戴永帥,崔查秀（內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司阿拉善電業(yè)局,內(nèi)蒙古　阿拉善左旗　750306）

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高電壓大容量變壓器絕緣技術(shù)分析

戴永帥,崔查秀
（內(nèi)蒙古電力(集團(tuán))有限責(zé)任公司阿拉善電業(yè)局,內(nèi)蒙古阿拉善左旗750306）

摘 要：在高電壓大容量變壓器中使用最新的絕緣技術(shù)有助于提高效益，控制成本，并且環(huán)保、清潔能源的使用也是對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的積極響應(yīng)。本文主要圍繞高電壓大容量變壓器絕緣技術(shù)展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：變壓器；大容量；高電壓；絕緣

0　前言

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求機(jī)電行業(yè)適時(shí)的轉(zhuǎn)變發(fā)展模式，摒棄不合時(shí)宜的高能源生產(chǎn)模式以順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求[1]。在此背景下，絕緣技術(shù)從理論到具體的機(jī)電絕緣結(jié)構(gòu)均得到了較大的發(fā)展與進(jìn)步。絕緣技術(shù)的改進(jìn)降低了火電投資比例，有助于低投入高效益的生產(chǎn)。其中，過(guò)電壓與絕緣技術(shù)、防護(hù)技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、絕緣結(jié)構(gòu)、高電壓和絕緣理論是研究高電壓絕緣技術(shù)的主要內(nèi)容。

1　絕緣材料分析

（1）絕緣膠材料。變壓器使用的絕緣膠種類很多，具體包括環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、酚醛樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）電工用塑料材料。填料、合成樹(shù)脂、各種添加劑組成了電工用塑料材料，這種材料主要呈纖維狀、粒狀或粉末狀，能夠當(dāng)作電纜電線絕緣保護(hù)材料使用。在一定的壓力與溫度條件下加工后可得電工設(shè)備絕緣零部件，且形狀與規(guī)格多樣[2]。塑料中的主要構(gòu)成是合成樹(shù)脂，合成樹(shù)脂對(duì)塑料制品基本特性有決定性的作用。塑料可分為兩種類型，熱塑性塑料與熱固性塑料，分類依據(jù)為樹(shù)脂類型的不同。在熱塑性塑料中，樹(shù)脂分子的線型結(jié)構(gòu)不會(huì)受熱擠與熱壓影響，不會(huì)出現(xiàn)明顯的化學(xué)、物理性質(zhì)變化，可溶性依然良好。而熱固性塑料則不同，樹(shù)脂分子受熱壓影響會(huì)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得出不熔、不溶的固體。因此，熱塑性塑料具有反復(fù)多次成型的特征。

（3）絕緣漆管材料。玻璃纖維與面紗是絕緣漆管的兩種底材，絕緣漆管的樹(shù)脂主要有硅橡膠漿、硅有機(jī)漆、改性聚氯乙烯樹(shù)脂、醇酸清漆、油性絕緣清漆幾種類型。

（4）氣體絕緣材料。氣體絕緣材料不但能夠絕緣，還能夠發(fā)揮保護(hù)、冷卻、滅弧等作用，因此，氣體絕緣材料在電氣設(shè)備的使用比較常見(jiàn)，甚至氣體在部分設(shè)備中屬于主絕緣材料。液體固體絕緣中普遍存在氣體空隙，只是不同絕緣中使用的量不同[3]。氣體需具備來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、惰性、熱導(dǎo)率高、不燃、液化溫度低、絕緣強(qiáng)度高等特點(diǎn)才能用作絕緣材料，其中惰性指的是不會(huì)同共存材料反應(yīng)。

二氧化碳、氮?dú)?、空氣、六氟化硫及混合氣體等是氣體絕緣材料的主要類型。氣體電介質(zhì)使用最廣的是空氣，廉價(jià)、分布廣闊是空氣的特點(diǎn)，用作混合介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在物理化學(xué)性能穩(wěn)定、擊穿后能自愈、液化溫度低等，因此，空氣絕緣介質(zhì)在斷路器中使用較多。但空氣中存在雜質(zhì)較多，其氧化作用會(huì)在接觸金屬材料時(shí)發(fā)生腐蝕反應(yīng)，而氮?dú)庠谶@方面的穩(wěn)定性比空氣更高，惰性且不會(huì)助燃，因此，在電氣設(shè)備中氣體電介質(zhì)常使用壓縮氮?dú)庾鳛椴牧?。六氟化硫擊穿?chǎng)強(qiáng)很高，屬于電負(fù)性氣體，其絕緣強(qiáng)度在0.2MPa氣體壓力下與絕緣油相當(dāng)。與空氣相比，六氟化硫在均勻電場(chǎng)中是其2.5倍，且滅弧能力是其數(shù)10倍，滅弧性能優(yōu)良。此外，純凈的六氟化硫耐熱性與穩(wěn)定性較好，無(wú)毒性，不會(huì)在500℃下分解，同鹵素、堿、酸、水、絕緣材料不會(huì)在150℃條件下作用。因六氟化硫有諸多優(yōu)點(diǎn)，在高壓電氣設(shè)備中的使用日益受到重視，使用越來(lái)越廣泛。超過(guò)兩種以上的氣體組成了混合氣體，純六氟化硫與六氟化硫混合氣體二者的電氣強(qiáng)度相比，后者更優(yōu)更明顯，且價(jià)格更為經(jīng)濟(jì)，其中被認(rèn)為有很大發(fā)展前景是六氟化硫與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。

在放電電壓以下，氣體的絕緣電阻通常非常高，即使出現(xiàn)絕緣破壞也能自行恢復(fù)。其不足主要是絕緣屈服值較低，與固體相比較差。在電氣設(shè)備中氣體絕緣材料主要擔(dān)負(fù)著絕緣任務(wù)，適用于高頻、高壓絕緣，主要是因?yàn)檫@一材料具有小損耗、小介電常數(shù)以及小電導(dǎo)。

2　技術(shù)類型分析

（1）少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣技術(shù)。少膠粉云母脂環(huán)氧VPI絕緣實(shí)際作用的發(fā)揮需要輔助使用VB2645樹(shù)脂，并引進(jìn)專門(mén)TMEIC絕緣，這一技術(shù)類型成品的獲得需經(jīng)過(guò)稀釋、合成等操作，合成需有專門(mén)的工藝，成品獲得過(guò)程通常需要使用浸漬樹(shù)脂、固化劑。

（2）LD.F絕緣技術(shù)。這一絕緣技術(shù)有較多分類，主要得益于長(zhǎng)期的發(fā)展與完善，其中包括抵壓機(jī)電絕緣，以變頻電機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)等作為低壓機(jī)電絕緣的代表[4]。LD.F絕緣有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，如電氣性能好、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐熱性強(qiáng)、絕緣厚度非常薄等，其優(yōu)勢(shì)已然得到了普遍的認(rèn)可，有助于降低安全隱患。LD.F絕緣工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠安全，易于掌握，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化生產(chǎn)與能源的節(jié)約，是對(duì)當(dāng)下無(wú)污染生產(chǎn)要求的積極貫徹，自然得到了大力的推廣與使用。在不斷的實(shí)踐與研究中，LD.F絕緣不斷的提升、不斷的創(chuàng)新，現(xiàn)階段其發(fā)展的方向?yàn)橄?kv和10kv減薄機(jī)緣厚度，理想的減薄厚度為1.0mm，而低于2.0mm 為10kv單邊絕緣的理想厚度。現(xiàn)階段，雖LD.F絕緣的使用有較好的效果，但市場(chǎng)需求并不會(huì)停滯不前，因此仍需不斷的完善與發(fā)展，提高技術(shù)使用的適應(yīng)性。

（3）多膠模壓絕緣體技術(shù)。這一體系的主要構(gòu)成是通過(guò)多膠粉云母帶連續(xù)式繞包、模壓成型，在交流電機(jī)行業(yè)中推行，效果較好。雖多膠云母有諸多種類，但以環(huán)氧多膠粉云母帶使用最多，此外，VPI體系類型也較為常見(jiàn)。在我國(guó)，尤其是在機(jī)電制造業(yè)這一絕緣體非常受歡迎，國(guó)內(nèi)大多數(shù)公司都選擇使用這一絕緣體。在經(jīng)濟(jì)全球化影響下，技術(shù)合作交流增多，通過(guò)各國(guó)間的交流引進(jìn)了不少關(guān)聯(lián)技術(shù)，國(guó)內(nèi)的不少絕緣材料都是來(lái)自于國(guó)外公司。在技術(shù)更新日新月異的時(shí)代，新產(chǎn)品更新?lián)Q代非?？?，以LD-F絕緣體系為例，LD-F絕緣體系使用的材料是少膠單面補(bǔ)強(qiáng)高定量鱗片，這種材料比較稀有，此外，補(bǔ)強(qiáng)材料為聚酯薄膜材料與的玻璃纖維材料兩種。滲透性強(qiáng)、含量高是云母的優(yōu)點(diǎn)，固化樹(shù)脂效果較好，能有效防止流失，作為備選材料十分優(yōu)良。

3　結(jié)束語(yǔ)

單靠傳統(tǒng)的絕緣材料難以實(shí)現(xiàn)高壓大容量變壓器理想的穩(wěn)定與可靠狀、運(yùn)行，因此，需積極應(yīng)用新的絕緣技術(shù)與絕緣材料，加大研發(fā)力度與投入，不斷的提高絕緣技術(shù)水平，優(yōu)化絕緣體系性能，為高壓大容量變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定與安全提供保障，更好的滿足生活生產(chǎn)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉復(fù)林,韓延純.大型電力變壓器常見(jiàn)故障和狀態(tài)檢修要點(diǎn)[J].黑龍江科學(xué),2015(03):21+25.

[2]常非,趙麗平.高壓大容量五電平變換器在RPC中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),2014(09):40-45.

[3]夏云永.變壓器線圈工藝改進(jìn)對(duì)運(yùn)行的影響[J].江蘇科技信息,2014(09):45-46.

[4]劉健犇,劉靜,代少君,張建功,張業(yè)茂,陳喬夫.磁通補(bǔ)償串聯(lián)APF采用多繞組變壓器的不必要性[J].高電壓技術(shù),2015(07):2415-2420.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.184