دانشنامه جامع اپوکسی عایق الکتریکی31
31
فصل ۳۱: رزین اپوکسی عایق برق در تابلوهای برق، شینه‌ها و اتصالات الکتریکی
مقدمه
تابلوهای برق یکی از مهم‌ترین محل‌های تجمع تجهیزات هادی و عایق در تأسیسات الکتریکی هستند. در داخل یک تابلو ممکن است شینه‌های مسی یا آلومینیومی، کلیدها، مقره‌ها، کابل‌ها، ترمینال‌ها، اتصالات، تجهیزات حفاظتی و قطعات فلزی مختلف در فاصله‌های نسبتاً نزدیک به یکدیگر قرار گرفته باشند.
در چنین محیطی، کنترل عایق الکتریکی، فاصله هوایی، فاصله خزشی، رطوبت، آلودگی و استحکام مکانیکی اهمیت زیادی دارد.
رزین اپوکسی عایق برق می‌تواند در برخی کاربردها به‌عنوان پوشش، ماده تثبیت‌کننده، ماده محافظ، ماده ترمیمی یا بخشی از ساختار عایقی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، استفاده از رزین در تابلو برق نباید صرفاً با هدف «افزایش ضخامت عایق» انجام شود؛ بلکه باید اثر آن بر کل سیستم الکتریکی بررسی شود.
—
۱. رزین اپوکسی عایق برق در تابلو چیست؟
در تابلوهای برق، رزین اپوکسی ممکن است برای اهداف مختلفی استفاده شود، از جمله:
– ایجاد یک لایه عایق روی برخی سطوح؛
– حفاظت سطحی قطعات؛
– تثبیت مکانیکی برخی اتصالات؛
– ترمیم موضعی قطعات عایقی؛
– کاهش احتمال تماس ناخواسته هادی با بدنه؛
– ساخت یا پوشش قطعات عایق؛
– و در برخی طراحی‌های خاص، افزایش مقاومت محیطی سطح.
بنابراین اصطلاح «رزین عایق تابلو برق» می‌تواند به کاربردهای متفاوتی اشاره کند و باید مشخص شود رزین دقیقاً در کدام قسمت تابلو قرار است استفاده شود.
—
۲. چرا عایق‌کاری شینه‌ها اهمیت دارد؟
شینه‌های مسی و آلومینیومی وظیفه انتقال جریان الکتریکی را بر عهده دارند.
در تابلوهای فشار ضعیف و متوسط، شینه‌ها ممکن است در فاصله نسبتاً نزدیک به یکدیگر قرار داشته باشند.
هرچه اختلاف پتانسیل بیشتر باشد، کنترل میدان الکتریکی و فاصله‌های عایقی اهمیت بیشتری پیدا میکند.
پوشش رزینی می‌تواند در برخی طراحی‌ها یک مانع عایقی ایجاد کند، اما نباید تصور کرد که پوشش رزین به تنهایی جایگزین همه الزامات فاصله هوایی و خزشی می‌شود.
—
۳. پوشش اپوکسی روی شینه مسی
مس یکی از رایج‌ترین مواد مورد استفاده در شینه‌های برق است.
اگر قرار باشد رزین اپوکسی عایق الکتریکی روی مس اجرا شود، آماده‌سازی سطح اهمیت زیادی دارد.
سطح مس باید از نظر موارد زیر بررسی شود:
– چربی؛
– گردوغبار؛
– اکسیدهای سطحی؛
– رطوبت؛
– آلودگی‌های صنعتی؛
– و مواد باقی‌مانده از عملیات ساخت.
چسبندگی ضعیف می‌تواند باعث جداشدن موضعی پوشش شود.
—
۴. آلومینیوم و رزین اپوکسی
آلومینیوم نیز در برخی شینه‌ها و اتصالات الکتریکی استفاده می‌شود.
سطح آلومینیوم به دلیل تشکیل لایه اکسیدی رفتار متفاوتی با مس دارد.
بنابراین روش آماده‌سازی سطح آلومینیوم باید متناسب با شرایط واقعی قطعه انتخاب شود.
نمی‌توان دستورالعمل آماده‌سازی مس را بدون بررسی به آلومینیوم تعمیم داد.
—
۵. هدف از پوشش عایق روی شینه
پوشش رزینی روی شینه می‌تواند در یک کاربرد خاص با اهداف زیر مورد بررسی قرار گیرد:
حفاظت الکتریکی
ایجاد یک لایه عایق روی سطح هادی.
حفاظت محیطی
کاهش تماس مستقیم سطح با رطوبت و برخی آلودگی‌ها.
حفاظت مکانیکی
کمک به حفاظت سطح در برابر تماس‌های ناخواسته یا آسیب‌های سطحی.
تثبیت برخی قطعات
در بعضی ساختارها رزین می‌تواند برای تثبیت مکانیکی استفاده شود.
اما انتخاب هرکدام از این اهداف باید با طراحی تابلو هماهنگ باشد.
—
۶. آیا پوشش رزین جایگزین فاصله هوایی است؟
خیر؛ به‌صورت کلی نباید چنین فرضی داشت.
فاصله هوایی و فاصله خزشی از پارامترهای مهم طراحی عایقی تجهیزات هستند.
پوشش یک شینه با رزین الزاماً به معنی حذف نیاز به فاصله مناسب میان شینه‌ها و سایر قسمت‌های دارای اختلاف پتانسیل نیست.
در نتیجه، هنگام طراحی یا اصلاح تابلو باید همزمان موارد زیر بررسی شوند:
– ضخامت و نوع پوشش؛
– فاصله هوایی؛
– فاصله خزشی؛
– شکل هادی؛
– میدان الکتریکی؛
– شرایط محیطی؛
– و سطح ولتاژ.
—
۷. رزین اپوکسی در تابلوهای ولتاژ پایین
در تابلوهای فشار ضعیف، رزین ممکن است در کاربردهایی مانند پوشش برخی اتصالات، عایق‌کاری موضعی یا حفاظت قطعات مورد استفاده قرار گیرد.
با این حال حتی در ولتاژهای پایین نیز جریان بالا می‌تواند مسئله حرارتی ایجاد کند.
بنابراین نباید صرفاً به خواص الکتریکی رزین توجه کرد.
—
۸. اهمیت جریان و گرمای شینه
شینه‌ای که جریان زیادی از آن عبور میکند، گرم می‌شود.
افزایش دما به شرایطی مانند:
– مقدار جریان؛
– ابعاد شینه؛
– جنس هادی؛
– شرایط تهویه؛
– دمای محیط؛
– تعداد شینه‌ها؛
– و ساختار تابلو
وابسته است.
اگر پوشش رزینی ضخیم باشد، می‌تواند بر انتقال حرارت سطح اثر بگذارد.
بنابراین عایق‌کاری الکتریکی نباید بدون توجه به مدیریت حرارتی انجام شود.
—
۹. تابلوهای ولتاژ متوسط
در تابلوهای ولتاژ متوسط، حساسیت موضوع بیشتر است.
در این تجهیزات، کنترل میدان الکتریکی، تخلیه جزئی، فاصله‌های عایقی و کیفیت مواد عایق اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کنند.
هرگونه استفاده از رزین باید با طراحی واقعی تابلو هماهنگ باشد.
در این سطح، یک پوشش سطحی ساده را نباید بدون آزمون مناسب، به‌عنوان راه‌حل کامل عایقی تلقی کرد.
—
۱۰. نقش رزین در کنترل آلودگی
آلودگی روی سطح عایق می‌تواند در حضور رطوبت باعث کاهش عملکرد سطحی عایق شود.
پوشش مناسب ممکن است در بعضی شرایط به محافظت سطح کمک کند.
اما رزین جایگزین نظافت دوره‌ای تابلو نیست.
اگر گردوغبار، نمک، روغن یا مواد رسانا روی سطح جمع شوند، حتی یک سیستم عایقی مناسب نیز ممکن است دچار مشکل شود.
—
۱۱. مقاومت رطوبتی
تابلوهایی که در محیط‌های مرطوب یا صنعتی قرار دارند، بیشتر در معرض رطوبت هستند.
رطوبت می‌تواند روی رفتار سطحی مواد عایق اثر بگذارد.
رزین اپوکسی مناسب باید برای شرایط موردنظر از نظر جذب آب و پایداری محیطی بررسی شود.
همچنین زیرکار باید قبل از اجرا خشک و تمیز باشد.
—
۱۲. اثر تراکم و حباب در پوشش شینه
وجود حباب یا حفره در یک پوشش عایق می‌تواند باعث ایجاد ناحیه‌ای با خواص متفاوت نسبت به رزین جامد شود.
در کاربردهای حساس، حفره می‌تواند در توزیع میدان الکتریکی اثرگذار باشد.
بنابراین در اجرای رزین روی شینه و قطعات عایقی باید به موارد زیر توجه کرد:
– اختلاط صحیح؛
– جلوگیری از ورود هوای اضافی؛
– کنترل ویسکوزیته؛
– اجرای مناسب؛
– و پخت صحیح.
—
۱۳. لبه‌های تیز شینه
لبه‌های تیز هادی‌ها می‌توانند موجب تمرکز میدان الکتریکی شوند.
در برخی طراحی‌ها، شکل هندسی هادی و نحوه پوشش‌دهی آن اهمیت زیادی دارد.
صرفاً افزایش ضخامت رزین الزاماً مشکل تمرکز میدان را حل نمی‌کند.
در کاربردهای حساس، هندسه، شعاع گوشه‌ها، فاصله‌ها و نحوه توزیع میدان باید در کنار ماده عایق بررسی شوند.
—
۱۴. رزین اپوکسی و اتصالات کابل
در برخی اتصالات کابل و ترمینال‌ها، رزین می‌تواند برای عایق‌کاری یا آب‌بندی موضعی مورد استفاده قرار گیرد.
اما اتصال الکتریکی باید همچنان:
– مقاومت تماس مناسب؛
– استحکام مکانیکی؛
– ظرفیت عبور جریان؛
– و قابلیت دفع حرارت
را حفظ کند.
رزین نباید باعث ایجاد مانع نامناسب در مسیر انتقال حرارت اتصال شود.
—
۱۵. رزین در محل اتصال کابل به شینه
محل اتصال کابل به شینه یکی از قسمت‌هایی است که ممکن است همزمان تحت تأثیر جریان، گرما، ارتعاش و تنش مکانیکی قرار داشته باشد.
اگر قرار باشد رزین در چنین نقطه‌ای استفاده شود، ابتدا باید وضعیت اتصال فلزی به‌طور کامل بررسی شود.
رزین نباید برای پنهان‌کردن یک اتصال شل، اکسیدشده یا معیوب استفاده شود.
ابتدا اتصال باید از نظر الکتریکی و مکانیکی صحیح باشد و سپس در صورت نیاز عملیات عایق‌کاری انجام شود.
—
۱۶. رزین و ترمینال‌ها
ترمینال‌ها محل انتقال انرژی الکتریکی میان هادی‌ها و تجهیزات هستند.
در برخی کاربردها، رزین می‌تواند اطراف قسمت‌های مشخصی از ترمینال را عایق کند.
اما قسمت‌های لازم برای اتصال و سرویس باید آزاد بمانند.
اجرای رزین بدون توجه به قابلیت تعمیرات آینده می‌تواند نگهداری تابلو را دشوار کند.
—
۱۷. عایق‌کاری موضعی در تابلو
گاهی مشکل فقط در یک نقطه محدود وجود دارد.
در این شرایط، می‌توان بررسی کرد که آیا عایق‌کاری موضعی با رزین امکان‌پذیر است یا خیر.
نمونه‌هایی از کاربردهای احتمالی:
– آسیب سطحی عایق؛
– خراش روی قطعه عایقی؛
– آسیب پوشش یک شینه؛
– ترمیم بخش محدودی از عایق؛
– یا تثبیت یک قطعه عایقی.
قبل از تعمیر باید مشخص شود که آسیب صرفاً سطحی است یا نشان‌دهنده خرابی عمیق‌تر.
—
۱۸. ترمیم مقره داخل تابلو
در بعضی تابلوها از مقره‌های سرامیکی، رزینی یا کامپوزیتی برای نگهداری شینه استفاده می‌شود.
اگر آسیب سطحی در چنین قطعه‌ای ایجاد شود، استفاده از رزین اپوکسی عایق برق ممکن است به‌عنوان یک روش تعمیر موضعی مورد بررسی قرار گیرد.
اما ترک ساختاری، شکست مکانیکی یا آسیب جدی مقره الزاماً با یک لایه رزین قابل حل نیست.
در چنین مواردی تعویض قطعه ممکن است از نظر مهندسی مطرح شود.
—
۱۹. چسبندگی رزین به مقره
در صورت اجرای رزین روی مقره، سطح باید:
– تمیز؛
– خشک؛
– عاری از چربی؛
– عاری از گردوغبار؛
– و از نظر وضعیت مکانیکی سالم
باشد.
همچنین باید سازگاری رزین با جنس مقره بررسی شود.
سرامیک، شیشه، رزین قدیمی و کامپوزیت رفتار سطحی یکسانی ندارند.
—
۲۰. رزین اپوکسی و تخلیه جزئی در تابلو
در تجهیزات ولتاژ متوسط و بالاتر، وجود حفره، ترک یا جداشدگی در سیستم عایقی می‌تواند اهمیت داشته باشد.
اگر میان رزین و زیرکار جدایش ایجاد شود، ممکن است فضای خالی به وجود آید.
بنابراین چسبندگی مناسب، کنترل حباب و اجرای صحیح رزین از عوامل مهم کیفیت عایق هستند.
در تجهیزات حساس، آزمون تخلیه جزئی می‌تواند بخشی از ارزیابی سیستم عایقی باشد.
—
۲۱. کنترل ضخامت پوشش شینه
ضخامت پوشش باید تا حد امکان یکنواخت باشد.
ضخامت بسیار کم ممکن است عملکرد مورد انتظار را تأمین نکند.
ضخامت بیش از حد نیز می‌تواند مشکلاتی مانند:
– افزایش زمان پخت؛
– افزایش وزن؛
– کاهش انتقال حرارت؛
– افزایش احتمال حبس حباب؛
– و افزایش تنش حرارتی
ایجاد کند.
بنابراین ضخامت باید بر اساس کاربرد تعیین شود، نه صرفاً با هدف «هرچه ضخیم‌تر، بهتر».
—
۲۲. چندلایه‌کردن پوشش اپوکسی
در بعضی کاربردها اجرای چند لایه می‌تواند نسبت به یک لایه بسیار ضخیم کنترل‌پذیرتر باشد.
مزایای احتمالی عبارت‌اند از:
– کنترل بهتر ضخامت؛
– کاهش احتمال شره؛
– امکان بررسی هر مرحله؛
– و کاهش مشکلات اجرای یکباره.
اما بین لایه‌ها باید زمان و شرایط مناسب رعایت شود.
—
۲۳. آماده‌سازی شینه پیش از رزین‌کاری
یک فرایند عمومی آماده‌سازی می‌تواند شامل مراحل زیر باشد:
مرحله اول: خاموشی و ایمن‌سازی
قبل از هر عملیات، تجهیز باید مطابق دستورالعمل ایمنی مربوطه از مدار خارج و وضعیت بی‌برقی آن به‌طور مناسب تأیید شود.
مرحله دوم: بازدید
محل مورد نظر از نظر آسیب، آلودگی، خوردگی و تغییر رنگ بررسی شود.
مرحله سوم: تمیزکاری
گردوغبار، روغن و آلودگی‌ها حذف شوند.
مرحله چهارم: آماده‌سازی سطح
در صورت نیاز، روش مناسب آماده‌سازی برای جنس زیرکار انجام شود.
مرحله پنجم: خشک‌کردن
سطح باید شرایط مناسب برای اجرای رزین داشته باشد.
مرحله ششم: اجرای رزین
رزین طبق دستورالعمل محصول اجرا شود.
—
۲۴. زمان کارپذیری رزین
پس از اختلاط اجزای یک سیستم دوجزئی، واکنش پخت آغاز می‌شود.
مدت زمانی که ماده برای اجرا مناسب باقی می‌ماند، به شرایطی مانند:
– دمای محیط؛
– مقدار اختلاط؛
– فرمولاسیون؛
– حجم مخلوط؛
– و شرایط نگهداری
وابسته است.
بنابراین بهتر است فقط مقدار مورد نیاز برای هر مرحله آماده شود.
—
۲۵. اثر دمای محیط بر اجرای رزین
دمای پایین می‌تواند ویسکوزیته رزین را افزایش دهد.
در مقابل، افزایش دما ممکن است زمان کارپذیری را کاهش دهد.
بنابراین اجرای رزین باید در محدوده شرایط توصیه‌شده توسط سازنده انجام شود.
اجرای عجولانه در دمای نامناسب می‌تواند کیفیت نهایی را کاهش دهد.
—
۲۶. رزین اپوکسی و تعمیر تابلوهای قدیمی
در تابلوهای قدیمی، پیش از استفاده از رزین باید وضعیت کلی تجهیز بررسی شود.
مواردی مانند:
– فرسودگی عایق؛
– خوردگی شینه؛
– داغ‌شدن اتصالات؛
– تغییر رنگ قطعات؛
– ترک مقره؛
– سوختگی؛
– و آثار تخلیه الکتریکی
ممکن است نشانه وجود مشکل اساسی‌تر باشند.
رزین نباید صرفاً برای پوشاندن آثار خرابی استفاده شود.
—
۲۷. کنترل کیفیت پس از اجرای رزین
کنترل کیفیت می‌تواند شامل بررسی:
– یکنواختی سطح؛
– نبود ترک؛
– نبود حباب قابل مشاهده؛
– چسبندگی؛
– ضخامت؛
– پخت؛
– و وضعیت لبه‌ها
باشد.
در کاربردهای حساس، آزمون‌های الکتریکی متناسب با نوع تابلو نیز باید در نظر گرفته شوند.
—
۲۸. رزین اپوکسی پادنار ۸۱۱۹ در کاربردهای تابلو
طبق اطلاعات مرجع ارائه‌شده برای رزین اپوکسی عایق برق پادنار کد ۸۱۱۹، یک نمونه با ضخامت یک میلی‌متر روی سطح مقره چرخی مورد آزمون قرار گرفته است.
نتایج اعلام‌شده عبارت‌اند از:
وضعیت آزمون| ولتاژ شکست اعلام‌شده| ولتاژ تحمل یک‌دقیقه‌ای اعلام‌شده
خشک| ۲۱٬۰۰۰ ولت| ۳٬۵۰۰ ولت
مرطوب| ۱۴٬۰۰۰ ولت| ۲٬۵۰۰ ولت
مرجع اعلام‌شده برای این اطلاعات وزارت نیرو – دانشکده شهید عباسپور با شماره تأیید اعلام‌شده 84-4-11 است.
این اعداد مربوط به شرایط و نمونه آزمون مشخص هستند و نباید بدون بررسی‌های تکمیلی به‌عنوان ولتاژ مجاز یک تابلو، شینه یا شبکه برق تفسیر شوند.
در صورت استفاده از ۸۱۱۹ در تابلو، باید جنس زیرکار، ضخامت واقعی، شرایط محیطی، دمای کار، هندسه شینه، فاصله‌های عایقی و الزامات آزمون تجهیز نیز بررسی شوند.
—
۲۹. آیا پوشش اپوکسی شینه را می‌توان برای هر ولتاژی استفاده کرد؟
خیر.
سطح ولتاژ یکی از پارامترهای مهم انتخاب سیستم عایقی است، اما تنها پارامتر نیست.
برای انتخاب ماده باید مجموعه‌ای از عوامل بررسی شود:
ولتاژ + جریان + دما + فاصله‌ها + محیط + آلودگی + رطوبت + هندسه + نوع زیرکار + روش اجرای رزین
بنابراین عبارت «اپوکسی عایق برق» به‌تنهایی برای تعیین مناسب‌بودن ماده برای یک تابلو مشخص کافی نیست.
—
۳۰. نکات ویژه تابلوهای ولتاژ متوسط
در تابلوهای ولتاژ متوسط باید حساسیت بیشتری نسبت به موارد زیر داشت:
– تمرکز میدان؛
– فاصله خزشی؛
– فاصله هوایی؛
– حفره؛
– ترک؛
– تخلیه جزئی؛
– آلودگی؛
– رطوبت؛
– و تغییرات دمایی.
به همین دلیل هرگونه تغییر در سیستم عایقی یک تابلو موجود باید با توجه به طراحی اصلی آن انجام شود.
—
۳۱. رزین و نگهداری دوره‌ای تابلو
پس از اجرای رزین، نگهداری تابلو همچنان ضروری است.
باید به‌طور دوره‌ای مواردی مانند:
– آلودگی سطح؛
– تغییر رنگ؛
– ترک؛
– جداشدگی؛
– آثار حرارت؛
– شل‌شدن اتصالات؛
– و آثار تخلیه
بررسی شوند.
رزین یک راهکار نگهداری دائمی بدون نیاز به بازرسی ایجاد نمی‌کند.
—
۳۲. اشتباهات رایج در عایق‌کاری شینه با رزین
اشتباه اول: اجرای رزین روی شینه داغ
سطح باید در شرایط مناسب برای اجرای ماده قرار داشته باشد.
اشتباه دوم: پوشاندن اتصال معیوب
ابتدا باید اتصال الکتریکی اصلاح شود.
اشتباه سوم: افزایش بیش از حد ضخامت
ضخامت باید مهندسی و کنترل‌شده باشد.
اشتباه چهارم: بی‌توجهی به حباب
حفره‌های داخلی در کاربردهای حساس می‌توانند مشکل‌ساز شوند.
اشتباه پنجم: نادیده‌گرفتن فاصله هوایی
پوشش رزینی جایگزین خودکار فاصله عایقی نیست.
اشتباه ششم: اجرای رزین روی سطح آلوده
چسبندگی در چنین شرایطی می‌تواند کاهش پیدا کند.
—
۳۳. چک‌لیست اجرایی رزین اپوکسی عایق برق در تابلو
پیش از اجرا:
– [ ] تابلو از نظر ایمنی از مدار خارج شده است.
– [ ] محل اجرا مشخص شده است.
– [ ] نوع زیرکار مشخص است.
– [ ] دمای کاری بررسی شده است.
– [ ] جریان عبوری بررسی شده است.
– [ ] فاصله هوایی و خزشی بررسی شده است.
– [ ] سطح تمیز و خشک است.
– [ ] روش آماده‌سازی مشخص است.
– [ ] نسبت اختلاط رزین مشخص است.
– [ ] زمان کارپذیری مشخص است.
– [ ] ضخامت هدف مشخص است.
– [ ] روش کنترل کیفیت مشخص است.
– [ ] آزمون پس از تعمیر یا اجرا تعیین شده است.
—
۳۴. جمع‌بندی فصل
رزین اپوکسی عایق برق می‌تواند در برخی تابلوهای برق، شینه‌ها، اتصالات و قطعات عایقی به‌عنوان پوشش یا ماده عایق و تثبیت‌کننده مورد استفاده قرار گیرد.
با این حال، عملکرد سیستم عایقی تابلو فقط به نوع رزین وابسته نیست.
مواردی مانند:
ضخامت پوشش، یکنواختی، چسبندگی، حباب، فاصله هوایی، فاصله خزشی، دما، جریان، رطوبت، آلودگی و هندسه هادی
همگی در عملکرد نهایی مؤثر هستند.
در تابلوهای ولتاژ متوسط و کاربردهای حساس‌تر، کنترل تخلیه جزئی و ارزیابی سیستم عایقی اهمیت بیشتری پیدا میکند.
طبق اطلاعات مرجع ارائه‌شده، رزین اپوکسی عایق برق پادنار ۸۱۱۹ دارای نتایج آزمون اعلام‌شده روی نمونه یک‌میلی‌متری روی مقره چرخی است؛ اما این نتایج باید در چارچوب همان شرایط آزمون تفسیر شوند و به‌تنهایی تعیین‌کننده مناسب‌بودن رزین برای یک تابلو یا شینه مشخص نیستند.
برای مشاوره فنی درباره کاربرد رزین اپوکسی عایق برق پادنار، شماره اعلام‌شده ۰۹۲۲۱۶۰۹۵۰۹ است.
۰ دیدگاه