高電壓大容量變壓器絕緣技術分析

戴永帥,崔查秀（內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司阿拉善電業(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分析

戴永帥,崔查秀
（內(nèi)蒙古電力(集團)有限責任公司阿拉善電業(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低碳經(jīng)濟的積極響應。本文主要圍繞高電壓大容量變壓器絕緣技術展開討論。

關鍵詞：變壓器；大容量；高電壓；絕緣

0　前言

經(jīng)濟的快速發(fā)展要求機電行業(yè)適時的轉變發(fā)展模式，摒棄不合時宜的高能源生產(chǎn)模式以順應時代發(fā)展的要求[1]。在此背景下，絕緣技術從理論到具體的機電絕緣結構均得到了較大的發(fā)展與進步。絕緣技術的改進降低了火電投資比例，有助于低投入高效益的生產(chǎn)。其中，過電壓與絕緣技術、防護技術、測試技術、絕緣結構、高電壓和絕緣理論是研究高電壓絕緣技術的主要內(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)氧樹脂膠、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯等。

（2）電工用塑料材料。填料、合成樹脂、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，能夠當作電纜電線絕緣保護材料使用。在一定的壓力與溫度條件下加工后可得電工設備絕緣零部件，且形狀與規(guī)格多樣[2]。塑料中的主要構成是合成樹脂，合成樹脂對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)為樹脂類型的不同。在熱塑性塑料中，樹脂分子的線型結構不會受熱擠與熱壓影響，不會出現(xiàn)明顯的化學、物理性質(zhì)變化，可溶性依然良好。而熱固性塑料則不同，樹脂分子受熱壓影響會變?yōu)榫W(wǎng)狀結構，得出不熔、不溶的固體。因此，熱塑性塑料具有反復多次成型的特征。

（3）絕緣漆管材料。玻璃纖維與面紗是絕緣漆管的兩種底材，絕緣漆管的樹脂主要有硅橡膠漿、硅有機漆、改性聚氯乙烯樹脂、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、冷卻、滅弧等作用，因此，氣體絕緣材料在電氣設備的使用比較常見，甚至氣體在部分設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]。氣體需具備來源豐富、價格低廉、惰性、熱導率高、不燃、液化溫度低、絕緣強度高等特點才能用作絕緣材料，其中惰性指的是不會同共存材料反應。

二氧化碳、氮氣、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、分布廣闊是空氣的特點，用作混合介質(zhì)的優(yōu)勢表現(xiàn)在物理化學性能穩(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，其氧化作用會在接觸金屬材料時發(fā)生腐蝕反應，而氮氣在這方面的穩(wěn)定性比空氣更高，惰性且不會助燃，因此，在電氣設備中氣體電介質(zhì)常使用壓縮氮氣作為材料。六氟化硫擊穿場強很高，屬于電負性氣體，其絕緣強度在0.2MPa氣體壓力下與絕緣油相當。與空氣相比，六氟化硫在均勻電場中是其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，無毒性，不會在500℃下分解，同鹵素、堿、酸、水、絕緣材料不會在150℃條件下作用。因六氟化硫有諸多優(yōu)點，在高壓電氣設備中的使用日益受到重視，使用越來越廣泛。超過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度相比，后者更優(yōu)更明顯，且價格更為經(jīng)濟，其中被認為有很大發(fā)展前景是六氟化硫與氮氣的混合氣體。

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。其不足主要是絕緣屈服值較低，與固體相比較差。在電氣設備中氣體絕緣材料主要擔負著絕緣任務，適用于高頻、高壓絕緣，主要是因為這一材料具有小損耗、小介電常數(shù)以及小電導。

2　技術類型分析

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

（2）LD.F絕緣技術。這一絕緣技術有較多分類，主要得益于長期的發(fā)展與完善，其中包括抵壓機電絕緣，以變頻電機、同步電動機等作為低壓機電絕緣的代表[4]。LD.F絕緣有非常明顯的優(yōu)勢，如電氣性能好、穩(wěn)定性強、耐熱性強、絕緣厚度非常薄等，其優(yōu)勢已然得到了普遍的認可，有助于降低安全隱患。LD.F絕緣工藝簡單，運行可靠安全，易于掌握，能夠?qū)崿F(xiàn)凈化生產(chǎn)與能源的節(jié)約，是對當下無污染生產(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)展的方向為向6kv和10kv減薄機緣厚度，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?，F(xiàn)階段，雖LD.F絕緣的使用有較好的效果，但市場需求并不會停滯不前，因此仍需不斷的完善與發(fā)展，提高技術使用的適應性。

（3）多膠模壓絕緣體技術。這一體系的主要構成是通過多膠粉云母帶連續(xù)式繞包、模壓成型，在交流電機行業(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。在我國，尤其是在機電制造業(yè)這一絕緣體非常受歡迎，國內(nèi)大多數(shù)公司都選擇使用這一絕緣體。在經(jīng)濟全球化影響下，技術合作交流增多，通過各國間的交流引進了不少關聯(lián)技術，國內(nèi)的不少絕緣材料都是來自于國外公司。在技術更新日新月異的時代，新產(chǎn)品更新?lián)Q代非常快，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強高定量鱗片，這種材料比較稀有，此外，補強材料為聚酯薄膜材料與的玻璃纖維材料兩種。滲透性強、含量高是云母的優(yōu)點，固化樹脂效果較好，能有效防止流失，作為備選材料十分優(yōu)良。

3　結束語

單靠傳統(tǒng)的絕緣材料難以實現(xiàn)高壓大容量變壓器理想的穩(wěn)定與可靠狀、運行，因此，需積極應用新的絕緣技術與絕緣材料，加大研發(fā)力度與投入，不斷的提高絕緣技術水平，優(yōu)化絕緣體系性能，為高壓大容量變壓器運行的穩(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：

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

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

[3]夏云永.變壓器線圈工藝改進對運行的影響[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.磁通補償串聯(lián)APF采用多繞組變壓器的不必要性[J].高電壓技術,2015(07):2415-2420.

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