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树脂绝缘干式变压器的技术发展
宋文华现代达驰电气股份有限公司
半个多世纪以来,世界上许多城市都以极高的速度向现代化发展,随着城市的发展,供电负荷逐年增长。为了确保安全,人们迫切需要一种既可深入负荷中心又无燃烧危险的变压器,而油浸式变压器在这方面却有它不可避免的缺陷。干式变压器由于具有结构简单、维护方便、防火、阻燃、防尘等特点,正好能够满足人们迫切需要。因此,近年来在国内得到了迅猛发展。
1 干式变压器的种类和特点
浸渍绝缘干式变压器
该种变压器生产历史最长,制造工艺也比较简单,导线采用玻璃丝包,垫块用相应的绝缘等级材料热压成型,随浸渍漆不同,变压器绝缘分B、F、H、C级,主纵绝缘的空道全部以空气为绝缘介质。这类变压器绕组制造工装设备简单、成本低,但相对其它形式干式变压器,它承受短路能力较差。另外,绕组的防潮和防尘性能差,变压器停用再投入使用时,可能因为周围的环境因素产生的吸潮甚至凝露,使其绝缘水平大大降低,使用前必须进行清理和干燥处理。该种变压器技术经济性能好,产品价格与树脂绝缘的大体相当。
环氧树脂绝缘干式变压器
环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料,它不仅仅是一种难燃、阻燃的材料,且具有优越的电气性能,以后逐渐为电工制造业所采用。这种变压器根据绕组包封方式可分为树脂浇注和绕包绝缘两大类。
树脂浇注式的工艺特点就是必须靠模具并采用专用浇注设备,在真空状态下使线圈浇注成型,它又有下列两种类型。
无填料树脂浇注。~2 mm,属于薄绝缘。目前我国使用的产品以这种结构最多,其结构特点为变压器高、低压绕组内外层用玻璃纤维增强,在真空状态下采用环氧树脂用模具进行浇注,线圈导体外部形成富有弹性的既韧又薄的树脂包封层,它可随线圈一起膨胀和收缩,因而不再担心会发生开裂。另外,由于包封绝缘层的厚度很薄,既达到了包封的效果,又减少了包封绝缘层的温差,因而对改善浇注线圈的热传导是非常有益的。薄绝缘结构还可以在线圈内设置轴向气道,这样就可以增加线圈的散热面,从而散热能力好,给制造大容量干式变压器提供了有利的条件。
有填料树脂浇注。有填料树脂浇注绕组,由于在树脂中加入石英粉作为填料,可使树脂机械强度增加,膨胀系数减少,导热性能提高,从而降低材料成本,且绕组外观较好。有填料树脂浇注又分厚层有填料树脂浇注和薄层有填料树脂浇注两种形式。
厚层有填料树脂浇注。早期的环氧浇注式干变都是采用厚绝缘的浇注式线圈,其低压绕组为铝箔绕制的F级圆筒式绕组,绕组端部用树脂浇注。高压浇组采用分段圆筒式结构在真空状态下采用以石英粉为填料的环氧树脂用模具进行浇注。绝缘耐热等级为B级,树脂层的厚度一般为6~8 mm。当变压器运行后由于发热极易导致环氧浇注层的开裂,并形成小的空气隙,以致引发局部放电,这将严重威胁变压器的运行可靠性,加之由于局部放电所引起的电腐蚀还将大大缩短变压器的使用寿命。随着技术的进步,厚绝缘就逐步为薄绝缘所代替。
薄层有填料树脂浇注。这种变压器低压绕组采用铜线或铜箔绕制成圆筒式,高压绕组采用铜导线绕制成分段圆筒式。高低压绕组采用铜导线绕制成分段圆筒式。高低压绕组分别装入模具,在真空状态下采用以超细石英粉为填料的环氧树脂进行浇注,但是这必须在严格的工艺与先进的工装下进行,否则就会出现搅拌不均匀或者在