变压器绝缘材料的特性和使用情况浅析论文_刘晖

(南通晓星变压器有限公司 江苏南通 226600)

摘要:通过分析变压器各种绝缘材料的性能特点,用于变压器绝缘材料的设计和选型

关键词:变压器;绝缘材料;变压器油

随着国家经济的发展需要,对电力工业也依赖一直都非常强烈,大部分电力系统都得到了升级改造。系统的运行电压,运行容量已逐步向东部发达地区看齐。

中西部地区一个显著特点就是海拔高度较高。当海拔高度在1000米以上时,统称为高海拔地区。运行在高海拔地区的变压器,在设计和制造上对绝缘材料有以下几个方面需要注意:绝缘材料是变压器中最重要的材料之一,其性能及质量直接影响变压器运行的可靠性和变压器使用寿命。近年来,变压器产品所采用的新绝缘材料层出不穷。作为变压器设计工作者,应该了解到更多更全面的绝缘材料知识。并熟练的运用到变压器设计工作中。

变压器绝缘材料有以下几个特点:

A.绝缘电阻:绝缘材料的电阻是指绝缘材料在直流电压的作用下,加压时间较长,且使线路上的充电电流和吸收电流消失,只有漏电电流通过时的电阻值。

B.介质损耗:在交流电压作用下,电介质中部分电能将转变为热能,这部分能量叫做介质损耗。

C.绝缘老化:在电气设备运行过程中由于长期受到各种因素作用,绝缘材料发生了不可逆的化学、物理变化,从而导致电气性能和机械性能的劣化,这种不可逆的变化统称为绝缘老化。

以上特性决定了变压器绝缘件的寿命直接影响到变压器的使用寿命。

随着科学技术的迅速发展,电机、变压器等电气设备的应用日益广泛。而变压器运行的可靠性和使用寿命却在很大程度上取决于其所使用的绝缘材料。绝缘材料越来越为从事变压器设计和制造人员所重视。

近年来,变压器绝缘材料方面的新产品、新技术、新理论不断地涌现和发展,从而使变压器绝缘材料及其应用形成了一门很重要的学科。

变压器常用绝缘材料的作用及种类

变压器绝缘材料:又称电介质,是电阻率高、导电能力低的材料。绝缘材料可用于隔离带电或不同电位的导体,使电流按一定方向流通。在变压器产品中,绝缘材料还起着散热、冷却、支撑、固定、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉和保护导体等作用。

绝缘材料按电压等级分类:一般分为:Y(90℃)、A(105)、E(120℃)、B(130℃)、F(155℃)、H(180℃)、C(大于180℃)。

变压器绝缘材料的耐热等级是指绝缘材料在变压器所允许承受的最高温度。如果正确地使用绝缘材料,就能保证材料30年的使用寿命。否则就会依据8℃定律(A级绝缘温度每升高8℃,使用寿命降低一半、B级绝缘是10℃,H级是12℃。这一规律被称为热老化的8℃规律)降低使用寿命。所以控制变压器的温升,即可控制变压器的使用寿命。

现在国内变压器使用寿命一般为30年,该寿命时间一般由用户和变压器生产厂家在技术协议中明文规定。如有特殊要求,由买卖双方另行协商。

变压器绝缘材料品种很多,按其形态一般可分气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。

变压器中的气体绝缘材料:一般为辅助用途,比如:SF6气体(多用于SF6套管),氮气(用于运输过程,防止受潮),干燥空气(用于运输过程,防止受潮)变压器中的液体绝缘材料:变压器油,变压器油为浅黄色透明油状液体,按凝点分,可分为#10、#25、#45变压器油,对应使用条件为环境最低温度-10℃、-25℃、-45℃

(1)绝缘作用 变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中,不仅可提高绝缘强度,而且还可免受潮气的侵蚀。

(2)散热作用 变压器油的比热大,常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升,通过油的上下对流,热量通过散热器散出,保证变压器正常运行。

(3)消弧作用 在变压器的有载调压开关上,触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好,且在电弧的高温作用下能分解了大量气体,产生较大压力,从而提高了介质的灭弧性能,使电弧很快熄灭变压器中的固体绝缘材料:变压器所用的固体绝缘材料是指材料本身形态为固体的或经过化学反应、物理变化为固体的绝缘材料。主要分为:环氧玻璃布板、绝缘胶、棉布带、无纬聚酯带、绝缘纸板、层压制品、绝缘皱纹纸、绝缘纸浆成型件等。

1.变压器中各种绝缘材料使用:

气体绝缘材料:SF6、氮气、干燥空气等。由于气体绝缘材料在变压器设计和制作过程中使用较少,主要用于运输过程中,阻止部件在运输过程中不受潮,故在本文不做赘述。

液体绝缘材料:变压器油是变压器主要材料之一,在变压器整体重量中占比较大,用于填充变压器内部,设计时要考虑真空注油的便利性和可操作性,一般在变压器的油箱下部安装注油阀,对面的油箱顶部设真空阀,成斜对角布置,便于变压器整体组装完成后的真空注油操作。

附变压器油相关参数:

注:1)把产品注入100mL量筒中,在20±5℃下目测,如有争议时,按GB511测定机械杂质含量为无。

2)以新疆原油和大港原油生产的变压器油测定倾点时,允许用定性滤纸过滤。倾点指标,根据生产和使用实际经与用户协商,可不受本标准限制。

3)氧化安定性为保证项目,每年至少测定一次。

4)击穿电压为保证项目,每年至少测定一次。用户使用前必须进行过滤并重新测定。

5)测定击穿电压允许用定性滤纸过滤。

固体绝缘材料:

绝缘纸板:按厚度分为0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、5.0mm等,主要用于卷制线圈纸筒、填充和调节装配间隙等。

层压制品:层压木、层压纸板等。层压制品的性能取决于底材和胶粘剂的性质及其成型工艺。用于变压器的托板、压板、引线支架等部件。

绝缘皱纹纸:电工用绝缘纸经起皱加工而制成的。沿其横向有皱纹,拉伸时皱纹被拉开。因起皱加工程序不同,可制成伸长率不同的皱纹纸。绝缘纸的厚度一般为0.05mm~0.12mm,伸长率范围为5%~200%。绝缘皱纹纸常用于油浸式变压器的绕包绝缘,如绕组出头,引线及绝缘屏的绝缘包扎。

绝缘纸浆成型件:用于330kV及以上的高压火线出头,高电压薄弱重点部位的绝缘加强,改善电场。

环氧玻璃布:环氧玻璃布为B-F级绝缘,用作B-F级干式变压器绕组支撑筒或开关的护筒。环氧玻璃布所用的玻璃布为无碱玻璃布,含碱量需小于0.8%,否则会影响其电气性能。

棉布带:变压器绑扎用的绝缘材料有紧缩带、半干稀线带、棉布带、玻璃布带、涤纶绳和网状半干无纬带等。

无纬绑扎带:无纬绑扎带具有抗张强度高,有一定的弹性和柔软性,陈建黏合良好,能牢固的绑扎铁芯,能长期在105℃变压器有种使用,和变压器油有良好的相容性。

参考文献:

[1] 朱英浩.新编变压器实用技术问答.沈阳:辽宁科学技术出版社.1997.

[2] 谢毓城.电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社,2003.

作者简介:

刘晖(1983.06.24),性别:男;籍贯:湖北仙桃;民族:汉;学历:本科、学士;职称:中级工程师;职务:变电设计工程师;研究方向:高电压

[4]陈成斌.试论我国农业可持续发展战略[M].北京:中国农业科技出版社,1997:53-55.

[5]陈楚南.新能源分布式独立微电网的调度管理的研究 [D].湖南:湖南大学,2011

论文作者:刘晖

论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期

论文发表时间:2018/8/13

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

变压器绝缘材料的特性和使用情况浅析论文_刘晖
下载Doc文档

猜你喜欢