TS. Nguyễn Hữu Kiên, ThS. Vũ Thanh Hải – Viện Năng lượng – Bộ Công Thương
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu quá trình già hóa cách điện của vật liệu composite nền nhựa epoxy cốt sợi thủy tinh bằng mô hình thí nghiệm lão hóa tăng tốc. Quá trình khuyếch tán của nước vào trong các mẫu vật liệu này được mang ra nghiên cứu và phân tích dưới góc độ về vật liệu kỹ thuật điện. Phương pháp phổ điện môi là một phương pháp kỹ thuật phù hợp để chẩn đoán cách điện và là phương pháp chẩn đoán không phá hủy cách điện, nhưng có khả năng cung cấp thông tin hiện thời của hệ cách điện. Qua đó xác định đặc trưng kết quả lão hóa do nhiệt độ – độ ẩm cao, nhận biết hậu quả của nó đối với cách điện và đánh giá sự lão hóa của vật liệu cách điện.
ABSTRACT
The paper presents results of research on aging process of composite insulation material – glass fiber reinforced epoxy resin (epoxy/glass) by accelerated aging method of experiment in laboratory. Process of water diffusion into composite insulation material – glass fiber reinforced epoxy resin (epoxy/glass) was investigated and analyzed. The research was conducted using spectroscopy dielectric method for insulation non- breakdown diagnostic of insulation system. By this method the aging process and its consequences by high temperature and humid was determined.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Vật liệu composite (VLC) là loại vật liệu mới ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khoa học kỹ thuật và công nghiệp tiên tiến trên thế giới: hàng không vũ trụ; đóng tàu; kỹ thuật điện; ô tô cơ khí; dầu khí; xây dựng dân dụng và trong đời sống… nhờ kết hợp được các đặc tính cơ học và vật lý học mà bình thường không thể có được với một vật liệu đơn. Trong ngành điện VLC này được sử dụng rộng rãi làm cách điện cao áp như: cách điện xuyên trong trạm biến áp và cách điện đường dây, cách điện trong máy biến áp, vách ngăn trong các trạm phân phối kiểu GIS (Gas Insulated Substation), cách điện stator của máy điện quay [4]. Tuy nhiên, do đặc tính composit vùng tiếp giáp [1; 4] giữa các thành phần luôn là vùng xung yếu do liên kết hoá học và kết cấu vật lý ở vùng này không ổn định bằng liên kết trong bản thân từng thành phần. Vì vậy, trong quá trình vận hành, điều kiện làm việc các kết cấu thường xuyên chịu tác động khắc nghiệt của nhiều tác nhân như: điện, cơ học, hóa học, nhiệt độ, độ ẩm, thời tiết và môi trường thay đổi làm cho các thành phần của vật liệu bị già hoá; đặc biệt là khi chịu tác dụng của môi trường như : nhiệt và nước làm cho liên kết giữa các thành phần tại lớp tiếp giáp bị suy yếu. Khi hấp thụ một vài phần trăm khối lượng nước, các đặc tính điện môi bị suy giảm mạnh: điện trở suất giảm, hằng số điện môi và tổn hao tăng và có thể dẫn tới hiện tượng phóng điện chọc thủng (breakdown).
Hiện nay hầu hết các thiết bị điện có cách điện bằng VLC được nhập từ nước ngoài, tuy nhiên bản chất lão hóa cách điện của VLC vẫn chưa được đề cập tới và chưa được nghiên cứu một cách cụ thể.
Phòng thí nghiệm trọng điểm Quốc gia Điện cao áp (HVLAB) sẽ cơ sở nghiên cứu mạnh về vật liệu cách điện và thiết bị điện cao áp, với năng lực của mình nhiều nghiên cứu, thí nghiệm, đối tượng thí nghiệm sẽ lần đầu tiên được thực hiện ở Việt Nam, trong đó có thí nghiệm lão hóa tăng tốc để chẩn đoán sớm quá trình già hóa của cách điện composit.
Bài báo này trình bày về quá trình nghiên cứu tập trung công tác chuẩn đoán sớm hiện tượng lão hóa hay xác định ngưỡng lão hóa của các vật liệu cách điện composit đã và sẽ được sử dụng ở nước ta, trong đó có VLC nền nhựa epoxy cốt sợi thủy tinh, nhằm ứng dụng để cải thiện trong sản xuất thiết bị điện ở nước ta.
