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變壓器的絕緣材料和工藝的選擇

隨著城市電網供電要求的不斷提高和變壓器技術的進步,干式變壓器在我國的使用已經很普遍。在這短短的二、三十年中,干式變壓器技術得到了迅速的發展,除了大家比較熟悉的環氧樹脂型干式變壓器外最近出現了一些不用環氧樹脂真空澆注或纏繞工藝的SG型敞開式干式變壓器以及采用NOMEX?(諾邁克)絕緣材料,非環氧樹脂真空澆注或VPI真空、壓力浸漬處理的SCR型包封式干式變壓器。這些變壓器的出現可以讓供電用戶有更多的選擇。 所有敞開式干式電力變壓器的產品型號都稱SG型,它們有相似的電磁計算、線圈形式和外形結構,但在絕緣材料的選用、結構設計、制造工藝方面卻有不同之處。

SG型敞開式干式變壓器在中國的發展

1、 二十世紀六十年代以前的干式變壓器主要是B級絕緣的敞 開式干式變壓器,產品型號為SG型。當初還沒有箔式線圈時,低壓多數為多根并繞的層式或螺旋式線圈,高壓為餅式線圈。導線為雙玻璃絲包線或單玻璃絲包縮醛漆包線。其余絕緣材料多數為酚醛玻璃纖維類材料。其浸漬工藝為常溫、常壓下用B級絕緣浸漬漆分別對高、低壓線圈浸漬并進行中溫干燥(干燥溫度不超過130℃)。此種干式變壓器雖然比油浸式變壓器在防燃性能上有了很大的進步,但它的防潮、防污穢性能令人擔憂。目前已經不再生產。盡管如此,它成功的電、磁、熱計算和結構設計卻給以后發展起來的新的H級絕緣敞開式變壓器奠定了很好的基礎。

2、 美國的一些變壓器廠(如位于佛吉尼亞州的FPT公司)研制出一種采用美國杜邦公司的NOMEX?芳香聚酰胺作主要絕緣的干式變壓器。FPT公司的產品有兩種型號:FB型為180℃(H級)的絕緣系統。FH型為220℃(C級)的絕緣系統,線圈溫升分別為115K(我國為125K)和150K。它的低壓線圈為箔式或多根并繞層式,匝絕緣和層間絕緣都采用NOMEX?。高壓線圈為餅式,導線也用NOMEX?紙包扎,線餅之間不用常規的撐條加墊塊的結構,而采用梳狀撐條,這樣使得餅間的最高電壓降低了一半,也大大提高了高壓線圈的軸向抗短路能力,卻增加了線圈的繞制難度和制造工時。高低壓線圈進行套繞,增強了機械強度。也有采用NOMEX?絕緣板作墊塊加撐條結構的。高低壓之間的絕緣筒用0.76mm厚的NOMEX?紙板做成。它的浸漬工藝采用多次的VPI真空、壓力浸漬,高溫干燥(干燥溫度達180-190℃)。在FPT公司,這種變壓器最高電壓制造到34.5kV,最大容量為10000kVA。這種技術在美國得到UL的認證 國內有變壓器制造廠采用NOMEX?絕緣材料和美國杜邦公司有關制造規范(HV-1或HV-2)以及Reliatran?雷力通TM變壓器技術標準等要求制造的H級絕緣SG型干式變壓器與美國FPT公司的FB型變壓器有相似之處,只是國內產品線圈的VPI浸漬工藝不同于FPT公司,它不對整個變壓器器身進行浸漬,而僅對線圈進行浸漬。整個器身浸漬的包封整體性好,可是不僅不美觀,還要在處理前必須做完產品的相關檢測。浸漬漆也容易被污穢,相對而言在中國后者比較合理。

3、 在歐洲,干式變壓器的發展比較多樣化,除了環氧樹脂真空 澆注和纏繞工藝外,其它還有類似于我國SCR型非澆注固體絕緣包封式變壓器和SG型敞開式變壓器的品種。在七十年代瑞典一家工廠用NOMEX?絕緣材料開發出敞開式干式變壓器。而后,另一家工廠用玻璃纖維及DMD來替代NOMEX?絕緣材料,降低了材料成本。它的線圈結構與早期的B級絕緣產品相似,低壓采用多根并繞或箔式,高壓為餅式。匝絕緣用玻璃纖維,墊塊用陶瓷。其它絕緣件采用改性二苯醚樹脂玻璃布層壓板(筒)或改性聚胺-酰亞胺層壓玻璃布板(筒),還有DMD、SMC等。它的線圈處理工藝為VI真空浸漬,在浸漬過程中不加壓力。它的技術關鍵不僅是浸漬漆(樹脂)和浸漬工藝的合理選擇,更重要的是陶瓷片的制作。普通陶瓷是一種脆性材料,不上釉的陶瓷容易受潮,且在其受力或受熱不均勻時會開裂。因此,它必須有很高密度和硬度才行,目前還只能進口。


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