环氧树脂浇注式干式变压器老化及寿命的探究
干式变压器关键技术研究
干式变压器关键技术研究摘要：随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平的不断提高，城乡用电负荷不断增加。
干式变压器以其无油、防火、低噪、维护简单的优越性能得到了广泛的应用，在符合国家相关技术标准的前提下，设计制造出节能、环保、可靠的干式变压器是各厂家都需研究的课题。
本文以环氧树脂干式变压器为例，对干式变压器关键技术进行详细的介绍。
关键词：干式变压器；树脂浇注；关键技术；节能；环保；可靠引言目前，我国明确了“十二五”期间节能减排的具体目标和投资规划，要求电力变压器空载损耗降低10%~13%，负载损耗降低17%~19%，可以说，研究节能、环保、安全可靠的干式变压器产品不仅有利于企业面对激烈的市场竞争，对我国建立节约型社会也有着重要意义。
1节能技术的研究1.1降低空载损耗的措施要制造出空载损耗更低的变压器，一方面要用性能更好的硅钢片；另一方面要改进结构和提高制造工艺水平。
提高铁芯制造工艺降低空载性能。
硅钢片的机械加工，如铁芯片冲剪、毛刺、接缝大小、铁芯片的夹紧和弯曲都影响空载损耗。
改进铁芯结构降低空载损耗。
铁芯采用的芯柱为多级步进叠片，结构为45°全斜接缝。
1.2降低负载损耗的措施对于变压器负载损耗来说，包括直流电阻损耗和附加损耗。
其中直流电阻损耗为主要部分，需使用优质导线降低该损耗。
附加损耗是指涡流损耗、环流损耗和金属结构件中的杂散损耗。
在变压器设计时应优化变压器的结构，将绕组的安匝分布调整至最佳，同时采取适当的工艺措施，减少绕组端部幅向漏磁，来降低这部分损耗。
2环保技术的研究2.1树脂材料的环保特性分析环氧树脂干式变压器在运行中没有温室气体排放，无油污，难燃防火。
即使发生火灾也不助燃，更不会出现燃烧高温发生爆炸性灾难的情况。
环氧树脂配方中没有卤素和硫元素，不会产生有毒气体。
具有较好的运行环保特性。
环氧浇注干式变压器更容易通过标准规定的关于耐环境冷热冲击试验E2、耐气候凝露试验C2及防火燃烧试验F1三项特殊试验要求。
关于35kV环氧树脂浇注干式变压器局放的控制探讨
关于35kV环氧树脂浇注干式变压器局放的控制探讨摘要：在长期工作电压的作用下，变压器内部绝缘在弱绝缘时容易产生局部放电。
局部放电的存在会对变压器内部的绝缘材料造成很大的损坏，导致局部放电附近的绝缘材料直接受到放电粒子的轰击，造成绝缘损坏，导致局部绝缘材料被腐蚀并最终破裂。
因此本文探讨了关于35kV环氧树脂浇注干式变压器局放的控制分析。
关键词：干式变压器；局部放电；控制引言我国电力变压器技术取得了快速发展和进步，正逐步向高电压等级和小体积方向发展。
同时也应该清楚地看到，干式变压器的绝缘受到越来越大的工作场强的影响，这将导致更高的局部放电风险。
局部放电，伴随着物理和化学过程，如电和热，将严重削弱变压器的绝缘性能，从而不利地影响变压器的正常和安全使用。
一般来说，变压器的绝缘老化主要是由变压器内部的局部放电引起的，长期放电会大大加速绝缘老化问题，甚至会导致绝缘击穿或短路等潜在故障。
因此，控制干式变压器的局部放电极其重要。
1局部放电要素分析干式变压器因其无油、阻燃、节能和安全可靠的特点，越来越多地应用于10kV和35kV电力系统。
影响干式变压器局部放电的因素很多，其中主要有原材料选择、产品结构设计、绕组浇铸工艺等。
鉴于上述因素，长期的设计调整、工艺改进、材料选择和生产实践，提出以下控制措施。
1.1材料的选择与控制1）导体的选择选线时应避免毛刺，铜箔应选用优质圆形铜箔。
一方面，当电压施加到变压器绕组时，电场将集中在导体有毛刺的地方，形成尖端放电。
另一方面，导体的尖端可能刺穿绝缘层并导致局部放电。
夹层绝缘应由符合耐热等级的优质材料制成。
干式变压器的大部分高低压绕组沿轴向分段。
如果导体上有毛刺，在浇注和组装绕组时会形成电场，并在测试过程中施加电压。
在电场范围内，电场强度将集中在有毛刺的地方，从而形成尖端放电。
放电量取决于导体上毛刺的大小和数量。
因此，选择高质量的圆形铜箔作为导体材料。
此外，绕箔机上还安装了特殊的去毛刺装置，以减少毛刺。
环氧树脂老化研究
环氧树脂老化研究环氧树脂是一种常用的工业原料，广泛应用于航空航天、电子电器、建筑材料、汽车制造等领域。
随着使用时间的增长，环氧树脂会发生老化现象，导致其物理性能和化学性能下降，从而影响其使用效果和寿命。
研究环氧树脂老化规律及其影响因素对于提高其使用性能和延长其寿命具有重要意义。
一、环氧树脂老化的特点和表现形式环氧树脂老化主要表现在以下几个方面：1. 力学性能下降：环氧树脂老化后，其强度、韧性、硬度等力学性能会逐渐降低，导致材料变脆或变软，从而引发开裂、变形等问题。
2. 热性能降低：老化后的环氧树脂在高温下容易软化，导致材料失去原有的载荷能力和稳定性。
3. 化学稳定性下降：老化环氧树脂可能会产生氧化、分解等化学反应，从而降低其化学稳定性和耐腐蚀性。
4. 外观变化：老化环氧树脂表面可能出现发黄、褪色、霉斑等现象，影响产品的美观性和外观质量。
二、环氧树脂老化的影响因素1. 温度：高温会加速环氧树脂的老化过程，长时间高温环境是导致环氧树脂老化的主要因素之一。
2. 光照：紫外光对环氧树脂的影响较大，长时间的紫外照射会导致环氧树脂发生光老化，使其机械性能和光学性能受损。
3. 湿度：湿热环境下，环氧树脂容易发生水解和水吸收，加速了其老化过程。
4. 化学介质：环境中的化学介质如酸、碱等会对环氧树脂产生腐蚀作用，从而影响其性能和寿命。
三、环氧树脂老化研究方法1. 实验方法：通过对环氧树脂在不同老化条件下的性能变化进行实验观察和测试，如拉伸强度、断裂伸长率、硬度、玻璃化转变温度等性能指标的测试，以及老化后材料微观结构的观察分析，来研究其老化机理和规律。
2. 数值模拟方法：通过建立环氧树脂老化的数值模型，模拟不同环境条件下的老化过程，预测和评估环氧树脂的老化程度和寿命。
3. 表征分析方法：利用扫描电镜、红外光谱、热重分析等技术手段，对老化环氧树脂的结构、成分、热性能等进行表征和分析，揭示其老化过程和机制。
四、环氧树脂老化抑制和改性技术1. 添加抗氧化剂：在环氧树脂中添加抗氧化剂可以有效延缓其氧化老化过程，提高其耐热性和耐光性。
干式变压器老化与故障分析研究
干式变压器老化与故障分析研究摘要：随着我国低碳经济的发展与低能耗电气设备在使用占比中的提升，配电系统中环境友好的干式变压器被大量使用，这对国家的电力供应及人们的生产与生活都产生重要影响。
由于干式变压器的绝缘性能及温控技术的不断提高，使得其在小容量、小功率线路上得到了越来越多的使用。
文章介绍了干式变压器的结构和特点，并对其老化和故障等问题进行了较为详尽的分析。
关键词：干式变压器；老化与故障；分析研究1.干式变压器概述所谓干式变压器是指其铁芯和绕组都没有被油脂所浸润，使用空气作制冷介质的一种变压器设备。
干式变压器的高低压绕组是由环氧树脂完全浸泡浇筑的，觉有较高的绝缘能力以及结构坚固度。
较油浸式变压器具有防火性能高，抗短路能力强，耐热能力强，安装方便等特点。
干式变压器主要以自然冷却和主动控制为冷却形式。
采用自然冷却时，可以在标准容量下达到较长时间的工作；采用主动控制的冷却方式，可使其的输出容量增加50%以上，特别适合在断续大功率或紧急情况下使用。
因为干式变压器在高负载工况下，负载损失、阻抗电压显著升高，不能获得最佳的经济效益，故不能长时间维持高负载工况。
干式变压器是用电终端的通风、综采、照明等设备的关键设备，其工作状态与运行状况对钢铁、煤炭等行业的安全生产有着至关重要的影响。
2.干式变压器绝缘老化分析干式变压器在实际工作中，不仅要受到所加电场与空载损耗、负载损耗等因素作用下产生的热量，还会受到外界环境因素（如大气温度等）的影响。
在电场强度和温度等因素作用下，将引起绝缘材料的老化，并逐步引起绝缘击穿，最终使其电气性能丧失。
绝缘击穿的物理特性在时间上均呈概率分布,如图1所示。
图1瞬时击穿概率λ(t)与时间关系1———初期击穿;2———突发性击穿;3———老化击2.1绝缘的电老化干式变压器在长期电场的影响下，将发生一系列的物理化学改变，使其介质性能发生改变，并伴随着长期的运行引起绝缘击穿，这一过程被称为电老化。
干式环氧树脂浇注变压器产品知识
干式环氧树脂浇注变压器产品知识1、什么是变压器？变压器是一种静止的电磁感应设备，在其匝链于一个铁芯上的两个或几个绕组回路之间可能进行电磁能量的交换与传递。
2、简述干式变压器的特点及市场前景干式变压器产品的特点为安全，难燃，防火，无污染，可直接安装在负荷中心。
免维护，安装简便，综合运行成本低。
防潮性能好，可在100%湿度下正常运行，停运后不经预干燥即可投入运行。
损耗低，局部放电量低，噪音小，散热能力强，强迫风冷条件下可以150%额定负载运行。
配备有完善的温度保护控制系统，为变压器安全运行提供可靠保障。
3、干式变压器和油浸式变压器的区别？用户如何选用？干式变压器的冷却方式为空气自冷或强迫风冷，其散热方式为气道散热。
所具有的特点为安全，难燃，防火，无污染，可直接安装在负荷中心。
免维护，安装简便，综合运行成本低。
防潮性能好，可在100%湿度下正常运行，停运后不经预干燥即可投入运行。
油浸式变压器的冷却方式为油循环冷却，采用油道散热，所以每台油浸式变压器都要附带油箱。
它的特点是散热性能好。
但是与干式变压器相比较，油浸式变压器易燃，不防火，需经常维护，对环境会造成一定污染。
故在人群高密度地区，已很少使用油浸式变压器。
对客户来说，如果只考虑成本低廉，则可考虑采用油浸式变压器，但如果从安全运行，维护成本及保护环境的角度考虑，则建议客户使用干式变压器。
4、干式变压器由哪些部件组成？干式变压器主要由下列部件组成：5、干式变压器常见的工艺中,SC、SCB、SG、SCR、SCLB五种工艺的区别？缺点是什么？分别代表的厂家有哪些？6、SCB与SC的区别（1）线圈绕制方面：SCB型产品低压线圈采用箔绕：（1）绕组结构：采用铜箔单层缠绕，层间材料用含有潜伏性固化剂的环氧树脂及F级复合箔。
（2）绕组材料：采用导电率极佳的无氧铜，含铜量99.99%。
SC型产品低压线圈采用线绕：（1）绕组结构：圆筒式线圈（2）多根普通玻璃丝包扁铜线。
环氧树脂浇铸干式电力变压器
环氧树脂浇铸干式电力变压器引言电力变压器是电力系统中的关键设备之一，用于将高电压转换为低电压或反之。
传统的电力变压器采用油浸式或干式冷却方式，然而，这些传统的变压器在运行过程中存在着许多问题，如油泄漏、爆炸危险、维护困难等。
为了克服这些问题，环氧树脂浇铸干式电力变压器应运而生。
环氧树脂浇铸干式电力变压器的特点环氧树脂浇铸干式电力变压器与传统的变压器相比，具有以下特点：1.安全可靠：环氧树脂浇铸干式电力变压器不使用油作为绝缘材料，因此不存在油泄漏和爆炸的危险性。
同时，环氧树脂具有良好的电绝缘性能，能够有效防止击穿故障的发生。
2.维护便捷：由于无需油冷却，环氧树脂浇铸干式电力变压器维护更加简单。
此外，环氧树脂浇铸干式电力变压器的外壳采用密封结构，可以减少灰尘和湿气对变压器的影响，延长使用寿命。
3.体积小巧：相比传统的变压器，环氧树脂浇铸干式电力变压器具有更小的体积，占地面积更小。
这对于场地有限的站点来说，是一个重要的优势。
4.节能环保：环氧树脂浇铸干式电力变压器由于采用干式冷却方式，减少了能量浪费和环境污染。
同时，环氧树脂材料本身具有良好的耐热性能和抗老化能力，能够满足长期运行的需求。
环氧树脂浇铸干式电力变压器的应用领域环氧树脂浇铸干式电力变压器广泛应用于以下领域：1.城市配电网：由于环氧树脂浇铸干式电力变压器体积小巧，适合在城市中的变电站使用。
其可靠性和安全性也使其成为城市配电网的首选设备。
2.工业领域：随着工业领域对电力需求的增加，对变压器的要求也越来越高。
环氧树脂浇铸干式电力变压器在工业领域中得到了广泛应用，可以满足各种特殊工况下的需求。
3.高海拔地区：传统的变压器在高海拔地区运行时会受到大气压力的影响，可能出现安全隐患。
而环氧树脂浇铸干式电力变压器由于采用干式冷却方式，不受大气压力的限制，非常适合在高海拔地区使用。
环氧树脂浇铸干式电力变压器的制造工艺环氧树脂浇铸干式电力变压器的制造工艺包括以下几个步骤：1.模具制作：根据变压器的设计要求，制作合适的模具。
SCB10-2000KVA10KV环氧树脂浇注干式变压器
SCB10-2000KVA/10KV环氧树脂浇注干式变压器SCB9型、SCB10、SCB11型低噪音低损耗型树脂绕注线圈干式变压器。
由于先进的设计、优质的材料、科学的配方、严格的工艺和高标准的检测，使产品具有如下特点：1. 高压绕组用铜线，低压绕组用铜线或铜箔绕制，玻璃纤维毡填充包绕，真空状态下用不加填料的环氧树脂浇注，固化后形成坚固的圆筒形整体，机械强度高，局部放电小，可靠性高。
2. 阻燃、防爆、不污染环境。
缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料具有自熄特性，不会因短路产生电弧，高热下树脂不会产生有毒有害气体。
3. 线圈不吸潮，铁心夹件优特殊的防蚀保护层，可在100%相对湿度和其它恶劣环境中运行。
间断运行无须去潮处理。
4. 抗短路、雷电冲击水平高。
5. 线圈内外侧树脂层薄，散热性能好。
冷却方式一般采用空气自然冷却。
对于任何防护等级的变压器，都可配置风冷系统，以提高短时过载能力，确保安全运行。
6. 体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低，不须考虑排油池、防火消防设施和备用电源等。
7. 损耗低，节电效果好，运行经济，可免维护。
8. 因无火灭爆炸之虞，可分散安装在负荷中心，充分靠近用火点，从而降低线路造价和节省昂贵的低压设施费用。
环氧树脂浇注干式配电变压器绝缘性能好，高、低压线圈均采用无氧化铜箔绕,圈绕层间采用F级绝缘材料，内外用玻璃网格板加强，所有引线采用氩弧焊接，在高真空下用环氧树脂浇注而成。
所采用的环氧树脂性能好，抗裂，耐高温，机械强度高，寿命长。
阻燃、防潮、防爆无污染安全，难燃防火，无污染，。
抗短路能力强，耐雷电冲击水平高。
免维护、安装简便、综合运行成本低。
产品体积小、噪声低。
各绕组在运行中都有温度自动监测和保护报警装置。
在强迫风冷时可使额定容量超40%左右。
可以广泛应用于高层建筑、车站、机场、码头、地铁、电厂等重要场所的输配电系统,它是最理想的供配电设备。
加工定制：是应用范围：电力频率特性：低频电源相数：三相铁心形状：E型冷却形式：干式防潮方式：灌封式冷却方式：风冷式外形结构：立式电压比：10000（V）额定功率：50（KVA）SCB10-2000KVA/10KV环氧树脂浇注干式变压器型号参数规格商标华恒型号SCB10-2000KVA结构形式环氧树脂浇注干式电力变压器绕组数三相规格容量2000KVA 电压等级10-0.4(KV)冷却方式AN/AF 调压方式无励磁调压联接组标号Dyn11/Yyn0 短路阻抗6%SCB10-2000KVA干式变压器执行标准。
分析热老化对干式变压器环氧树脂介电性能的影响
分析热老化对干式变压器环氧树脂介电性能的影响摘要：为了研究热老化对干式变压器环氧树脂介电性能的影响，利用干式变压器环氧树脂配方，选取环氧树脂样本，分别用100、130、160℃温度对环氧树脂样本进行热老化实验，并测试样本的介电性能，分析介电常数和介质的损耗程度与老化时间和温度的规律。
研究表明，样本在同样电场频率下，介电常数与介质损耗程度会因老化时间和温度增长而增加。
老化时间的变化，样本电气强度会因介质损耗的程度增大而减小，使环氧树脂的绝缘性能减小。
关键词：热老化；干式变压器；环氧树脂；介电性能干式变压器具有环保性好、装置简单、绝缘性强等优势，目前被我国广泛应用在中、低压的配电网上，但其内部导热效果差，会极大影响其运作。
而环氧树脂是干式变压器的主要绝缘材料，由于持续承受变压器内部的热量，直接影响其绝缘性能，进而影响干式变压器工作的稳定。
介电性能的好坏是测试绝缘材料性能的重要参考目标。
所以环氧树脂的介电性能对干式变压器绝缘性能的评价具有很强的现实意义。
目前国内外在对环氧树脂的介电性能研究中，主要把关注焦点放在了改性材料对介电性能影响上。
而本文将会从环氧树脂绝缘材料自身的介电性能方面进行研究，利用环氧树脂样本的老热化实验，研究环氧树脂的介电性能与击穿性能的关系[1]。
1环氧树脂样本实验1.1样本材料选取与制作取定量的环氧树脂，放入处理后的三口容器中，用搅拌的方法使其温度达到6O℃，后依照质量100：90：10：1 的比例放入环氧树脂、固化剂、增韧剂和促进剂，混合搅拌60分钟，再利用超声波震荡1/2小时，最后真空除气泡。
利用同样震荡方法和时间清除模具表面杂质，后恒温烘干60分钟，在其冷却到室温后，覆盖PVA水溶膜。
接着将样本引入模具内，以90℃和110℃的恒温分别固化120分钟。
冷却后，取出样本，利用热水去除样本表面的水溶膜，通过打磨和清洗，在进行烘干，这样直径3cm，厚度0.1cm的圆片样本就得到了。
SCB11-2000环氧树脂浇注干式电力变压器
SCB11-2000/10环氧树脂浇注干式电力变压器SCB11-2000/10环氧树脂浇注干式变压器采用优质材料、配方科学采用先进的生产检测设备按严格的工艺生产而成。
具有可靠性高，使用寿命长的特点。
根据不同的使用环境，可配置不同防护等级的外壳或不配外壳。
适用于高层建筑、商业中心、机场、隧道、化工厂、核电站、船舶等重要或特殊环境。
SCB11-2000/10干式变压器性能特点【绝缘性能强】：环氧树脂浇注的SCB11-2000/10干式变压器具有18~22KV/的绝缘击穿场强,且与电压等级相同的油浸变具有大致相同的雷电冲击强度。
【抗短路能力强】：产品拥有环氧树脂的材料特性,而且绕组是整体浇注,经加热固化成型后或为一个刚体,所以SCB11-2000/10干式变压器机械强度很高,经突发短路试验证明,浇注式变压器因短路而损坏的极少。
【防灾性能突出】：环氧树脂难燃、阻燃并能自行熄灭,因此采用了这种特殊材料的SCB11-630/10干式变压器不致引发爆炸等二次灾害。
【环境性能优越】：SCB11-2000/10干式变压器可在大气污秽等恶劣环境下也能可靠地运行,甚至可在100%湿度下正常运行,停运后无需干燥预热即可再次投运，是较之浸渍式干变的突出优点之一，而且环保无污染。
【免维护】：SCB11-2000/10干式变压器均采用的是智能信号温控系统,可自动监测并同屏显示相绕组各自的工作温度,可自动启动、停止风机,并有报警、跳闸等功能设置。
【体积小、重量轻】：SCB11-2000/10干式变压器体积小,重量轻,占地空间少,安装费用低环保节能SCB11-2000/10干式变压器特点：1）、高压绕组导体采用高导电率的无氧铜箔，匝间绝缘采用F级绝缘材料，绕组内外均用进口玻璃网格板做骨架。
铜箔连同匝绝缘在高压箔绕机上一次编程，微机控制，激光定位，引出线用氩弧焊自动焊接，分段绕制而成，然后置于模中，在真空下用带填料的树脂浇注成型。
浅谈环氧树脂干式变压器的应用
浅谈环氧树脂干式变压器的应用作者：李辉来源：《城市建设理论研究》2013年第22期摘要：本文结合笔者多年的工作经验，主要对环氧树脂浇注干式变压器进行了探讨分析。
关键词：环氧树脂干式变压器特点中图分类号：TM4 文献标识码：A 文章编号：环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，且具有优越的电气性能，后来逐渐为电工制造业所采用。
自从1964年德国制造出首台环氧浇注式干变后，这项技术在欧洲发展得很快，并不断推出各种新的专利制造技术，这些技术也不断推向世界。
由于我国的干变制造技术主要是从德国等欧洲国家引进的，所以迄今全国生产的干式变压器中，绝大多数都是环氧浇注式。
这里应当强调的是:由于环氧树脂比起空气和变压器油来具有很高的绝缘强度，加之浇注成型后又具有机械强度高以及优越的防潮、防尘性能，所以特别适合于制造干式变压器。
早期的环氧浇注式干变为B级绝缘，目前国内产品大多数均为F级绝缘，也有少数为H级绝缘的。
1环氧树脂干式变压器应用特点;;;;环氧树脂是难燃、阻燃、自熄的固体绝缘材料,安全、洁净。
同时是经过40多年已经验证的具有可靠的绝缘和散热技术的固体绝缘材料。
;1.1环氧树脂干式变压器结构特点;;;（1）高、低压绕组全部采用铜带(箔)绕成;（2）高、低压绕组全部在真空中浇注环氧树脂并固化,构成高强度玻璃钢体结构;（3）高、低压绕组根据散热要求设置有纵向通风气道;（4）线圈内、外表面由玻璃纤维网格布增强;（5）绝缘等级有Ｆ、Ｈ级;（6）环氧树脂干式变压器体积小、重量轻。
环氧树脂干式变压器上可安装温度显示控制器,对变压器绕组的运行温度进行显示和控制,保证变压器正常使用寿命。
其测温传感器ＰＴ100铂电阻插入低压绕组内取得温度信号,经电路处理后在控制板上循环显示各相绕组温度。
它具有温度设定功能,手动/自动启停风机,发出故障、超温声光信号报警和超温自动跳闸等功能,具有国家规定的抗电磁干扰能力。
干式变压器环氧树脂的电热老化若干问题探讨
干式变压器环氧树脂的电热老化若干问题探讨摘要：近年来在中低压配网中树脂浇注式干式变压器的应用越来越广泛，其绝缘强度高，环境性能优越，以及安装维护简单等优点，给电力系统的稳定运行带来一定的保障。
环氧树脂作为干式变压器的重要绝缘材料，长期承受着变压器内部热和电的作用，容易电热老化的问题备受关注，也是电力行业相关从业人士比较注重的一大课题。
关键词：干式变压器；环氧树脂；电热老化；状态评估随着目前城市大规模的输电网建设，干式变压器在现代电力系统网络中的应用不断提高，在城市配网系统中发挥着越来越重要的作用。
然而环氧浇注式干式变压器绝缘材料主要为环氧树脂，在长期电热的作用下，干式变压器绝缘材料逐渐发生老化，直接影响了干式变压器的可靠性。
在现有标准中将质量损失作为环氧老化的参考量，而在实际运行变压器中测量其绝缘材料的质量损失缺乏实际操作性，因此有必要利用新的特征参量来评估该材料的老化状态，继而实现对干式变压器的绝缘老化状态评估。
因此，本文将结合试验对干式变压器环氧树脂的电热老化相关问题进行分析和探究。
一、材料与试样制备（1）材料：双酚A型环氧树脂E51：环氧值0.48~0.54；酸酐类固化剂：4-甲基四氢苯酐，分子量166.17；促进剂：咪唑（R706）；增韧剂：邻苯二甲酸二丁酯，分子量278.35。
（2）试样制备：称取一定量的环氧树脂E-51加入到三口烧瓶中，搅拌升温至60℃，再按质量比为100∶90∶10∶1的比例加入环氧树脂(E-51)、固化剂、增韧剂与促进剂。
采用搅拌机搅拌1h，再用超声波振荡器振荡0.5h，最后放入真空罐中抽真空除气泡。
将模具采用超声波振荡0.5h，除去模具表面的杂质，然后在80℃恒温箱中烘干1h，待模具冷却到室温，在模具试样槽内涂抹脱模剂。
为增强脱模效果，在模具试样槽上平整覆盖一层PVA水溶膜。
将配置好的环氧树脂用玻璃棒引流倒入模具试样槽内，放入恒温箱中在90℃和110℃分别固化2h。
环氧树脂浇注干式变压器局部放电原因分析和控制
环氧树脂浇注干式变压器局部放电原因分析和控制摘要：环氧树脂浇注干式变压器作为配电网中的关键设备，近二十几年来，10kV~35kV干式变压器的应用已经日益广泛，干式变压器的安全可靠性对电网系统的可靠运行具有重要的意义。
局部放电的指标试验逐步被客户越来越重视，是影响干式变压器安全可靠运行最重要的因素之一，越来越多的客户在订货时都对局部放电量提出十分高的要求，如何控制好干式变压器的局部放电量，特别是对35kV及以上的产品，成为各厂家共同的难题。
本文中笔者分析了环氧浇注干式变压器局部放电的机理，对产品的危害和控制措施进行了探讨和评估。
关键词：干式变压器；局部放电；原因分析；控制；改进措施引言：文章简单地从局部放电产生的机理进行分析，从干式变压器的结构和绝缘特点入手，探讨了产生局部放电的可能性原因。
通过相应的试验特征及波形，分析了各种不同的放电情形。
阐述如何从产品设计、结构、工艺、生产过程中控制好局部放电量，确保产品的可靠性，为电网提供安全可靠产品，保证电网的安全运行。
1. 局部放电的危害在固体浇注式绝缘中往往更易潜伏工艺性的局部缺陷，这些缺陷是一般的交流耐压试验时无法检测到的，同时现场局部放电试验由于场地等原因几乎不可能进行，导致不利于及时发现和消除隐患，给变压器安全运行带来了隐患。
局部放电量很微弱，靠人的直觉感觉，如眼观耳听是察觉不到的，只有灵敏度很高的局部放电测量仪器才能把它检测到。
单个放电能量很小，对变压器等电气设备的绝缘强度并不会造成严重影响或危害，但长期运行时，局部放电会逐步扩大，并产生不良化合物，使绝缘慢慢损坏，日积月累，最后可导致整个绝缘被击穿，发生突发性故障。
局部放电有多种放电类型，其中一种是发生在绝缘表面的局部放电形式，若能量较大，在绝缘体表面留下放电痕迹时，则影响变压器的寿命。
还有一种是放电强度较高，发生在气穴或尖角电极上，集中在少数几点的局部放电形式为腐蚀性放电，此放电能深入到绝缘纸材料的内部，造成绝缘强度下降，最终导致击穿。
分析变压器绝缘老化分析及其寿命管理
分析变压器绝缘老化分析及其寿命管理摘要：变压器的绝缘老化是一个长期的过程，因此，变压器的寿命管理是一个复杂的工程。
变压器的绝缘老化是一个复杂的过程，其中包括绝缘材料的老化绝缘表面损伤等。
从变压器绝缘材料老化角度分析，包含电老化、热老化和其他情况下的老化，这些因素对变压器寿命均有一定影响，绝缘状态是影响变压器寿命的决定性因素,温度也是影响绝缘状态的主要因素之一。
本文分析了变压器绝缘材料老化的原因并提出了相应对策，以为企业提供参考。
关键词：变压器；绝缘老化；寿命管理变压器是电力电子装置中的重要设备，在电力电子装置中中承担着电能的变换、传递和分配等任务，其安全性和可靠性是保证电力电子装置安全运行的重要条件。
传统意义上，变压器是一种电气绝缘设备，它主要是依靠电介质实现变压器内部绝缘结构之间的电气连接。
在实际工作过程中，变压器的绝缘材料在使用一段时间后会逐渐老化，绝缘强度也会随之降低，最终导致变压器绝缘性能下降。
因此，为了保证变压器安全可靠地运行，需要对变压器的寿命进行管理，在保证变压器安全可靠运行的同时，还要降低变压器的维修成本，从而保证电力电子装置的安全可靠运行。
一、影响变压器寿命的因素分析影响变压器寿命的因素较多，包括运行温度、湿度、电气应力、绝缘材料老化等，在各种因素中，老化是导致变压器寿命缩短的主要原因。
此外，变压器绝缘材料中存在的缺陷也会导致变压器寿命缩短，例如：绝缘材料中存在气泡或裂缝时，会导致其电气性能下降，最终降低变压器寿命[1]。
因此，对于电力电子装置来说，在设计变压器时，需要对影响其寿命的因素进行考虑：1.变压器本体温度升高会加速绝缘材料的老化速度；2.运行温度的升高也会导致绝缘材料内部应力增加；3.高电压条件下运行时产生的电压也会对绝缘材料造成损伤；4.电力电子装置电路中存在大量的谐波，这些谐波在电路中传输时会引起电压波形畸变，导致绝缘材料老化加快。
二、阻止变压器绝缘老化的措施（一）防止过负荷运行当变压器在过负荷运行时，绕组和铁心的温度都会明显升高，导致绝缘性能下降，而环氧树脂的绝缘性能也会受到影响。
SCB10-1600KVA10KV环氧树脂浇注干式变压器 3
SCB10-1600KVA/10KV/0.4KV环氧树脂浇注干式变压器SCB9型、SCB10、SCB11型低噪音低损耗型树脂绕注线圈干式变压器。
由于先进的设计、优质的材料、科学的配方、严格的工艺和高标准的检测，使产品具有如下特点：1. 高压绕组用铜线，低压绕组用铜线或铜箔绕制，玻璃纤维毡填充包绕，真空状态下用不加填料的环氧树脂浇注，固化后形成坚固的圆筒形整体，机械强度高，局部放电小，可靠性高。
2. 阻燃、防爆、不污染环境。
缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料具有自熄特性，不会因短路产生电弧，高热下树脂不会产生有毒有害气体。
3. 线圈不吸潮，铁心夹件优特殊的防蚀保护层，可在100%相对湿度和其它恶劣环境中运行。
间断运行无须去潮处理。
4. 抗短路、雷电冲击水平高。
5. 线圈内外侧树脂层薄，散热性能好。
冷却方式一般采用空气自然冷却。
对于任何防护等级的变压器，都可配置风冷系统，以提高短时过载能力，确保安全运行。
6. 体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低，不须考虑排油池、防火消防设施和备用电源等。
7. 损耗低，节电效果好，运行经济，可免维护。
8. 因无火灭爆炸之虞，可分散安装在负荷中心，充分靠近用火点，从而降低线路造价和节省昂贵的低压设施费用。
环氧树脂浇注干式配电变压器绝缘性能好，高、低压线圈均采用无氧化铜箔绕,圈绕层间采用F级绝缘材料，内外用玻璃网格板加强，所有引线采用氩弧焊接，在高真空下用环氧树脂浇注而成。
所采用的环氧树脂性能好，抗裂，耐高温，机械强度高，寿命长。
阻燃、防潮、防爆无污染安全，难燃防火，无污染，。
抗短路能力强，耐雷电冲击水平高。
免维护、安装简便、综合运行成本低。
产品体积小、噪声低。
各绕组在运行中都有温度自动监测和保护报警装置。
在强迫风冷时可使额定容量超40%左右。
可以广泛应用于高层建筑、车站、机场、码头、地铁、电厂等重要场所的输配电系统,它是最理想的供配电设备。
加工定制：是应用范围：电力频率特性：低频电源相数：三相铁心形状：E型冷却形式：干式防潮方式：灌封式冷却方式：风冷式外形结构：立式电压比：10000（V）额定功率：50（KVA）SCB10-1600KVA/10KV环氧树脂浇注干式变压器型号参数规格商标华恒型号SCB10-1600KVA结构形式环氧树脂浇注干式电力变压器绕组数三相规格容量1600KVA 电压等级10-0.4(KV)冷却方式AN/AF 调压方式无励磁调压联接组标号Dyn11/Yyn0 短路阻抗6%SCB10-1600KVA干式变压器执行标准。
浅析树脂浇注干式变压器的热老化问题
－
２ 热老化研究 的计算方法
国 际 电 工 委 员 会 （ｎｅｎｔ ｎｌＥｅｔ ｔｃｎｅｌ ｏ ｉｓ ｎ Ｉ Ｃ） Ｉｔｒａｉ ａ ｌ ｒ ｅｈ ｉａ Ｃ ｍｍ ｓｉ ．Ｅ ｏ ｃｏ Ｋ表示 化学反应 的速率 ， Ｅ表示 活化性能 ． Ｒ表示 气体常数 ． Ｔ表示热力学绝对温度 ， Ａ为固定常数 ， 中 Ａ ７１ｘ ０ 其 ＝ ．５ １ 。 该方法采用关 系斜率法 ． 当需要进行诊断 的失效标准 与被检 测物 体的分子变化存 在一定 的影响关 系时 ．这种加速模式 就被认 为有 效。 由这个公 式可以看出 ．绝缘 材料的化学反应 速率与时间 Ｔ成正 比关 系。 ３４ 试验过程 ． 该试验需要 电光分析天平 、 高温烘箱 以及 超声清洗槽 ． 取标 准样 品 ３ 例并且按序号进行标记 ． ２ 将样 品在超声波 中用无水酒精和丙酮 进行 清洗 ． 洗净样本外 表的污渍 ． 清洗过 的样本放人 １０ 烘箱 内 将 ２度 烘干两小时 ： 将样本等分为两组 ， 放人 １ ０ 异族 ７ 度烘箱 内， 另一组放人 １５ ５ 度烘箱 内， ７ 隔 天后将样本取 出冷却后并称重。
料的组要成 分． 这些组成原 料均为高分子材料 ， 这些材料 的最 大特点 是受温度变化 的影响 比较显著 ， 特别是 当温度变 化较大时 ， 这些 材料 的物理性能会被损 害并逐渐失去作用 。 本文研究 的热老化问题采取的 是上述介绍的第三种方法 ． 照 Ｉ Ｃ ０ ７ — ２ 准对 干式 变压 器的绝 按 Ｅ ６０６ １ 标 缘材料进行相关的热老化试验 ． 研究从分析分析树脂 的特性以及老化 机理出发 ． 通过试验获得绝缘材料 的相关数据。 热量是干式变 压器产生能耗丢失 的主要形式 ． 这些热量会 升高绝 缘材料的温度。当温度达到一定 的程度 时， 绝缘 材料本身会发生裂解 的现象 ． 因此逐渐升高温度会加速绝缘材料 的老化速度。如果绝缘材 料 的质 量或选择达不 到绝缘等级 的要求， 使绝缘 寿命缩短 ． 就会 即绝 缘 的机械 、 电气性能逐渐变坏 ， 此过程 即为热老化 。 ３ 试验 的假设条件 ． ２ 在采用公司计算值钱 ． 首先要对模型进行异性 的假设 ： １绝缘材料的分子结构呈 均匀分布 ： ） ２ 热反应过程是一个 均匀变化过程 ． ） 其结构发 生的化 学变 化等均 是一级化学反应 在这种 化学反应下 ． 其低分子量 降解 产物的释放量 及挥发 由于基本上是微 不足道 因此可 以忽略不计 ３ 改老化反应是不可逆反应 。 ） ３３ 热老化的试验分析 － 变压器运行所损耗 的热能 ，通过传导给绝缘材料 而转化 成动能 ． 动能 的不断增加使得绝缘 材料 的分子运动速度 不断加 快 ． 这种情况使 得分 子之间碰撞和分解 的 比例提升 ．在这个 过程 中分子不 断吸收热 量。 根据 阿列尼乌斯在热环境下化学反应 速度公式可计算绝缘材料的
iData_环氧树脂热氧老化实验研究_郭永基
ISSN 1000-0054C N 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J Tsinghua Univ (Sci &Tech ),2000年第40卷第7期2000,Vol .40,No .71/330103环氧树脂热氧老化实验研究*郭永基, 颜 寒, 肖 飞(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084) 收稿日期:1999-09-06 作者简介:郭永基(1934-),男(汉),广东,教授 *基金项目:教育部博士点专项科研基金(1999000347)文 摘:为了评估干式变压器的寿命,必须研究环氧树脂的老化机理。
介绍了环氧树脂样品的热氧老化加速寿命试验的原理和方法。
文中试品采用60mm ×15mm ×6mm 的长方体。
用热质量损失作为描述老化特性的性能指标。
通过加速寿命实验研究,求得在设定温度为170℃及155℃条件下,样品热质量损失与暴露时间的关系曲线,及求得质量损失达到3.4%时,老化时间分别为3600h 和28000h ,温度指数为160℃。
并发现,在同一暴露时间,热质量损失服从正态分布。
关键词:环氧树脂;热氧老化;暴露时间;加速寿命试验中图分类号:T M 412文献标识码:A文章编号:1000-0054(2000)07-0001-03 干式变压器的寿命及老化机理是备受用户关注的问题。
干式变压器主要由铁芯、高压线圈、低压线圈、环氧树脂绝缘4个部件组成。
其中从可靠性的角度看,最弱的部件是环氧树脂绝缘件。
该文主要研究环氧树脂试件的老化机理,进行热氧老化实验研究,测定热氧老化引起的质量损失与老化时间的关系曲线,以及温度指数。
通过本文的研究,为环氧树脂绝缘变压器的寿命估计进行理论准备和实验研究方法的准备。
1 环氧树脂的失效指标高分子材料(包括树脂、塑料、橡胶、纤维等)在加工、储存和使用过程中,由于受到内外因素的综合作用,性能逐渐变坏以致最终失去使用价值的全过程,称为老化。
scb10-800kva10kv环氧树脂浇注干式变压器6
SCB10-800KVA/10KV/0.4KV环氧树脂浇注干式变压器SCB9型、SCB10、SCB11型低噪音低损耗型树脂绕注线圈干式变压器。
由于先进的设计、优质的材料、科学的配方、严格的工艺和高标准的检测，使产品具有如下特点：1. 高压绕组用铜线，低压绕组用铜线或铜箔绕制，玻璃纤维毡填充包绕，真空状态下用不加填料的环氧树脂浇注，固化后形成坚固的圆筒形整体，机械强度高，局部放电小，可靠性高。
2. 阻燃、防爆、不污染环境。
缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料具有自熄特性，不会因短路产生电弧，高热下树脂不会产生有毒有害气体。
3. 线圈不吸潮，铁心夹件优特殊的防蚀保护层，可在100%相对湿度和其它恶劣环境中运行。
间断运行无须去潮处理。
4. 抗短路、雷电冲击水平高。
5. 线圈内外侧树脂层薄，散热性能好。
冷却方式一般采用空气自然冷却。
对于任何防护等级的变压器，都可配置风冷系统，以提高短时过载能力，确保安全运行。
6. 体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低，不须考虑排油池、防火消防设施和备用电源等。
7. 损耗低，节电效果好，运行经济，可免维护。
8. 因无火灭爆炸之虞，可分散安装在负荷中心，充分靠近用火点，从而降低线路造价和节省昂贵的低压设施费用。
环氧树脂浇注干式配电变压器绝缘性能好，高、低压线圈均采用无氧化铜箔绕,圈绕层间采用F级绝缘材料，内外用玻璃网格板加强，所有引线采用氩弧焊接，在高真空下用环氧树脂浇注而成。
所采用的环氧树脂性能好，抗裂，耐高温，机械强度高，寿命长。
阻燃、防潮、防爆无污染安全，难燃防火，无污染，。
抗短路能力强，耐雷电冲击水平高。
免维护、安装简便、综合运行成本低。
产品体积小、噪声低。
各绕组在运行中都有温度自动监测和保护报警装置。
在强迫风冷时可使额定容量超40%左右。
可以广泛应用于高层建筑、车站、机场、码头、地铁、电厂等重要场所的输配电系统,它是最理想的供配电设备。
加工定制：是应用范围：电力频率特性：低频电源相数：三相铁心形状：E型冷却形式：干式防潮方式：灌封式冷却方式：风冷式外形结构：立式电压比：10000（V）额定功率：50（KVA）商标华恒型号SCB10-800KVA结构形式环氧树脂浇注干式电力变压器绕组数三相规格容量800KVA 电压等级10-0.4(KV)冷却方式AN/AF 调压方式无励磁调压联接组标号Dyn11/Yyn0 短路阻抗6%SCB10-800KVA干式变压器执行标准。
环氧树脂绝缘干式变压器的设计
环氧树脂绝缘干式变压器的设计摘要：环氧树脂绝缘干式变压器具有绝缘性强、重量轻、能耗低的特点，应用范围十分广泛。
优化此类变压器的设计制造流程对于提高生产效率和设备稳定具有重大意义。
由于高聚物新材料的不断发展，我们注意到环氧树脂（EP）有着良好的电绝缘性能，所以被广泛地用于干式变压器的制造生产。
这种类型的变压器其线圈外环绕着一层EP，隔绝内部线圈与空气，从而有着优异的电绝缘性以及防水防潮等性能，从而能够减少对电气设备的常规维修次数，这类变压器也在电网改造中得到了大量的运用，广泛地运用于楼层建筑、医院、工厂核电站等多种有着严格的防火防爆要求的场所。
本文针对环氧树脂浇注干式变压器外绝缘以及内绝缘结构的设计，通过对环氧树脂的绝缘老化特性分析，进行干式变压器套管以及避雷器的合理选择，以满足变压器出厂前的工频交流耐压、操作冲击电压以及雷电过电压测试，为高电压技术创新提供支持。
关键词：环氧树脂绝缘干式变压器；ＳＣＢ１０－１６００／１０；电磁理论；电磁参数1环氧树脂的特性EP作为一种不导电且有着优异散热功能的固态高分子材料。
由于其中包含有化学性能活泼的环氧基，能够与多种固化剂实现交联，且交联后的产物有着良好的机械性能、电气特性和绝缘性能。
2 环氧树脂浇注干式变压器的外绝缘设计2.1 环氧树脂浇注变压器套管的选择干式变压器套管采用由玻璃纤维浸渍的环氧树脂绝缘材料制成。
玻璃纤维增强缠绕，抗弯强度高，机械性能优异。
硅橡胶复合外套防污性能优异，无须定期维护，使用寿命长，运行成本低。
2.2 环氧浇注干式变压器的内部绝缘设计环氧浇注干式变压器的绕组选择，有关设计参数如下：高压侧电压为110kV，低压侧为10kV，容量为20MVA，绝缘耐热等级为F级。
3 环氧树脂浇注干式变压器的绝缘老化分析环氧树脂的老化分为电应力老化和热应力老化，环氧树脂的电应力老化是由于生产制造时的微小缺陷，在电场作用下时，电场强度会集中分布这些微小缺陷上，当电场强度高于某一数值时，细微的缺陷就会导致出现局部放电，这一情况会使得绝缘层被腐蚀，从而破坏其结构。
环氧浇注变压器寿命设计及保障
ΔTI－温度指数及HIC－半差：是根据IEC216标准来衡量材料的长久耐热性的两个指标，其基本定义的内涵是：通过高温加速热老化试验，采用数学处理外推的方法，获得某性能衰减并失效的判据下材料寿命时间为20000h对应的温度点；HIC是在相同的失效判据前提下，寿命时间缩短或延长一倍时对应的老化温度的变化值，通俗讲是造成半衰期需要的温差。
H
180200ຫໍສະໝຸດ 200220220
250
250
表1
标准如是说：“由于习惯上的原因，目前无论对绝缘材料、绝缘结构和电工产品均笼统地使用“耐热等级”这一术语。但今后的趋势是，对绝缘材料推荐采用“温度指数”和“相对温度指数”这两个术语；对绝缘结构则推荐采用“鉴别标志”这个术语，绝缘结构的“鉴别标志”只和所设计的特定产品发生联系；而对电工产品则保留采用“耐热等级”这个术语。”
0.3-0.4 /1.3-1.7
2-3 /8-10
相对介电常数εr
23±2℃/ 100±2℃
3-3.5 /3.3-3.7
3.5-4.3 /5.4-5.8
体积电阻率ρ
Ωcm
23±2℃/ 100±2℃
1016/1014
1016/1015
表2材料温度效应
3.“时温等效”原理－有机物普遍遵循的生命法则。
对有机高分子材料组成的绝缘结构，实践证明都遵循Arrhenius定律，即著名的"时温等效"原理，简言之就是：对特定的有机高分子材料或结构，其寿命时间t的对数和材料承受的绝对温度的倒数存在线性关系。所以材料承受温度每下降（或上升）寿命半差温度HIC，其寿命相应延长（或缩短）一倍。不同的材料按相同的诊断因子或相同的材料按不同的诊断因子得到的半差HIC不同，环氧树脂体系一般为10℃左右，也称10度法则。由此，可以利用高温加速老化进程获得的数据来推测实际低温运行时的寿命，从而评估电工产品的热寿命。
SCB10-2500KVA10KV环氧树脂浇注干式变压器 2
SCB10-2500KVA/10KV/0.4KV环氧树脂浇注干式变压器SCB9型、SCB10、SCB11型低噪音低损耗型树脂绕注线圈干式变压器。
由于先进的设计、优质的材料、科学的配方、严格的工艺和高标准的检测，使产品具有如下特点：1. 高压绕组用铜线，低压绕组用铜线或铜箔绕制，玻璃纤维毡填充包绕，真空状态下用不加填料的环氧树脂浇注，固化后形成坚固的圆筒形整体，机械强度高，局部放电小，可靠性高。
2. 阻燃、防爆、不污染环境。
缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料具有自熄特性，不会因短路产生电弧，高热下树脂不会产生有毒有害气体。
3. 线圈不吸潮，铁心夹件优特殊的防蚀保护层，可在100%相对湿度和其它恶劣环境中运行。
间断运行无须去潮处理。
4. 抗短路、雷电冲击水平高。
5. 线圈内外侧树脂层薄，散热性能好。
冷却方式一般采用空气自然冷却。
对于任何防护等级的变压器，都可配置风冷系统，以提高短时过载能力，确保安全运行。
6. 体积小，重量轻，占地空间少，安装费用低，不须考虑排油池、防火消防设施和备用电源等。
7. 损耗低，节电效果好，运行经济，可免维护。
8. 因无火灭爆炸之虞，可分散安装在负荷中心，充分靠近用火点，从而降低线路造价和节省昂贵的低压设施费用。
环氧树脂浇注干式配电变压器绝缘性能好，高、低压线圈均采用无氧化铜箔绕,圈绕层间采用F级绝缘材料，内外用玻璃网格板加强，所有引线采用氩弧焊接，在高真空下用环氧树脂浇注而成。
所采用的环氧树脂性能好，抗裂，耐高温，机械强度高，寿命长。
阻燃、防潮、防爆无污染安全，难燃防火，无污染，。
抗短路能力强，耐雷电冲击水平高。
免维护、安装简便、综合运行成本低。
产品体积小、噪声低。
各绕组在运行中都有温度自动监测和保护报警装置。
在强迫风冷时可使额定容量超40%左右。
可以广泛应用于高层建筑、车站、机场、码头、地铁、电厂等重要场所的输配电系统,它是最理想的供配电设备。
加工定制：是应用范围：电力频率特性：低频电源相数：三相铁心形状：E型冷却形式：干式防潮方式：灌封式冷却方式：风冷式外形结构：立式电压比：10000（V）额定功率：50（KVA）SCB10-2500KVA/10KV环氧树脂浇注干式变压器型号参数规格商标华恒型号SCB10-2500KVA结构形式环氧树脂浇注干式电力变压器绕组数三相规格容量2500KVA 电压等级10-0.4(KV)冷却方式AN/AF 调压方式无励磁调压联接组标号Dyn11/Yyn0 短路阻抗6%SCB10-2500KVA干式变压器执行标准。
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环氧树脂浇注式干式变压器老化及寿命的探究摘要：本文针对成都市自来水有限责任公司某站干式变压器运行温度高的现象，收集运行数据，进行实例计算，估算其老化率、预期寿命，提供出一种工况评估的方法。
关键词：干式变压器；老化率；预期寿命1 背景我司某站配电系统采用两台630kVA环氧树脂浇注式干式变压器分列运行，在实际运行中1号变压器运行温度高，夏季高峰时段低压配电间室温达40℃，变压器运行温度接近140℃，发出高温报警。
电力变压器作为配电系统中的重要设备，其工作状态、运行情况直接影响工厂的生产和安全，相较油浸式变压器，干式变压器过载能力低，对负载率和环境温度更加敏感，当出现高温报警时，我们需提高警惕，着重检查干式变压器本体及外围设备工况，内部是否已老化，造成发热异常。
2 干式变压器老化机理2.1干式变压器组成干式变压器的基本结构通常包括铁芯、低压绕组、高压绕组。
绕组之间及端部的绝缘采用环氧树脂，在铁芯与高低压绕组间设有气道，用于散热。
此外，根据不同的使用环境和要求，可为干式变压器安装不同防护等级的外壳，同时，对于容量较大的干式变压器，绕组底端还会安装强排风机加强散热。
无论是干式还是油浸式变压器，冷却装置都是一个重要组成部分。
变压器容量越大，对冷却装置的需求越高，油浸式变压器采用变压器专用油进行内部冷却，由于绕圈完全浸没在油中，其散热效果较好。
而环氧树脂浇注式干式变压器普遍采用自然冷却或者强迫风冷进行散热，与油浸式变压器相比，其绝缘介质散热性能较差。
所以，干式变压器故障的一个主要原因就是绕组温度超过绝缘限制温度，导致绝缘层遭到破坏，因此，干式变压器的运行安全与其正常使用寿命在很大程度上取决于高低压绕组的绝缘介质的安全可靠性。
所以，研究变压器老化机理就需要了解绝缘介质环氧树脂的物理化学特性。
2.2环氧树脂材料的特性环氧树脂是一种重要的热固性塑料，是一种高分子材料，其结构见图1。
图1环氧分子结构环氧分子具有其特殊的分子结构，使其固化后具有良好的物理、化学性能，其主要表现在力学性能好、附合力好、固化收缩率低、极佳的电绝缘性、耐热性强等方面。
基于以上环氧树脂的优点，以及其物理化学特性，该材料已广泛应用在干式变压器上，并且技术已经相当成熟。
2.3小结干式变压器的绝缘层主要由环氧树脂、固化剂、促进剂、增塑剂、色浆、硅微粉等组成，这些材料中大部分为高分子材料，他们在加工、存储、使用过程中会受到各种环境因素的综合影响，性能逐渐变差，最后丧失功能。
这就是高分子材料老化过程，同时也是环氧树脂的老化过程。
环氧树脂的老化是由内部因素和外部因素共同影响的。
内部因素主要由构成高分子材料的内部分子键成分决定，外部因素是指所处的外界环境因素，例如环境中光、热及空气中的含氧量和湿度等，这些都是影响环氧树脂老化的重要因素。
3 干式变压器的使用寿命3.1环氧浇注干式变压器使用寿命影响因素环氧浇注干式变压器使用寿命的影响因素主要有热老化、电老化、机械老化、环境老化，这些都是变压器内外部因素的变化诱发材料发生老化。
决定变压器绝缘树脂热老化的重要因素是在实际运行过程中所处的热环境以及其所承受负载的多少，而绝缘树脂的热老化又是影响环氧浇注干式变压器使用寿命的关键因素。
绝缘树脂热老化的形成主要取决于最热点的温度和各种载荷以及不同环境温度下的每个最热点温度。
正常预期变压器寿命值通常是以设计的环境温度和额定运行条件下的连续工况为基础的，当负载超过铭牌额定值或环境温度高于规定环境温度时，变压器将承受一定程度的风险，并且老化加速。
3.2变压器预估寿命方法从绝缘起始状态（即绝缘状态是全新的）到正常运行中由于热老化、绝缘场强、短路应力或机械位移而导致电气故障危险高发的最终状态之间的全部时间，这一段时间称为变压器绝缘寿命周期。
经验表明，变压器的正常寿命为几十年，但难以对其进行更加准确的规定。
即使是完全相同的变压器，由于它们的运行条件各异，因此每台变压器的寿命也是不相同的。
除极少数情况外，变压器很少在整个寿命周期内在100%额定电流下运行。
对温升有影响的常见因素，如：冷却不充分、谐波、过励磁等以及其它非正常情况都将影响变压器的寿命。
研究变压器寿命及老化情况的方法主要分为试验、估算。
试验是指选取需要评估的变压器模拟实验模型，对其进行加速老化试验，采集实验品试验数据，对需要评估的变压器寿命进行统计推导，此类试验方法简单，但需要花费较高，同时周期较长。
估算是指采集需要评估的变压器运行数据对其寿命及老化率进行测算，进而推断其预期寿命。
本文主要是采用估算的方法，对干式变压器寿命进行评估。
3.3变压器预期寿命理论计算以SCB11-RL-630三维立体卷铁心环氧树脂浇注干式变压器为例，结合近年运行数据，对其理论寿命进行计算。
3.3.1数据选择针对前文提及该干式变压器的运行温度高的问题，我们尝试采用上述理论计算方法，对该变压器的老化率、寿命进行估算，从而评估其工况。
根据变压器名牌及相关资料，可确定该变压器2010年出厂，额定容量630kVA ，低压侧额定电流909A，H级绝缘，允许温升125K，绝缘系统温度为180℃，额定电流下绕组平均温升为100K，冷却方式为自然冷却与强迫风冷结合。
通过生产记录，我们选取2021年9月某日的数据，主要包括运行电流、负荷率、环境温度等，该日变压器负载率从15%到83%不等，变化范围宽，具有一定代表性，故选择其作为估算实例。
3.3.2计算过程以表3中21：00时刻进行计算。
（1）根据公式ΔθHSn= Z × ΔθWr×I n q计算：20：00时刻的最终热点温升：ΔθHSn=1.25 × 100 ×= 46.36℃21：00时刻的最终热点温升：ΔθHSn=1.25 × 100 ×= 83.80℃（2）根据公式τ =× ·计算：21：00时刻的时间常数：τ = × = 0.472（3）根据Δθt = （Δθu - Δθi）× [ 1 - exp（）] ＋Δθi计算：21：00时刻的暂态热点温升：Δθt =（ 83.80 - 46.3）× [ 1 - exp（）] ＋46.3 =79.30℃（4）根据公式T = 273 ＋θa＋ΔθHSn计算：21：00时刻的热力学温度：T = 273 ＋ 40＋79.30 = 392.30℃（5）根据公式L = a × exp（）计算：该型变压器理论寿命：L = 5.35×× exp（）= 177076.83h（6）根据公式k = 180 000 × a-1× exp（）计算：21：00时刻的老化率：k = 177076.83 × （5.35×）-1× exp（）=0.00120486 h/h通过以上计算步骤，就得到了9月某日21：00的老化率，以此可计算出全天的老化率，见表1。
表1 该日的老化率计算结果将表1中老化率绘制在图2中，形成24小时老化率变化曲线，该周期内的寿命损失为曲线下部的面积。
图2 该日的老化率曲线通过积分法、辛普森定律或图形计算软件，容易求出曲线下部面积为0.019358h，即在该24小时的负载周期内，损失了177076.83小时总寿命中的0.019358小时。
由图2老化率曲线走势可以看出，当变压器负载率低于55%时，其老化率趋近于0，负载率在80%左右时，老化率显著增加。
尽管如此，通过曲线下部面积求出的寿命损失也时相当小的，即0.019358小时，仅占变压器总寿命中很微少的一部分。
3.3.3全年寿命损失计算上节主要对某一天的老化率进行计算，由于生产负荷的变化，某一天的计算结果不能直接简单的推算全年的老化率，所以需要一年中不同季节的数据，这些生产数据需要尽可能多的覆盖生产负荷情况。
所以，根据生产记录，我们统计近两年，共48天数据，这些数据分布在每月初、月中，能够基本反应该变压器全年的运行情况。
通过历史数据，可将环境温度按季度进行取值，即1-3月取25℃，4-6月取30℃，7-9月取40℃，10-12月取30℃。
最后，通过计算得出，48天的寿命损失为2.278h。
3.4计算结果分析由上文计算结果可以看出，该变压器老化率很低，寿命损失其实并不大，这很大程度上是因为变压器的负载率不高。
假设存在满负荷及超负荷的情况，重新计算将得出很大的寿命损失，这势必将加速变压器老化，减少寿命。
我们再分析温度方面，可以由热力学温度换算出以℃为单位的理论温度，该温度值是结合变压器不同负载情况下，受前一时刻影响的变压器计算温度，有了这个温度值作为参考，我们可以将实际记录的变压器温度与之对比。
如果实际温度持续高于计算温度，可观察温度变化，判断变压器实际温升是否正常，从而判断变压器是否存在缺陷。
3.5本章小结虽然数据样本不是很充足，在整个计算过程中，环境温度、时间常数、经验常数等都做近似处理，但从计算结果不难看出，该变压器运行正常，温度高也在计算结果范围内，可推断其工况良好。
此过程无法预测短路、冲击、缺相等故障状况下的老化情况及寿命判断，但由假设计算结果可以看出，如果超负荷运行，会加速变压器老化，急剧缩短变压器使用寿命，同时，过负荷带来的大电流、高温升等对各连接元件机械性能、环境内其他设备运行都将带来不可预期的结果，所以，变压器负载率最好控制在90%以内，以延长变压器使用寿命，保证其可靠运行。
4结论与展望本文对环氧树脂浇注式干式变压器老化率及理论寿命的计算方法，具有较强的实践意义，参考此方法可对运行中的变压器工况进行评估，有助于专业技术人员研判设备性能。
同时，如果将算法写入自动化系统，借助各类传感器进行数据采集，可在后台系统中进行干式变压器工况的实时监测，生成图表，能够有效分析发展趋势，必要时进行报警，实现自动化运行，亦可推广到电力系统智能化建设中。
参考文献[1] 屈吕成.环氧浇注干式变压器寿命分析[C].硕士学位论文，2014[2] 刘志刚.树脂浇注干式电力变压器负载研究[C].硕士学位论文，2002[3] 陈炜煊.浅析树脂浇注干式变压器的热老化问题[J]. 科技信息，2012(27):89-90[4] 柳再本.干式变压器绝缘树脂老化实验[J]. 高压电器，2006(10):285-288[5] 陈杰.树脂浇注干式变压器热老化问题的分析[J]. 变压器，2012(3):14-16[6] GBT 1094.12-2013 电力变压器第12部分：干式电力变压器负载导则[S][7] GBT 1094.11-2007 电力变压器第11部分：干式变压器 [S]第一作者：陈亚运（1990—），男，本科，主要研究方向为电气工程及其自动化。