-变压器绝缘

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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－设计 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－冲击电压校验 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
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6 油浸式变压器绝缘：油－屏障绝缘 油浸式变压器绝缘：
绝缘层：在曲率半径很小的电极上包裹较厚的绝缘层， 绝缘层：在曲率半径很小的电极上包裹较厚的绝缘层，使绝缘表面的 最大场强明显降低，有利于提高整个间隙的工频和冲击击穿电压。 最大场强明显降低，有利于提高整个间隙的工频和冲击击穿电压。 引线对箱壁的油隙为100mm 100mm时 在裸线上包3mm厚绝缘层， 3mm厚绝缘层 例：引线对箱壁的油隙为100mm时，在裸线上包3mm厚绝缘层，击穿电 压提高1 压提高1倍。
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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－工频电压校验 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
放电量约10 放电量约10 －7～ 10－8 C 的放电在绝 缘表面形成 爬电痕迹 对高压油浸 变压器要求 在1.3及1.5 1.3及 倍相电压下 的局部放电 量分别不超 300pC及 过300pC及 500pC。 500pC。
某500kV油浸变压器，中部进线，主绝缘由0.5 500kV油浸变压器，中部进线，主绝缘由0.5 油浸变压器 mm瓦楞纸 小油道（4mm） 14层组成 计算： 瓦楞纸－ 层组成。 mm瓦楞纸－小油道（4mm）共14层组成。计算： 总纸层厚度9mm 总油层厚度56mm 9mm， 56mm， 1）总纸层厚度9mm，总油层厚度56mm，总等值 油隙距离69.5 mm。 油隙距离69.5 mm。 0.93， 径向场强E 2）K1＝0.93，K2＝1.35 径向场强Er： U Er = K1 K 2 = 0.93 ×1.35 × U / 69.5 = 0.018U d 3）全波冲击下饼间最大电位差为入浸波的 10.5％，该处油道宽12mm 则轴向场强Ea ％，该处油道宽12mm， Ea为 10.5％，该处油道宽12mm，则轴向场强Ea为： U = 49.75E Ea = 0.105 × U / 12 = 0.0087U 4）合成场强E为： 合成场强E
ε0 ∑ d0 + ε p
Ut
K1 K 2 K 3 ≤ Eb min
Байду номын сангаас
∑d
p
Ut：工频1分钟耐压 工频1 Ebmin：油隙最小击穿场强 d0、dp：油、纸层厚度 K1：绕组内外差异引入的电场集 中系数 K2：撑条引入的集中系数 K3：安全裕度
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干式变压器：无油、防火、防爆； 干式变压器：无油、防火、防爆； 环氧树脂干式变压器：35kV已挂网运行； 环氧树脂干式变压器：35kV已挂网运行； 已挂网运行 SF6气体绝缘变压器：更高等级，重量小、噪 气体绝缘变压器：更高等级，重量小、 音小、不易老化、耐湿耐污、承受过载能力小； 音小、不易老化、耐湿耐污、承受过载能力小； XLPE电缆绕制变压器 XLPE电缆绕制变压器
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6 油浸式变压器绝缘： 油浸式变压器绝缘： 油－屏障绝缘
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7 主 绝缘 －绕 组间 或绕 组对 铁芯 －结 构
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6 油浸式变压器绝缘－油纸绝缘 油浸式变压器绝缘－
油与纸配合使用， 油与纸配合使用，可以互 相弥补各自的缺点， 相弥补各自的缺点，显著 增强绝缘性能。 增强绝缘性能。 因纸纤维为多孔性的极性 介质，极易吸收水分。 介质，极易吸收水分。当 油浸纸板的吸湿量超过3 油浸纸板的吸湿量超过3～ 介电强度剧烈下降。 5％后，介电强度剧烈下降。 检修、 检修、投运前都要注意防 潮。
2 E = Er2 + Ea = 0.02U
5）此5mm油道在工频电压下最小击穿场强为 5mm油道在工频电压下最小击穿场强为 13kV/mm，全波冲击系数1.9 13kV/mm，全波冲击系数1.9 ，结构冲击击穿 电压为： 电压为：
U = 49.75 × 13 × 2 × 1.9 = 1738(kV )
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6 油浸式变压器绝缘－绝缘纸 油浸式变压器绝缘－
绝缘纸用硫酸盐木纸浆制成， 绝缘纸用硫酸盐木纸浆制成，含有许多气 透气性好、吸油性好。 隙，透气性好、吸油性好。 常用种类： 常用种类： 电缆纸：（0.08~0.12mm厚），导线绝缘、 电缆纸： 0.08~0.12mm厚），导线绝缘、 导线绝缘 层间绝缘和引线绝缘； 层间绝缘和引线绝缘； 电话纸：更薄，出线头和引线绝缘； 电话纸：更薄，出线头和引线绝缘； 皱纹纸：更柔软，出线头和引线绝缘； 皱纹纸：更柔软，出线头和引线绝缘； 绝缘纸板：绕组间的垫块、隔板、绝缘筒、 绝缘纸板：绕组间的垫块、隔板、绝缘筒、 角环； 角环； 绝缘成型件：直接用纸浆按电场形状制成 绝缘成型件：
6 油浸式变压器绝缘－变压器油 油浸式变压器绝缘－
1：工程变压器油有杂质、气泡、水分，介电强度远 工程变压器油有杂质、气泡、水分， 低于纯净油 2：受潮变压器油的击穿电压与温度关系密切 3：老化因素： 老化因素： 1）热老化：粘度增大，颜色变深，介损增大，油泥 热老化：粘度增大，颜色变深，介损增大， 增多， 增多，击穿电压下降 2）电老化：局部放电使油分子缩合成更高分子量的 电老化： 腊状物（影响散热），同时溢出气体（ ），同时溢出气体 腊状物（影响散热），同时溢出气体（使放电更易 发生） 发生）
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5 高压绕组绝缘结构基本特点
2
饼式：1）连续式： 饼式： 连续式：
绕法简单 纵向电容小，在雷电冲 纵向电容小， 击下各线饼间电压分布 很不均匀。 很不均匀。
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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－设计 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
原则： 工频1分钟及冲击耐压下不应发生油隙击穿或闪络； 原则：1）工频1分钟及冲击耐压下不应发生油隙击穿或闪络； 在工作电压下不出现有害的局放。 2）在工作电压下不出现有害的局放。 计算方法：重要部位用数值计算，绕组间、 计算方法：重要部位用数值计算，绕组间、绕组对铁芯用同轴圆 柱场分析。 柱场分析。 等效简化： 等效简化：按介电常数的比例将纸筒的总厚度折合成等值油隙距 离后估算油隙中的最大场强数值： 离后估算油隙中的最大场强数值：
5 高压绕组绝缘结构基本特点
1 圆筒式： 圆筒式：
绕制工艺简单； 绕制工艺简单； 层间电容大、对地 层间电容大、 电容小， 电容小，在冲击电 压下层间电压分布 较均匀； 较均匀； 但端面小，轴向固 但端面小， 定困难； 定困难； 层间油道长而窄， 层间油道长而窄， 不利于散热。 不利于散热。
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5 高压绕组绝缘结构基本特点
1：圆筒式
2：饼式 1）连续式 2）纠结式 3）连续－纠结式 连续－
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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－设计 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
油隙 最小 击穿 场强
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7 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－设计 主绝缘－绕组间或绕组对铁芯－
强油体积：处于90 90％～ 强油体积：处于90％～ 100％ 100％最大场强范围内的 油的体积。 油的体积。 油的介电强度与强油体 积有关：若油道越窄、 积有关：若油道越窄、 各处的强油体积减小， 各处的强油体积减小， 介电强度可明显提高。 介电强度可明显提高。
高电压绝缘技术
第九章： 第九章：变压器绝缘
1 变压器结构简介 铁轭 铁芯
低压绕组
A
高压绕组 高压引线
B
C
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2 变压器绕组
饼式结构
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6 油浸式变压器绝缘：油－屏障绝缘 油浸式变压器绝缘：
屏障：在绕组间、相间、对铁芯、 屏障：在绕组间、相间、对铁芯、对铁轭的油隙中宜放置尺寸较大 形状与电极相适应）的纸筒或纸板屏障，不但能阻止小桥形成， （形状与电极相适应）的纸筒或纸板屏障，不但能阻止小桥形成，而 且集聚在屏障上的空间电荷使屏障另一侧的电场变得均匀。 且集聚在屏障上的空间电荷使屏障另一侧的电场变得均匀。 多屏障：将油隙分隔成多个较短的油隙，则击穿场强更高， 多屏障：将油隙分隔成多个较短的油隙，则击穿场强更高，超高压变 压器常采用薄纸小油道。 压器常采用薄纸小油道。 纸筒总厚度占油隙总尺寸的30 40％； 30～ ％；超高压变压器采用瓦楞纸 例：纸筒总厚度占油隙总尺寸的30～40％；超高压变压器采用瓦楞纸
3 绝缘分类
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4 绝缘形式概况
目前最广泛：油浸纸； 目前最广泛：油浸纸；绝缘油起绝缘和散热双重作 93起事故中 绝缘事故占80％，其中匝绝缘 起事故中， 80％，其中匝绝缘43 用；93起事故中，绝缘事故占80％，其中匝绝缘43 ％、主绝缘23％、套管绝缘15 主绝缘23％、套管绝缘15％。 ％、主绝缘23％、套管绝缘15％。
5 高压绕组绝缘结构基本特点
2
饼式：1）纠结式： 饼式： 纠结式：
绕法复杂 纵向电容大，有利于 纵向电容大， 改善在雷电冲击下各 线饼间电压分布。 线饼间电压分布。 220kV及以上常采用 220kV及以上常采用 纠结式
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6 油浸式变压器绝缘：油－屏障绝缘 油浸式变压器绝缘：
分类：覆盖层、绝缘层、屏障（隔板、极间隙）。 分类：覆盖层、绝缘层、屏障（隔板、极间隙）。 覆盖层：在曲率半径较小的电极上覆盖绝缘材料或漆膜， 覆盖层：在曲率半径较小的电极上覆盖绝缘材料或漆膜，限制了泄漏 电流，阻止了杂质小桥的发展，使工频击穿电压提高， 电流，阻止了杂质小桥的发展，使工频击穿电压提高，因而充油设备 里很少采用裸导体。 里很少采用裸导体。 较均匀电场中提高70％，极不均匀电场中提高15％ 70％，极不均匀电场中提高15 例：较均匀电场中提高70％，极不均匀电场中提高15％