高电压大容量变压器绝缘技术的应用论文_陈辛

高电压大容量变压器绝缘技术的应用论文_陈辛

(云南电力技术有限责任公司 云南昆明 650217)

摘要: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。本文首先对高压电绝缘技术做了简介,然后详细分析了高电压大容量变压器的绝缘材料,最后探讨了高电压大容量变压器绝缘技术的应用。

关键词:高电压;大容量;变压器;绝缘技术;气体绝缘

机电行业发展模式摒弃了以往高能源的生产模式,这个改变促进了我国绝缘技术的发展,变化涉及到研发理念和机电绝缘结构。大型高压设备使用最新的绝缘技术的意义在于能够实现低投入高生产的经济效益。绝缘技术的广泛使用,低了火电投资比例,非常符合低碳环保的生产理念。笔者浅析高电压大容量变器绝缘技术的应用,仅供交流参考。

一、高电压绝缘技术简介

高电压绝缘技术研究是主要内容有六项,分别是:高电压与绝缘理论、绝缘结构、测试技术、防护技术、过电压和绝缘技术在电工领域和新兴科学技术领域中的应用。高电压绝缘技术推动了电气工程学科的发展。

二、高电压大容量变压器的绝缘材料分析

(一)高电压大容量变压器绝缘材料的概述

高电压大容量变压器对绝缘材料性能的要求相对较高,传统的陶瓷材料虽然具有较高的机械性能,但是其抗冲击能力不强,并且拉伸强度也相对较弱,在使用的过程中很容易被破坏。新型复合绝缘材料是现代高电压大容量变压器常用的绝缘材料,例如聚合物混凝土、丁基橡胶、聚烯烃、聚四氟乙烯、硅橡胶、环氧树脂、乙丙橡胶等,其中聚四氟乙烯具有优异的环境稳定性以及电气性能,硅胶具有良好的耐老化性能,并且还具有憎水性的迁移性,当污染物附着在高电压大容量变压器表面时也具有憎水性,正是由于硅胶具有的上述优势,致使其被广泛的推广和应用在高电压大容量变压器绝缘领域。

(二)绝缘胶

绝缘胶种类众多,高电压大容量变压器常用的绝缘胶包括聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯等。

(三)电工用塑料

电工用塑料的状态包括纤维材料、粒状以及粉末三种,成分主要包括添加剂、填料以及合成树脂三种,其主要成分为合成树脂。通过改变压力和温度,能够将电工塑料加工成具有不同性能的绝缘保护材料。电工用塑料的特性主要有合成树脂决定,根据合成树脂类型的不同,可以将电工用塑料分成热塑性塑料与热固性塑料两种,热塑性塑料成型之后,树脂分子依然具有线性,其理化性能没有明显的变化,并且通过融化能够进行反复循环利用;热固性塑料成型之后,会改变树脂分子结构,将树脂的线性结构转变成王庄结构,由于热固性塑料改变了理化性质,因此既不容易被溶解,也不容易被融化。

(四)绝缘漆管

绝缘漆管的底材包括两种,即玻璃纤维与面纱,树脂的种类包括硅橡胶浆、硅有机漆、改性聚氯乙烯树脂、醇酸清漆、油性绝缘清漆等,绝缘漆管必须均匀浸渍,保证漆膜的均匀性和完整性,正常状况下,绝缘漆管的击穿电压应该超过 5kV,受潮状态的击穿电压应该超过1.5k V,缠绕后的击穿电压应该超过2kV。

(五)气体绝缘材料

气体绝缘材料的优点,起到良好的绝缘作用,在某些场合能够起到灭弧、冷却和保护作用。气体绝缘材料的要求:液化温度低、绝缘强度高、不可燃烧、热导率高、不与共存材料发生反应、资源丰富和价格便宜。

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1、气体绝缘材料的特点和应用

气体绝缘材料,既有优点,又有缺点,缺点是相对于液体绝缘材料和固体绝缘材料来说,其他绝缘材料的屈服值比较低。缺点是气体绝缘材料在放电电压以下的绝缘电阻阻值比较高,所以绝缘被破坏,也可以自己恢复到正常状态。在电器设备中,最常用的绝缘材料是气体绝缘材料,而且气体绝缘材料既能适用于高压绝缘,也能适用于低压绝缘,因为气体绝缘材料介电常数小,损耗小,而且电导也小。

2、气体绝缘材料的分类

气体绝缘材料主要有五种,分别是空气、氮气、二氧化碳,六氟化硫和他们的混合气体。空气的优点是资源丰富,价格便宜,液化温度低,理化性能稳定,击穿后能自愈;氮气的优点是,化学性质比空气稳定,一般不予共存材料发生反应。六氟化硫气体,呈现负电性,击穿场强很高,在均匀电场下是空气的 2.5 倍,在气体压力是 0.2Mpa 时,其绝缘性能堪比绝缘油;六氟化硫的优点是耐热性和稳定性良好,500℃以下不分解,150℃下不与酸、碱、卤素、水和绝缘材料反应,灭弧性能良好,是空气的数十倍。混合气体一般有两种或两种以上的气体组成,优点是绝缘效果更优异;六氟化硫和其他气体混合后,绝缘强度增大,“六氟化硫 - 氮气”是当前非常有发展前景的混合气体。

三、绝缘技术在高电压大容量变压器中的应用分析

(一)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。

(二)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。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。

(三)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。

结语

综上,想要提高高电压大容量变压器质量的可靠性与稳定性,仅仅采用传统的绝缘材料、绝缘技术还不够,还应该采用新型的绝缘材料以及绝缘技术。因此,今后为了提高高电压大容量变压器的绝缘技术水平,还应该勤勤恳恳的进行研究,研发绝缘性能更优良的绝缘体系,以此保证高电压大容量变压器能够更加安全、稳定的运行,为社会和公众提供更加安全、稳定、可靠的电能。

参考文献

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[2]姜益民.浅谈变压器运行寿命[J].变压器,2013(12).

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[4]刘健犇,刘静,代少君,张建功,张业茂,陈乔夫.磁通补偿串联APF采用多绕组变压器的不必要性[J].高电压技术,2015(07).

论文作者:陈辛

论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期

论文发表时间:2016/6/2

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