Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001), страница 55

При заполнении объема ВИЭП изолирующим компаундом используют дегазацию в вакуумируемом объеме и пропитку мягковязкими составами, имеющими достаточную жизнеспособность (не менее 20 мин), Следует отметить, что в газовых включениях число разрядов в единицу времени при постоянном напряжении на несколько порядков меньше, чем при напряжении переменного тока промышленной частоты. Этим объясняются более медленное старение изоляции и более высокая допустимая рабочая напряженность при постоянном напряжении. При выборе компаунда для ряда ВИЭП с выходными напряжени.ями постоянного тока от 10 до 25 кВ, рассчитанных на эксплуатацию при относительной влажности воздуха 98 % и его температуре +40 'С, а также в интервале температур окружающей среды — б0...+85 'С, рекомендуются для применения следующие марки компаундов: 10-200, 12-200, а также компаунд на основе ПДИ-ЗАК.

Указанные компаунды имеют следующие характеристики; тангенс угла диэлектрических потерь ей 4 при частоте 2 10 Гц.............................,. 0,01... 0,014 относительная диэлектрическая проницаемость е„.. 2,4... 2,8 и удельное объемное сопротивление р....,...........10 Ом си электрическая прочность Е,р при чзстоте ГО Гц,.

20 кВ/мм диапазон рабочих температур ................. , -70 +100 'С Компаунд марки 10-200 отличается малым механическим воздействием на элементы схемы, однако по технологичности он несколько уступает компаунду на основе ПДИ-ЗАК. Для герметизации высоковольтных трансформаторов используется компаунд марки 12-200, от личающийся от компаунда 10-200 наличием нитрида бора в качестве наполнителя., Благодаря присутствию последнего коэффициент теплопроводности увеличен с 0,15 до (0,44...0,7) Вту'ч 'С, что улучшило температурный режим трансформатора и ВИЭП в целом. В результате сравнительного анализа для ВИЭП рекомендуются компаунды марки 12-200 и на основе ПДИ-ЗАК.

При выборе марки компаунда конструктор ИЭП учитывает не только его изолирующие свойства, но и внутренние напряжения, возникающие в результате Большого различия физико-механических свойств элементов и компонентов ИЭП и компаунда Влияние внутренних напряжений в ВИЭП проявляется в значительно большей степени, чем в низковольтных.

Это вызвано увеличением толщины слоя изолирующего компаунда с ростом рабочего напряжения ВИЭП. Воздействие механических нагрузок со стороны компаунда отрицательно сказывается на всех компонентах схемы и конструкции ИЭП, но наиболее чувствительны компоненты и материалы с малым температурным коэффициентом линеиного расширения, к которым относятся ферриты. Электромагнитные свойства ферритов (тангенс угла диэлектрических потерь и относительная диэлектрическая проницаемость) с ростом механического воздействия ухудшаются, что приводит к росту тока холостого хода трансформаторов и дросселей при колебаниях температуры окружающей среды и другим изменениям режима раБоты.

Для снижения механического воздействия на компоненты схемы ВИЭП со стороны заливочного компаунда применяются герметики типа «Эластосил». Кроме электрических требований зти герметики должны обеспечивать высокую теплопроводность. Электроизоляционный герметик «Эластосил 137-182» обладает повышенной теплопроводностью по сравнению с другими марками кремнииорганических материалов, у которых коэффициент теплопроводности не превышает 1,25 Вт(м К.

Герметик имеет достаточно большой срок хранения (б мес.), хорошую адгезию с металлическими и изоляционными поверхностями, нетоксичен. При изготовлении высоковольтных трансформаторов, дросселей и других узлов их защита от влияния внешней среды, и прежде всего влаги, осуществляется с помощью питон изоляции, получаемой заливкои в съемных формах. Для этой цели используют эпоксидные компаунды горячего отверждения, удовлетворяющие заданным требованиям при воздействии электрических, механических и тепловых нагрузок.

Заливка узлов в кожух, изготовляемый из металла или пластмассы, по сравнению с литой изоляцией более экономична, так как дорогостоящие съемные формы заменяются дешевыми кожухами. Наиболее надежная влагозащита высоковольтных функциональных узлов обеспечивается их герметизацией в металлическом кожухе с вакуум-плотной изоляцией. При изготовлении моточных изделий из проводов диаметром менее 0,08 мм (например, трансформаторов с обмоткой из литого медного микропровода в стеклянной изоляции) возможны обрывы этих проводов в результате значительной усадки малоэластичного пропиточного компаунда или уменьшения его эластичности при отрицательной температуре.

В конструкциях трансформаторов и дросселей такои компаунд оказывает механическое воздействие и на магнитопровод, что может привести к изменению параметров феррита или пермаллоя. В перечисленных случаях применяются эластичные пропиточные составы: кремнийорганические эластомеры типа СКТН, раствор СКТ в бензине и подобные 333 Интервал ра- бочих темпе- ратур, 'С Марка ком- паунда Тангенс Удельное объемное Относи- тельная диэлект- рическая Пробой- ное на- Тепло- ЭЦТ ЭКН Э-60 Параметры угла ди- электри- ческих Электрическая прочность, кВ/ым Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом см; после 30 суток тропической влаги после 56 суток тропической влаги Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 Гц; после 30 суток тропической влаги после 56 суток тропической влаги 20 30 про- вод- ность сопротив- ление, Ом см пряжение, кВумм 1 014 10" 10м потерь проница- емость 5 ° 10 10 ' 10~~ 1013 10'е 2.

10ге 1014 ЭТЗ-16 ЭЗК-11 ЭО-317Д ЭУ-10 ЭЗК-6В ЭЗК-ОЭП ВЭК-ОН -60... + 155 — 60... + 100 — бО... + 85 — 60...+85 -60... +!05 -бО... +150 -60... +100 0,012 0,012 0,01 0,01 0,004 0,004 4,2 4,1 2,6 2,6 3,53 3,95 3,8 23 23 20 20 26 33 100 0,86 0,26 0,25 0,25 0,43 0,35 0,41 10'" 3 10 2 102 3 10 3 10 3 10 335 334 Таблица 5.27 Параметры эпаксндных компаундов им. Эти составы сохраняют достаточную гибкость при температуре до — 60 'С и свои свойства до +200 ьС, обладают высокой стойкостью к воэдеиствию влаги. Для изоляции обмоток мощных преобразователей (с выходной мощностью от 6 до 60 кВт) с выходным напряжением до 30 кВ используются прапиточные компаунды ЭТП-16 или УП-5-111- 1 Без промежуточного отверждения и заливочные компаунды ЭТЗ-16 и УП5-111-3.

Применяются также пропиточныи компаунд ЭПК-7 (без промежуточного отверждения) и заливочный компаунд ЭЗК-26; а качестве наполнителя используются ситалл марки ЭА-1-6 (200) и аэросил марки А-300 (2). Для герметизации высоковольтных узлов могут Быть использованы эпоксидные компаунды марок Э-60, ЭЦТ и ЭКН, основные параметры которых приведены в табл. 5.27; жизнеспособность компаунда Э-60 составляет не менее 8 ч.

Он в течение длительного времени сохраняет стабильную вязкость (ее изменения не превышают 4 %), что позволяет механизировать процесс герметизации узлов и улучшить их качество. При этом скорость отверждения достаточно высокая. Диэлектрические и физико-механические характеристики компаунда Э-60 мало изменяются после воздействия влияющих величин, в том числе рабочей температуры в диапазоне — 60...+125 'С. Компаунд ЭЦТ рассчитан на изменения рабочей температуры от — 60 до +150 'С и воздействие тропической влаги в течение 56 суток, тропического тумана в течение 7 суток. Компаунд рекомендуется для герметизации кремниевых приборов.

Компаунд ЭКН применяется при изготовлении умножителей напряжения для цветных телевизоров. Он рассчитан на диапазон рабочих температур — 60... +80 'С. Таблица 5 28 Параметры основных компаундов В качестве изоляционного материала для заливки высоковольтных выпрямителей рекомендуется полиуретаноаый компаунд КТ-102. Кроме хороших электрических свойств (удельное объемное сопротивление 10 Ом.см, электрическая прочность 35 кВ/мм в однородном поле при 14 20 'С) компаунд отличается прозрачностью, эластичностью, ремонтопригодностью, хорошей адгезией с элементами схемы.

В то же время к недостаткам компаунда КТ-102 относятся значительные механические воздействия на компоненты схемы при отрицательной температуре окружающей среды и токсичность. Для защиты от механических воздействий заливаемые компоненты необходимо покрывать тремя слоями смазки на основе полиизобутилена. Хорошие электроизоляционные свойства, эластичность и ремонтопригодность отмечаются у компаунда ЭУ-10, однако прозрачность и адгезия с компонентаь1и схемы у него хуже по сравнению с компаундом КТ-102.

В качестве изоляции наружных частей высоковольтных узлов применяются материалы поверхностной герметизации; эластичные компаунды высокой вязкости ЭТЭЗ-4 и ЭТЭГ-4 на основе модифицированного полидиенового каучука и эпоксидные компаунды ЭЗК-6 и ЭЗК-11. Электрические характеристики ряда компаундов, применяемых при конструировании, приведены в табл. 5.28. Покрытия. Электрическая прочность промежутка по поверхности твердого диэлектрика определяется его удельной поверхностной проводимостью 7.

Значение 7 для определенного материала является неизменным и зависит от ряда влияющих величин относительной влажности воздуха, концентрации солей или щелочей в адсорбированной водной массе, температуры, давления окружающей атмосферы и др. Толщина водной пленки, в свою очередь, определяется свойствами и строением поверхности материала, давлением паров и температурой.

На гра- нице раздела между водой и поверхностью материала образуется двойной электрический слой, который разделяется на неподвижный и диф фузный слои. Последний может перемещаться под действием внешнего электрического поля (явление электроосмоса), что является причиной неоднородности пленки. При достаточно большой толщине пленки образуется слой, аналогичный водному раствору в свободном состоянии. Таким образом, возможны три фазовых состояния пленки на поверхности диэлектрика: двойной электрический слой и раствор, находящийся в свободном состоянии. При равенстве положительных и отрицательных ионов в свободном растворе и отрицательном заряде твердой поверхности число катионов больше числа анионов.