穩(wěn)定，這樣環(huán)氧樹脂混合物就被擠進(jìn)模具腔中，以補(bǔ)充的壓力來補(bǔ)充在凝膠過程中體積收縮所形成的空洞。這是APG技術(shù)的特性。通過不斷對(duì)環(huán)氧樹脂混合物施加壓力，使固化收縮的目的達(dá)到了。該方法在非常高溫的模具中完成，使得高反應(yīng)性環(huán)氧樹脂在短時(shí)間內(nèi)可以迅速膠凝。因此，產(chǎn)品的表面沒有缺陷，內(nèi)部壓力較低，產(chǎn)品質(zhì)量好，密度高，精度高，機(jī)械和電氣性能良好，產(chǎn)品質(zhì)量高。因?yàn)槟z化時(shí)間通常在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)完成，模具的利用率可以大大提高，生產(chǎn)周期也縮短了。因?yàn)锳PG的過程是在一個(gè)完全封閉的系統(tǒng)裝置中進(jìn)行的，它在控制環(huán)境污染，節(jié)約能源，節(jié)約工時(shí)等上扮演了更明顯的角色。

3 APG工藝與真空澆注工藝的主要區(qū)別

（1）注入模式是不同的。真空澆注法利用材料本身的重量進(jìn)入洞內(nèi)；APG工藝澆注材料在外部壓力下通過流道注入到腔中。

（2）混合物的溫度是不同的。大多數(shù)真空澆注制劑首先是混合物，然后是促進(jìn)劑，所以混合物的溫度較高，通常在70-110攝氏度中，這降低了混合物的粘度，并且有利于材料的流動(dòng)和排出。在混合物中加入的APG配方，混合溫度有嚴(yán)格的控制，必須控制在30-40攝氏度，溫度越高，混合氣的粘度越高，應(yīng)用周期就越短，對(duì)注射產(chǎn)品的質(zhì)量就越不利。

（3）凝膠最初的固化時(shí)間不一樣。真空澆注過程的初始凝固時(shí)間一般是2小時(shí)到6小時(shí)，而APG過程的凝固時(shí)間通常為10分鐘到數(shù)十分鐘。

4 APG工藝生產(chǎn)中壓互感器的主要優(yōu)勢

4.1 產(chǎn)品外觀好

APG注射產(chǎn)品基本上是無缺陷的，固化的產(chǎn)品是緊湊的，一致的并且具有極高的空間精度。在外觀上，APG壓力轉(zhuǎn)換變壓器通常比澆注變壓器要好，因?yàn)樵诋a(chǎn)品中，APG模具的方式更有利于保持身體和體腔的清潔。由于模具的不同材質(zhì)，APG型模具表面鑄件的內(nèi)腔要光滑，而內(nèi)腔也不易損壞。壓力固化釋放了內(nèi)部壓力的一部分，降低了固化的收縮，使固化的物質(zhì)密度增大，注入產(chǎn)品的精密度高，一般不需要在成型后進(jìn)行修復(fù)，所以產(chǎn)品的穩(wěn)定性很好。

4.2 產(chǎn)品電氣性能優(yōu)越

測試結(jié)果表明，APG壓力轉(zhuǎn)換變壓器的電力強(qiáng)度比傳統(tǒng)的澆注變壓器的強(qiáng)度要高，這可能與注射材料的內(nèi)部壓力以及固化后的產(chǎn)品的內(nèi)部壓力有關(guān)。微小的內(nèi)部壓力可以降低內(nèi)部微裂縫的外觀并改善產(chǎn)品的電氣性能。

4.3 模具利用率高互感器采用

APG處理的固化時(shí)間約為40分鐘。在裝配和脫模的情況下，產(chǎn)品模具需要大約1小時(shí)。傳統(tǒng)的澆注工藝的固化時(shí)間大約4小時(shí)。在預(yù)干燥、真空干燥、澆注、裝配和脫模的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品模具需要大約12小時(shí)。根據(jù)時(shí)間計(jì)算，一套APG模具可以一天生產(chǎn)至少20臺(tái)變壓器，而一組澆注模具可以每天生產(chǎn)多達(dá)兩種產(chǎn)品。APG模具的價(jià)格與8個(gè)澆注模具的價(jià)格大致相同。當(dāng)澆注模具同時(shí)使用時(shí)，每天只能生產(chǎn)16種產(chǎn)品。因此，APG模具的利用率比澆注模具要高得多，而且APG模具的生產(chǎn)效率也比澆注模要高的多。[2]

5 結(jié)語

環(huán)氧樹脂自動(dòng)加壓凝膠(APG)技術(shù)已應(yīng)用于中壓變壓器的壓力注塑成型，在中壓環(huán)氧樹脂澆鑄絕緣變壓器的成型方法中取得了新的進(jìn)展。這一過程被幾個(gè)中型變壓器制造商采用。相信在不久，APG注塑成型變壓器會(huì)有更好的發(fā)展。APG技術(shù)消除了大鑄件的表面缺陷和內(nèi)部壓力，提高了材料的質(zhì)量，機(jī)械和電氣的性能和穩(wěn)定性，大大縮短了生產(chǎn)周期，并且具有高質(zhì)量，高效率，節(jié)能，低污染，低成本的一系列優(yōu)勢。