李高清，薛 彪

（隴東學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

現(xiàn)今，我國(guó)主要采用的礦山設(shè)備干式變壓器主要有兩種，分別為樹(shù)脂澆注式干式變壓器與浸漆式干式變壓器。其中樹(shù)脂澆注式干式變壓器主要是由歐洲制造的，浸漆式干式變壓器主要是由美國(guó)制造。這兩種干式變壓器均采用的是電氣控制系統(tǒng)。為了判斷哪種干式變壓器更適用于采礦，根據(jù)礦山采礦過(guò)程的環(huán)境以及干式變壓器的結(jié)構(gòu)技術(shù)性能進(jìn)行綜合的比較，然后對(duì)干式變壓器進(jìn)行正確的選擇。

1 干式變壓器結(jié)構(gòu)技術(shù)性能比較

本文主要對(duì)現(xiàn)今使用較為廣泛的樹(shù)脂澆注式干式變壓器與浸漆式干式變壓器的性能進(jìn)行比較。其中，樹(shù)脂澆注式干式變壓器主要的性能是高絕緣強(qiáng)度、強(qiáng)抗短路性能、高防災(zāi)性能、優(yōu)越的環(huán)保性能，同時(shí)還具有安裝過(guò)程簡(jiǎn)單、高度要求較低、維護(hù)工程簡(jiǎn)單，不需要建立單獨(dú)的空間對(duì)其進(jìn)行安裝、運(yùn)行效率高、體積小、成本低等優(yōu)勢(shì)。浸漆式干式變壓器主要的性能包括高靈活性、強(qiáng)過(guò)載性能、較好的防火、防潮性能、環(huán)保性能等，同時(shí)還具有體型小、安裝簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)。下述對(duì)兩種干式變壓器的性能進(jìn)行比較，為采礦作業(yè)干式變壓器的選擇提供有力的支撐。

1.1 耐受短路性能比較

對(duì)于樹(shù)脂澆注式干式變壓器來(lái)說(shuō)，樹(shù)脂在一定溫度條件下具有很好的流動(dòng)性，此種變壓器主要采用先進(jìn)的澆筑工藝對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行澆筑，在干式變壓器周圍形成完整的剛體線圈，因此，在發(fā)生短路情況時(shí)，該干式變壓器的電動(dòng)力具有強(qiáng)大的耐受能力。

另外，樹(shù)脂澆注式干式變壓器結(jié)構(gòu)中不存在墊塊，導(dǎo)線在其中不會(huì)受到彎曲應(yīng)力。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂澆注式干式變壓器極少因?yàn)槎搪沸阅懿畛霈F(xiàn)損壞。所以，樹(shù)脂澆注式干式變壓器具有極強(qiáng)的耐受短路性能。

而浸漆式干式變壓器最大的優(yōu)勢(shì)就是強(qiáng)抗壓性能，在巨大的壓力下，浸漆式干式變壓器產(chǎn)生的變形情況很小，并且具有很強(qiáng)的撓性，在浸漆固話后，其表面很堅(jiān)固，采用鋼絲球在上面進(jìn)行擦拭也不會(huì)留下痕跡。浸漆式干式變壓器結(jié)構(gòu)主要是采用的是餅式線圈，而餅式線圈之間是采用墊款進(jìn)行間隔與支撐的，導(dǎo)線與鐵心之間采用的是電調(diào)進(jìn)行連接與支撐，導(dǎo)致導(dǎo)線會(huì)受到較強(qiáng)的彎曲應(yīng)力，出現(xiàn)耐受短路故障。

通過(guò)上述敘述可以看出，樹(shù)脂澆注式干式變壓器的耐受短路性能明顯的強(qiáng)于浸漆式干式變壓器。在采礦過(guò)程中，干式變壓器設(shè)備會(huì)出現(xiàn)比較大的晃動(dòng)，因此，對(duì)其耐受短路性能的要求比較高，因此，選擇樹(shù)脂澆注式干式變壓器更合適。

1.2 絕緣耐壓性能比較

對(duì)于干式變壓器來(lái)說(shuō)，其絕緣性能主要是由多種電介質(zhì)絕緣結(jié)構(gòu)決定的。多層絕緣結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)分布情況為：每層電介質(zhì)所受到的場(chǎng)強(qiáng)與介電強(qiáng)度成正相關(guān)，這種情況下，若是每層絕緣結(jié)構(gòu)可以得到充分的利用，則干式變壓器的絕緣耐壓性能就會(huì)更高。

通常情況下，干式變壓器的絕緣耐壓性能主要是根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)來(lái)判斷的[1]。本文采用的兩種干式變壓器，浸漆式干式變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)介電常數(shù)比樹(shù)脂澆注式干式變壓器的低。相對(duì)來(lái)說(shuō)，浸漆式干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)分布更加均勻，并且該干式變壓器的生產(chǎn)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，這對(duì)局部放電與絕緣老化情況可以進(jìn)行大幅度的減緩。

而樹(shù)脂澆注式干式變壓器主要采用的是樹(shù)脂絕緣結(jié)構(gòu)，由于澆注工藝的要求不能在高真空的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)，這會(huì)導(dǎo)致澆注過(guò)程中絕緣結(jié)構(gòu)會(huì)存在大量的稀薄空氣，再加上該干式變壓器的工藝比較復(fù)雜，若是在生產(chǎn)的過(guò)程中不能嚴(yán)格的執(zhí)行工藝要求，出現(xiàn)處理不當(dāng)?shù)那闆r，就會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂倒灌的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致絕緣結(jié)構(gòu)中存在大量的氣泡，影響絕緣耐壓的性能。氣泡會(huì)使部分樹(shù)脂絕緣結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間的工作下產(chǎn)生龜裂，從而降低樹(shù)脂澆注式干式變壓器的絕緣耐壓性能。

通過(guò)上述敘述可以看出，浸漆式干式變壓器的絕緣耐壓性能明顯的強(qiáng)于樹(shù)脂澆注式干式變壓器。

1.3 耐熱阻燃性能比較

浸漆式干式變壓器采用的是C級(jí)絕緣材料，其不但具有極好的絕緣耐壓性能，還具有良好的耐熱性能。浸漆式干式變壓器的絕緣材料可以在220度溫度以下保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定狀態(tài)，即使溫度為250度，該絕緣材料也具有很好的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)助燃、流動(dòng)和熔融的情況，耐熱阻燃性能可以達(dá)到正常性能的98%。當(dāng)溫度達(dá)到350度時(shí)，該絕緣材料可以保持短時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。

此外，從絕緣材料與溫度之間的關(guān)系可以看出，浸漆式干式變壓器絕緣材料的阻燃性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于樹(shù)脂澆注式干式變壓器。

由此可見(jiàn)，兩種干式變壓器相比較，浸漆式干式變壓器具備更高的耐熱阻燃性能。

1.4 過(guò)載性能比較

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，樹(shù)脂澆注式干式變壓器采用的是薄絕緣的澆注結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)線能量可以直接傳向線圈的外表面，同時(shí)，該干式變壓器根據(jù)自身容量的大小設(shè)置軸向散熱風(fēng)道，散熱風(fēng)道主要安裝在線圈的內(nèi)層，可以達(dá)到雙向散熱的功能。樹(shù)脂澆注式干式變壓器的熱點(diǎn)溫升與平均溫升比值為1.2，符合標(biāo)準(zhǔn)。

而浸漆式干式變壓器由于絕緣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，無(wú)法對(duì)其熱點(diǎn)溫升與平均溫升比值進(jìn)行計(jì)算。但是根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，由于浸漆式干式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的熱裕度，因此，其過(guò)載性能也很高，熱點(diǎn)溫升與平均溫升比值可以達(dá)到1.0，其完全取決于絕緣結(jié)構(gòu)的材料選擇。

通過(guò)上述描述可以知道，浸漆式干式變壓器的過(guò)載性能高于樹(shù)脂澆注式干式變壓器。

1.5 耐腐蝕性能比較

樹(shù)脂澆注式干式變壓器的線圈導(dǎo)體是由樹(shù)脂絕緣層進(jìn)行包裹的，可以很好的隔離潮氣，并可以避免導(dǎo)體被化學(xué)成分、有害體等物質(zhì)的腐蝕，所以，樹(shù)脂澆注式干式變壓器具有極好的耐腐蝕性能。在多年的實(shí)際應(yīng)用中可以證明，無(wú)論環(huán)境如何惡劣，樹(shù)脂澆注式干式變壓器的耐腐蝕性能均表現(xiàn)的很好。

而浸漆式干式變壓器主要是采用浸漆工藝和Nomex紙絕緣材料對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行包裹，但是其耐腐蝕性能較差，這是浸漆式干式變壓器結(jié)構(gòu)所決定的。

將樹(shù)脂澆注式干式變壓器與浸漆式干式變壓器浸泡在5000ml的鹽酸溶液中，觀察干式變壓器的重量變化，判斷其耐腐蝕性能。干式變壓器重量變化情況如圖1所示。

圖1 干式變壓器重量變化情況圖

如圖1所示，隨著時(shí)間的變化，干式變壓器會(huì)發(fā)生腐蝕作用，出現(xiàn)重量下降的情況，但是明顯可以看出浸漆式干式變壓器重量下降的速度小于樹(shù)脂澆注式干式變壓器重量下降的速度，因此，浸漆式干式變壓器具備更好的耐腐蝕性能。

通過(guò)上述耐受短路性能、絕緣耐壓性能、耐熱阻燃性能、過(guò)載性能與耐腐蝕性能的比較，發(fā)現(xiàn)浸漆式干式變壓器結(jié)構(gòu)技術(shù)性能優(yōu)于樹(shù)脂澆注式干式變壓器，因此在采礦作業(yè)推廣浸漆式干式變壓器的使用。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)干式變電器結(jié)構(gòu)技術(shù)性能的比較，發(fā)現(xiàn)浸漆式干式變壓器的整體性能較優(yōu)，可以為采礦作業(yè)提供更好的安全性與穩(wěn)定性，因此，在采礦作業(yè)對(duì)浸漆式干式變壓器進(jìn)行推廣使用。