高电压大容量变压器绝缘技术分析

2016-12-01戴永帅崔查秀内蒙古电力集团有限责任公司阿拉善电业局内蒙古阿拉善左旗750306

山东工业技术 2016年3期

关键词：大容量绝缘变压器

戴永帅,崔查秀（内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局,内蒙古　阿拉善左旗　750306）

高电压大容量变压器绝缘技术分析

戴永帅,崔查秀
（内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局,内蒙古阿拉善左旗750306）

摘要：在高电压大容量变压器中使用最新的绝缘技术有助于提高效益，控制成本，并且环保、清洁能源的使用也是对低碳经济的积极响应。本文主要围绕高电压大容量变压器绝缘技术展开讨论。

关键词：变压器；大容量；高电压；绝缘

0　前言

经济的快速发展要求机电行业适时的转变发展模式，摒弃不合时宜的高能源生产模式以顺应时代发展的要求[1]。在此背景下，绝缘技术从理论到具体的机电绝缘结构均得到了较大的发展与进步。绝缘技术的改进降低了火电投资比例，有助于低投入高效益的生产。其中，过电压与绝缘技术、防护技术、测试技术、绝缘结构、高电压和绝缘理论是研究高电压绝缘技术的主要内容。

1　绝缘材料分析

（1）绝缘胶材料。变压器使用的绝缘胶种类很多，具体包括环氧树脂胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）电工用塑料材料。填料、合成树脂、各种添加剂组成了电工用塑料材料，这种材料主要呈纤维状、粒状或粉末状，能够当作电缆电线绝缘保护材料使用。在一定的压力与温度条件下加工后可得电工设备绝缘零部件，且形状与规格多样[2]。塑料中的主要构成是合成树脂，合成树脂对塑料制品基本特性有决定性的作用。塑料可分为两种类型，热塑性塑料与热固性塑料，分类依据为树脂类型的不同。在热塑性塑料中，树脂分子的线型结构不会受热挤与热压影响，不会出现明显的化学、物理性质变化，可溶性依然良好。而热固性塑料则不同，树脂分子受热压影响会变为网状结构，得出不熔、不溶的固体。因此，热塑性塑料具有反复多次成型的特征。

（3）绝缘漆管材料。玻璃纤维与面纱是绝缘漆管的两种底材，绝缘漆管的树脂主要有硅橡胶浆、硅有机漆、改性聚氯乙烯树脂、醇酸清漆、油性绝缘清漆几种类型。

（4）气体绝缘材料。气体绝缘材料不但能够绝缘，还能够发挥保护、冷却、灭弧等作用，因此，气体绝缘材料在电气设备的使用比较常见，甚至气体在部分设备中属于主绝缘材料。液体固体绝缘中普遍存在气体空隙，只是不同绝缘中使用的量不同[3]。气体需具备来源丰富、价格低廉、惰性、热导率高、不燃、液化温度低、绝缘强度高等特点才能用作绝缘材料，其中惰性指的是不会同共存材料反应。

二氧化碳、氮气、空气、六氟化硫及混合气体等是气体绝缘材料的主要类型。气体电介质使用最广的是空气，廉价、分布广阔是空气的特点，用作混合介质的优势表现在物理化学性能稳定、击穿后能自愈、液化温度低等，因此，空气绝缘介质在断路器中使用较多。但空气中存在杂质较多，其氧化作用会在接触金属材料时发生腐蚀反应，而氮气在这方面的稳定性比空气更高，惰性且不会助燃，因此，在电气设备中气体电介质常使用压缩氮气作为材料。六氟化硫击穿场强很高，属于电负性气体，其绝缘强度在0.2MPa气体压力下与绝缘油相当。与空气相比，六氟化硫在均匀电场中是其2.5倍，且灭弧能力是其数10倍，灭弧性能优良。此外，纯净的六氟化硫耐热性与稳定性较好，无毒性，不会在500℃下分解，同卤素、碱、酸、水、绝缘材料不会在150℃条件下作用。因六氟化硫有诸多优点，在高压电气设备中的使用日益受到重视，使用越来越广泛。超过两种以上的气体组成了混合气体，纯六氟化硫与六氟化硫混合气体二者的电气强度相比，后者更优更明显，且价格更为经济，其中被认为有很大发展前景是六氟化硫与氮气的混合气体。

在放电电压以下，气体的绝缘电阻通常非常高，即使出现绝缘破坏也能自行恢复。其不足主要是绝缘屈服值较低，与固体相比较差。在电气设备中气体绝缘材料主要担负着绝缘任务，适用于高频、高压绝缘，主要是因为这一材料具有小损耗、小介电常数以及小电导。

2　技术类型分析

（1）少胶粉云母脂环氧VPI绝缘技术。少胶粉云母脂环氧VPI绝缘实际作用的发挥需要辅助使用VB2645树脂，并引进专门TMEIC绝缘，这一技术类型成品的获得需经过稀释、合成等操作，合成需有专门的工艺，成品获得过程通常需要使用浸渍树脂、固化剂。

（2）LD.F绝缘技术。这一绝缘技术有较多分类，主要得益于长期的发展与完善，其中包括抵压机电绝缘，以变频电机、同步电动机等作为低压机电绝缘的代表[4]。LD.F绝缘有非常明显的优势，如电气性能好、稳定性强、耐热性强、绝缘厚度非常薄等，其优势已然得到了普遍的认可，有助于降低安全隐患。LD.F绝缘工艺简单，运行可靠安全，易于掌握，能够实现净化生产与能源的节约，是对当下无污染生产要求的积极贯彻，自然得到了大力的推广与使用。在不断的实践与研究中，LD.F绝缘不断的提升、不断的创新，现阶段其发展的方向为向6kv和10kv减薄机缘厚度，理想的减薄厚度为1.0mm，而低于2.0mm 为10kv单边绝缘的理想厚度。现阶段，虽LD.F绝缘的使用有较好的效果，但市场需求并不会停滞不前，因此仍需不断的完善与发展，提高技术使用的适应性。

（3）多胶模压绝缘体技术。这一体系的主要构成是通过多胶粉云母带连续式绕包、模压成型，在交流电机行业中推行，效果较好。虽多胶云母有诸多种类，但以环氧多胶粉云母带使用最多，此外，VPI体系类型也较为常见。在我国，尤其是在机电制造业这一绝缘体非常受欢迎，国内大多数公司都选择使用这一绝缘体。在经济全球化影响下，技术合作交流增多，通过各国间的交流引进了不少关联技术，国内的不少绝缘材料都是来自于国外公司。在技术更新日新月异的时代，新产品更新换代非常快，以LD-F绝缘体系为例，LD-F绝缘体系使用的材料是少胶单面补强高定量鳞片，这种材料比较稀有，此外，补强材料为聚酯薄膜材料与的玻璃纤维材料两种。渗透性强、含量高是云母的优点，固化树脂效果较好，能有效防止流失，作为备选材料十分优良。