变压器的绝缘材料和工艺的选择

变压器的绝缘材料和工艺的选择

一、概述：

随着城市电网供电要求的不断提高和变压器技术的进步，干式变压器在我国的使用已经很普遍。在这短短的二、三十年中，干式变压器技术得到了迅速的发展，除了大家比较熟悉的环氧树脂型干式变压器外最近出现了一些不用环氧树脂真空浇注或缠绕工艺的SG型敞开式干式变压器以及采用NOMEX®（诺迈克）绝缘材料，非环氧树脂真空浇注或VPI真空、压力浸渍处理的SCR型包封式干式变压器。这些变压器的出现可以让供电用户有更多的选择。所有敞开式干式电力变压器的产品型号都称SG型，它们有相似的电磁计算、线圈形式和外形结构，但在绝缘材料的选用、结构设计、制造工艺方面却有不同之处。

二、SG型敞开式干式变压器在中国的发展

1、二十世纪六十年代以前的干式变压器主要是B级绝缘的敞开式干式变压器，产品型号为SG型。当初还没有箔式线圈时，低压多数为多根并绕的层式或螺旋式线圈，高压为饼式线圈。导线为双玻璃丝包线或单玻璃丝包缩醛漆包线。其余绝缘材料多数为酚醛玻璃纤维类材料。其浸渍工艺为常温、常压下用B级绝缘浸渍漆分别对高、低压线圈浸渍并进行中温干燥（干燥温度不超过130℃）。此种干式变压器虽然比油浸式变压器在防燃性能上有了很大的进步，但它的防潮、防污秽性能令人担忧。目前已经不再生产。尽管如此，它成功的电、磁、热计算和结构设计却给以后发展起来的新的H级绝缘敞开式变压器奠定了很好的基础。

2、美国的一些变压器厂（如位于佛吉尼亚州的FPT公司）研制出一种采用美国杜邦公司的NOMEX®芳香聚酰胺作主要绝缘的干式变压器。FPT公司的产品有两种型号：FB型为180℃（H级）的绝缘系统。FH型为220℃（C级）的绝缘系统，线圈温升分别为115K（我国为125K）和150K。它的低压线圈为箔式或多根并绕层式，匝绝缘和层间绝缘都采用NOMEX®。高压线圈为饼式，导线也用NOMEX®纸包扎，线饼之间不用常规的撑条加垫块的结构，而采用梳状撑条，这样使得饼间的最高电压降低了一半，也大大提高了高压线圈的轴向抗短路能力，却增加了线圈的绕制难度和制造工时。高低压线圈进行套绕，增强了机械强度。也有采用NOMEX®绝缘板作垫块加撑条结构的。高低压之间的绝缘筒用0.76mm厚的NOMEX®纸板做成。它的浸渍工艺采用多次的VPI真空、压力浸渍，高温干燥（干燥温度达180-190℃）。在FPT公司，这种变压器最高电压制造到34.5kV，最大容量为10000kVA。这种技术在美国得到UL的认证国内有变压器制造厂采用NOMEX®绝缘材料和美国杜邦公司有关制造规范（HV-1或HV-2）以及Reliatran?雷力通TM变压器技术标准等要求制造的H级绝缘SG型干式变压器与美国FPT公司的FB型变压器有相似之处，只是国内产品线圈的VPI 浸渍工艺不同于FPT公司，它不对整个变压器器身进行浸渍，而仅对线圈进行浸渍。整个器身浸渍的包封整体性好，可是不仅不美观，还要在处理前必须做完产品的相关检测。浸渍漆也容易被污秽，相对而言在中国后者比较合理。

3、在欧洲，干式变压器的发展比较多样化，除了环氧树脂真空浇注和缠绕工艺外，其它还有类似于我国SCR型非浇注固体绝缘包封式变压器和SG型敞开式变压器的品种。在七十年代瑞典一家工厂用NOMEX®绝缘材料开发出敞开式干式变压器。而后，另一家工厂用玻璃纤维及DMD来替代NOMEX®绝缘材料，降低了材料成本。它的线圈结构与早期的B

级绝缘产品相似，低压采用多根并绕或箔式，高压为饼式。匝绝缘用玻璃纤维，垫块用陶瓷。其它绝缘件采用改性二苯醚树脂玻璃布层压板（筒）或改性聚胺-酰亚胺层压玻璃布板（筒），还有DMD、SMC等。它的线圈处理工艺为VI真空浸渍，在浸渍过程中不加压力。它的技术关键不仅是浸渍漆（树脂）和浸渍工艺的合理选择，更重要的是陶瓷片的制作。普通陶瓷是一种脆性材料，不上釉的陶瓷容易受潮，且在其受力或受热不均匀时会开裂。因此，它必须有很高密度和硬度才行，目前还只能进口。