Како ливена смола обезбеђује отпорност на пламен у трансформаторима сувог типа?

У високој пословној згради, болници или дата центру, електрични трансформатор се често налази у близини заузетих простора. За разлику од спољашњих подстаница где се трансформатори пуњени уљем могу инсталирати иза пожарних зидова и заштите од експлозије, унутрашње инсталације захтевају трансформатор који неће допринети пожару. Ово је домен сувог типа трансформатора. Питање како ливена смола обезбеђује отпорност на пламен у овим трансформаторима није само академско питање; то је критично безбедносно разматрање које одређује да ли се трансформатор може инсталирати унутар зграде без скупих система за гашење пожара и наменских кућишта отпорних на ватру.

Запаљиве перформансе ливене смолеТрансформатор сувог типаје резултат пажљиво пројектованог система материјала. Формулација епоксидне смоле, неорганска пунила и адитиви који успоравају пламен раде заједно како би створили самогасиви изолациони материјал који је отпоран на паљење и ограничава ширење ватре. Овај чланак ће испитати хемију отпорности пламена од ливене смоле, физику ослобађања топлоте и стварања дима, као и међународне стандарде тестирања који потврђују ова својства. Такође ћемо разговарати о томе како наша фабрика у Лугао Повер Цо., Лтд. дизајнира и производи трансформаторе сувог типа од ливене смоле како би испунили најзахтевније захтеве против пожара.

Садржај

• 1. Шта чини материјал отпорним на пламен?
• 2. Хемија ливене смоле: како адитиви мењају понашање при горењу
• 3. Зашто је ниско ослобађање топлоте важно за унутрашњу инсталацију
• 4. Како ИЕЦ 60076-11 тестови верифицирају перформансе отпорне на пламен
• 5. Балансирање топлотне проводљивости и отпорности на пламен
• 6. Често постављана питања (ФАК)
• 7. Закључак

1. Шта чини материјал отпорним на пламен?

Отпорност на пламен није једно својство; то је скуп понашања које материјал испољава када је изложен ватри. Материјал отпоран на пламен отпоран је на паљење, ограничава ширење пламена и само се гаси када се уклони спољашњи извор паљења. Ова понашања се постижу помоћу хемијских и физичких механизама који ометају процес сагоревања. За сагоревање полимера потребна су три елемента: гориво, кисеоник и топлота. Успоривачи пламена делују тако што ометају један или више ових елемената. Неки успоривачи пламена ослобађају инертне гасове који разблажују концентрацију кисеоника око материјала. Други апсорбују топлоту ендотермном разградњом, хладећи материјал испод његове температуре паљења. Други промовишу формирање заштитног слоја угљеника који изолује основни материјал од топлоте и кисеоника.

Ефикасност успоривача пламена мери се неколико параметара. Ограничавајући индекс кисеоника (ЛОИ) је минимална концентрација кисеоника у мешавини азота и кисеоника која ће подржати сагоревање материјала. Материјал са већим ЛОИ је теже спалити. За референцу, концентрација кисеоника у ваздуху је приближно 21%. Материјал са ЛОИ испод 21% ће лако сагорети на ваздуху. Материјал са ЛОИ изнад 28% се генерално сматра отпорним на пламен. УЛ 94 тест је још једна уобичајена метода за процену запаљивости пластике. Он процењује понашање материјала у вертикалној или хоризонталној оријентацији, укључујући време за самогашење и да ли долази до капања. Табела испод сумира кључне параметре запаљивости за уобичајене изолационе материјале трансформатора.

АтЛугао Повер Цо., Лтд., наша фабрика формулише системе од ливене смоле који постижу ЛОИ од 30% или више, у комбинацији са УЛ 94 В-0 оценом. То значи да смола неће подржавати сагоревање у нормалним атмосферским условима и да ће се брзо самоугасити ако се запали. Ова својства су од суштинског значаја за трансформатор сувог типа који се инсталира у затвореном простору, где је пожарна безбедност примарна брига.

2. Хемија ливене смоле: како адитиви мењају понашање при горењу

Основна епоксидна смола која се користи у трансформаторима од ливене смоле је термореактивни полимер који обезбеђује одличну електричну изолацију, механичку чврстоћу и термичку стабилност. Међутим, немодификована епоксидна смола има ограничавајући индекс кисеоника од приближно 19-21%, што значи да ће сагорети на ваздуху. Да би се овај материјал претворио у изолациони систем отпоран на пламен, смола је формулисана са пунилима и адитивима који мењају његово понашање при сагоревању. Два најчешћа приступа су употреба неорганских хидроксидних пунила и успоривача горења на бази фосфора. Избор адитива и његова концентрација одређују коначне перформансе ливене смоле.

Алуминијум трихидрат (АТХ), такође познат као алуминијум хидроксид, је најраспрострањеније пунило отпорно на пламен у трансформаторима од ливене смоле. Када је смола изложена температурама изнад приближно 200°Ц, АТХ пролази кроз ендотермну реакцију разлагања. Ова реакција апсорбује значајну количину топлоте, хладећи околни материјал. Такође ослобађа водену пару, која разређује концентрацију кисеоника у близини пламена. Остатак реакције је алуминијум оксид, који формира заштитни слој налик керамици на површини смоле. Овај слој делује као топлотна баријера, успоравајући пренос топлоте на материјал испод. Табела испод сумира карактеристике распадања АТХ и других уобичајених пунила отпорних на пламен.

У нашој фабрици у Лугау, користимо комбинацију АТХ и силицијумских пунила у нашим формулацијама од ливене смоле. АТХ обезбеђује примарну функцију успоравања пламена, док силицијум побољшава топлотну проводљивост и механичку чврстоћу смоле. Укупан садржај пунила може да достигне 60-70% тежине, што значајно смањује количину запаљивог органског материјала у трансформатору. Такође нудимо опције за успоравање пламена на бази фосфора за апликације које захтевају још веће перформансе заштите од пожара. Ове формулације постижу већи ЛОИ и брже самогашење.

3. Зашто је ниско ослобађање топлоте важно за унутрашњу инсталацију

Перформансе отпорног на ватру трансформатора сувог типа од ливене смоле не односе се само на то да ли он гори; такође се ради о томе колико топлоте и дима ослобађа ако изгори. Брзина ослобађања топлоте (ХРР) је критичан параметар за инжењеринг заштите од пожара. Он мери брзину којом материјал ослобађа енергију током сагоревања. Материјал са ниским ХРР ће мање допринети расту пожара, дајући станарима више времена за евакуацију, а ватрогасцима више времена да контролишу ситуацију. Стопа производње дима је подједнако важна, јер је дим примарни узрок смрти у пожарима и може заклонити путеве за бекство.

Трансформатори од ливене смоле су дизајнирани да имају ниску брзину ослобађања топлоте. Томе доприносе и висок садржај пунила и ендотермно разлагање АТХ. Када је смола изложена ватри, АТХ апсорбује топлоту уместо да је ослобађа. Водена пара ослобођена распадањем разблажује запаљиве гасове, смањујући интензитет пламена. Остатак алуминијум оксида формира заштитни слој који изолује преосталу смолу. Нето ефекат је материјал који гори споро, ако уопште гори, и ослобађа минималну топлоту. Табела испод упоређује карактеристике ослобађања топлоте ливене смоле и других изолационих материјала трансформатора.

Ниско ослобађање топлоте и производња дима трансформатора сувог типа од ливене смоле омогућавају им да се инсталирају у затвореним просторима без потребе за опсежним системима за гашење пожара. Ово смањује трошкове електричне инсталације и поједностављује пројектовање зграде против пожара. За пројекте где се трансформатор налази у близини насељених места, као што су болнице или тржни центар, ниска опасност од пожара трансформатора од ливене смоле је критична предност. У Лугао Повер Цо., Лтд., наша фабрика дизајнира наше трансформаторе од ливене смоле како би испунили најстроже стандарде заштите од пожара, укључујући ИЕЦ 60076-11 Ф1 класификацију.

4. Како ИЕЦ 60076-11 тестови верифицирају перформансе отпорне на пламен

ИЕЦ 60076-11 је међународни стандард који дефинише захтеве за трансформаторе сувог типа. Стандард специфицира класификацију понашања при пожару, која је одређена низом тестова који симулирају изложеност трансформатора спољашњој ватри. Класификација понашања у пожару има два нивоа: Ф0 и Ф1. Ф0 је основни ниво, а Ф1 је виши ниво, који захтева да се трансформатор самогаси и да ограничи ослобађање топлоте и производњу дима током испитивања.

Тест понашања при пожару се спроводи паљењем одређене количине горива (обично алкохола) на дефинисаној удаљености од трансформатора. Тест мери температуру и топлотни ток око трансформатора, као и време да се трансформатор самоугаси након што се гориво потроши. Тест такође прати производњу дима и токсичних гасова. Да би се постигла класификација Ф1, трансформатор мора испунити следеће критеријуме:

• Вршна температура површине трансформатора мора остати испод одређене границе.
• Трансформатор се мора самоугасити унутар одређеног времена након што се гориво потроши.
• Брзина ослобађања топлоте и производња дима морају остати испод наведених прагова.
• Трансформатор не сме да производи запаљене капљице које би могле да запале суседне материјале.
• Трансформатор мора задржати своју диелектричну чврстоћу након испитивања пожара.

Табела испод сумира кључне параметре ИЕЦ 60076-11 теста понашања при пожару и типичне перформансе трансформатора од ливене смоле компаније Лугао Повер Цо.,Лтд.

Наша фабрика у Лугау тестира наше трансформаторе сувог типа од ливене смоле у ​​складу са стандардом ИЕЦ 60076-11. Ми одржавамо извештаје о тестирању за све наше производе, који су доступни нашим купцима на захтев. Ови извештаји пружају документоване доказе о отпорности на ватру наших трансформатора, дајући нашим купцима поверење да производ испуњава највише стандарде заштите од пожара.

5. Балансирање топлотне проводљивости и отпорности на пламен

Дизајн формулације од ливене смоле за трансформатор сувог типа захтева балансирање два конкурентна захтева: успорења пламена и топлотне проводљивости. Успоравање пламена се постиже додавањем неорганских пунила као што је АТХ, који смањују запаљиви садржај смоле. Топлотна проводљивост је важна за одвођење топлоте коју стварају намотаји трансформатора. Већа топлотна проводљивост омогућава трансформатору да ради на нижој температури, што повећава његову ефикасност и радни век. Међутим, нека пунила која успоравају пламен имају релативно ниску топлотну проводљивост, а повећање њихове концентрације може деградирати термичке перформансе смоле.

Решење лежи у избору пунила са високом топлотном проводљивошћу и оптимизацији расподеле величине честица пунила. Силицијум диоксид (СиО₂) и алуминијум оксид (Ал₂О₃) се обично користе као пуниоци у трансформаторима од ливене смоле јер комбинују добру топлотну проводљивост са прихватљивим својствима успоравања пламена. Када се комбинују са АТХ, ова пунила могу да обезбеде и успорење пламена и топлотну проводљивост. Расподела величине честица је такође важна: добро класификована мешавина грубих и финих честица може постићи већу густину паковања, што побољшава и топлотну проводљивост и механичку чврстоћу. Табела у наставку сумира топлотну проводљивост уобичајених пунила од ливене смоле.

У нашој фабрици користимо сопствену мешавину силицијум диоксида и АТХ пунила да бисмо постигли равнотежу између успорења пламена и топлотне проводљивости. Наша формулација ливене смоле постиже топлотну проводљивост од 1,1-1,5 В/м·К, уз одржавање ЛОИ од 30% или више. Ово омогућава нашим трансформаторима сувог типа да раде при великим оптерећењима без прекорачења температурних ограничења, док и даље пружају перформансе заштите од пожара потребне за унутрашњу инсталацију.

6. Често постављана питања (ФАК)

Питање 1: Која је разлика између Ф0 и Ф1 класификације понашања код пожара за трансформаторе сувог типа?

Одговор: Ф0 је основна класификација понашања у пожару, а Ф1 је виша класификација. Ф0 захтева да трансформатор буде самогасиви, али има мање строга ограничења за ослобађање топлоте и производњу дима. Ф1 захтева да трансформатор испуни строжија ограничења вршне температуре, времена самогашења, брзине ослобађања топлоте и производње дима. За унутрашње инсталације у зградама са заузетим просторима, типично је потребна класификација Ф1. У Лугао Повер Цо., Лтд., наши трансформатори сувог типа од ливене смоле су дизајнирани да задовоље Ф1 класификацију.

Питање 2: Да ли ливена смола производи токсичне гасове када се сагоре?

Одговор: Формулација ливене смоле која се користи у нашим трансформаторима сувог типа је без халогена, што значи да не садржи једињења хлора или брома која могу произвести токсичне и корозивне гасове као што су хлороводоник или бромоводоник. Примарни производи разлагања наше ливене смоле су водена пара, угљен-диоксид и алуминијум оксид. Ово чини дим из трансформатора од ливене смоле мање токсичним од дима из трансформатора напуњеног уљем, који може садржати сложену мешавину токсичних продуката сагоревања.

Питање 3: Како су отпорност на пламен ливене смоле у ​​поређењу са перформансама трансформатора испуњеног течношћу?

Одговор: Трансформатори од ливене смоле имају значајну предност у односу на трансформаторе пуњене течношћу у погледу заштите од пожара. Трансформатори пуњени течношћу садрже велику количину запаљивог уља, које може да процури и изазове пожар у базену. Брзина ослобађања топлоте и производња дима запаљеног уља су много већи од оних код ливене смоле. Трансформатори од ливене смоле не садрже течно гориво и самогасиви су, што их чини далеко безбеднијим за уградњу у затвореном простору.

Питање 4: Може ли се трансформатор од ливене смоле уградити у просторију без гашења пожара?

Одговор: Да, трансформатор сувог типа од ливене смоле који испуњава класификацију Ф1 може се инсталирати у просторији без наменских система за гашење пожара, под условом да просторија испуњава опште захтеве за безбедност од пожара према грађевинском закону. Ниска опасност од пожара трансформатора од ливене смоле значи да он не захтева исти ниво заштите од пожара као трансформатор пуњен уљем. Међутим, специфични захтеви зависе од локалних грађевинских прописа и надлежних органа. Наш технички тим може дати упутства о захтевима за инсталацију за ваш пројекат.

Питање 5: Какво је одржавање потребно да би се одржао отпорност на пламен трансформатора од ливене смоле?

Одговор: Отпорност на пламен трансформатора од ливене смоле је својствена материјалу и не деградира се значајно током времена. Међутим, и даље је потребно редовно одржавање како би се осигурала укупна поузданост трансформатора. Ово укључује визуелну инспекцију за пукотине или оштећења ливене смоле, чишћење намотаја и расхладних канала како би се спречило накупљање прашине и периодично испитивање отпора изолације и делимичног пражњења. У Лугао Повер Цо., Лтд., пружамо смернице за одржавање и услуге подршке за наше трансформаторе сувог типа.

7. Закључак

Перформансе отпорне на пламен сувог типа трансформатора од ливене смоле резултат су софистицираног система материјала. Епоксидна смола обезбеђује структурну и електричну изолацију, док АТХ пунило обезбеђује ендотермни механизам који успорава пламен. Силицијум пунило побољшава топлотну проводљивост и механичку чврстоћу. Заједно, ове компоненте стварају изолациони материјал трансформатора који је отпоран на паљење, брзо се самогаси и ослобађа минималну топлоту и дим. Ова својства су од суштинског значаја за унутрашње инсталације где је безбедност од пожара примарна брига.

У Лугао Повер Цо., Лтд., наша фабрика дизајнира и производи трансформаторе сувог типа од ливене смоле који испуњавају највише стандарде перформанси заштите од пожара. Наши производи су тестирани према ИЕЦ 60076-11 и достижу Ф1 класификацију. Посвећени смо пружању наших купаца поузданим, сигурним и ефикасним трансформаторским решењима. Било да пројектујете нову зграду или надограђујете постојећи електрични систем, позивамо вас да контактирате наш технички тим како бисте разговарали о вашим захтевима.

Контактирајте Лугао Повер Цо., Лтд. данасда сазнате више о нашим трансформаторима сувог типа од ливене смоле и како они могу да испуне ваше захтеве против пожара.