СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТИН МАГНИТОПРОВОДОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ Российский патент 2015 года по МПК H01B3/40 

Изобретение относится к составам для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов электрических сетей и может использоваться на производствах по изготовлению трансформаторов.

Композит, состоящий из ферромагнитных микрочастиц (Авторское свидетельство СССР №1608210, A1, кл. G11B 5/68, 1985) среднего размера частиц 0,3-0,4 мкм.

К недостаткам известного композита относится значительный размер магнитных микрочастиц и, как следствие, быстрое расслаивание дисперсной фазы и дисперсионной среды, что вызывает ограничения в сроках их хранения и необходимость интенсивного перемешивания непосредственно перед применением.

Известен композит, содержащий магнитные микрочастицы. Данный композит описан в статьях [Nakaya Т., Li Y-J, Shibata K. Preparation of ultrafine particle multilayers using the Langmuir-Blodgett technique, t Mater. Chem. (1996), 6(5), p. 691-697; Mcldrum F.C., Kotov N.A., Fendlcr J.H. Preparation of Particulate Mono- and Multilayers from Surfactant-Stabilised Nanosizcd Magnetite Crystallites, t Phys. Chem., (1994), 98(17), pp. 4506-4510.; Zhao X.K., Xu S., Fendler J.H. Ultrasmall magnetic particles in Langmuir-Blodgett films., t Phys. Chem. 1990, 94(6), pp. 2573-81; Fendlcr J.H. Nanoparticles at air/water interfaces. Current Opinion in Colloid & Interface Science, 1996, V. 1, N2, pp. 202-207].

Недостатки такого композита также обусловлены тем, что магнитные металлсодержащие частицы имеют размер, не выходящий из пределов микрометрового диапазона, что также способствует кратковременности их равномерного содержания в единице объема композита.

Изоляция пластин магнитопроводов трансформаторов электрических сетей производится с помощью ряда материалов и составов.

Известны изоляции пластин магнитопроводов с помощью бумаги, которую наносили, используя клейстер на специальных машинах. Основным ее недостатком является необходимая большая толщина бумаги, низкая теплостойкость, а также необходимость удаления влаги из клейстера.

Пластины также изолируют лаком на основе растительных масел. Но для необходимости образования прочной лаковой пленки необходимо производить обработку пластин при температуре 200-210°C с последующим охлаждением до 30-40°C.

В качестве изоляции также используется композиция на основе жидкого стекла с содержанием 30% кремнезема, 10% оксида натрия и 60% воды с кристаллической бурой и железным суриком. Но эта изоляция имеет низкую механическую прочность и высокую гигроскопичность.

Изоляционную пленку создают также с помощью оксидирования поверхности пластин, для чего пластины помещают в печь для отжига и прогревают при 700°C в течение 30 минут с подачей в печь водяного пара. После чего температуру печи понижают до 500°C и пластины выдерживают еще в течение 1,5 часов. Недостатком являются значительные энергозатраты.

Изоляционную пленку можно нанести на поверхность пластин фосфатированием, после чего необходимы промывка поверхности от кислоты для предупреждения коррозии пластин и очистка образующейся промывной воды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу являются составы, описанные в [Каверинский B.C., Смехов Ф.М. Электрические свойства лакокрасочных материалов и покрытий. - М.: Химия, 1990. - 160 с.]. Данные изолирующие лакокрасочные покрытия представляют собой составы на основе растительных масел, включающие органические и неорганические растворители, отвердители, наполнители, полимеризация которых с образованием пленок происходит при взаимодействии с кислородом воздуха длительно при нормальной температуре или ускоряющаяся при повышенной температуре.

Недостатком данного изоляционного лакового покрытия является длительное отверждение при нормальной температуре до 24 часов, а также возможность появления вихревых токов или токов Фуко, приводящих к потерям от нагрева магнитопроводов по этой причине до 35-40°C.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно уменьшение времени отверждения, повышение механической и электрической прочности, увеличение электрического сопротивления, малой толщине, теплостойкости изоляционных покрытий магнитопроводов трансформаторов за счет применения нового состава изоляционного покрытия, содержащего магнетит с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты.

Поставленная задача решается тем, что в состав изоляционного покрытия в качестве основы композиции входит эпоксидная смола, органический растворитель, отвердитель гексаметилендиамин и дополнительно - магнетит с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Эпоксидная смола 16-30 Магнетит с наноразмерными магнитными частицами   в среде олеиновой кислоты 30-58 Ароматический растворитель 5-10 Гексаметилендиамин 1-2

Олеиновая кислота необходима для стабилизации наночастиц магнетита.

Наночастицы магнетита размером от 10 до 100 нм получены электрохимическим путем (патент №2363064).

Использование в качестве основы композиции эпоксидной смолы позволяет улучшить электроизоляционные свойства состава.

Дополнительное введение магнетита с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты позволяет взаимодействовать с переменным магнитным потоком магнитопровода и снижать потери в магнитной системе трансформатора.

Нанесение изоляционного покрытия производится на серийных лакировальных машинах.

При использовании заявляемого состава изоляционного покрытия для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов температура магнитопроводов трансформаторов от начальной величины 20°C при включении в работу в течение 8 часов не превышала 28°C.

Предложенный состав отвечает требованиям к высокой механической и электрической прочности, большому электрическому сопротивлению, малой толщине, теплостойкости.

Изобретение относится к составам для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов электрических сетей и может использоваться на производствах по изготовлению трансформаторов. Предложен состав для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов, включающий основу композиции - эпоксидную смолу, ароматический растворитель и отвердитель - гексаметилендиамин, а также магнетит с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, в масс.%: эпоксидная смола - 16-30, магнетит с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты - 30-58, ароматический растворитель - 5-10, гексаметилендиамин - 1-2. Предложенный состав для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов позволяет значительно снизить время отверждения, а также обеспечивает повышение теплостойкости, механической, электрической прочности покрытия, а также электрического сопротивления при малой толщине.

Состав для изоляции пластин магнитопроводов трансформаторов, включающий основу композиции, ароматический растворитель и отвердитель, отличающийся тем, что в качестве основы содержит эпоксидную смолу, в качестве отвердителя - гексаметилендиамин и дополнительно содержит магнетит с наноразмерными магнитными частицами в среде олеиновой кислоты при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Эпоксидная смола 16-30 Магнетит с наноразмерными магнитными частицами   в среде олеиновой кислоты 30-58 Ароматический растворитель 5-10 Гексаметилендиамин 1-2