刍议高电压大容量变压器绝缘技术

刍议高电压大容量变压器绝缘技术

刁虬令

（国网大连供电公司116200）

摘要：经济的快速发展要求机电行业适时的转变发展模式，摒弃不合时宜的高能源生产模式以顺应时代发展的要求。在此背景下，绝缘技术从理论到具体的机电绝缘结构均得到了较大的发展与进步。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。

关键词：高电压；大容量；变压器；绝缘技术

一、高电压大容量变压器的绝缘材料分析

1.1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，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。

1.2绝缘胶

变压器使用的绝缘胶种类很多，具体包括环氧树脂胶、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚醋酸乙烯酯等。

1.3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。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。

1.4绝缘漆管材料

玻璃纤维与面纱是绝缘漆管的两种底材，绝缘漆管的树脂主要有硅橡胶浆、硅有机漆、改性聚氯乙烯树脂、醇酸清漆、油性绝缘清漆几种类型。

1.5气体绝缘材料

气体绝缘材料不但能够绝缘，还能够发挥保护、冷却、灭弧等作用，因此，气体绝缘材料在电气设备的使用比较常见，甚至气体在部分设备中属于主绝缘材料。液体固体绝缘中普遍存在气体空隙，只是不同绝缘中使用的量不同。气体需具备来源丰富、价格低廉、惰性、热导率高、不燃、液化温度低、绝缘强度高等特点才能用作绝缘材料，其中惰性指的是不会同共存材料反应。

二氧化碳、氮气、空气、六氟化硫及混合气体等是气体绝缘材料的主要类型。气体电介质使用最广的是空气，廉价、分布广阔是空气的特点，用作混合介质的优势表现在物理化学性能稳定、击穿后能自愈、液化温度低等，因此，空气绝缘介质在断路器中使用较多。但空气中存在杂质较多，其氧化作用会在接触金属材料时发生腐蚀反应，而氮气在这方面的稳定性比空气更高，惰性且不会助燃，因此，在电气设备中气体电介质常使用压缩氮气作为材料。六氟化硫击穿场强很高，属于电负性气体，其绝缘强度在0.2MPa气体压力下与绝缘油相当。与空气相比，六氟化硫在均匀电场中是其2.5倍，且灭弧能力是其数10倍，灭弧性能优良。此外，纯净的六氟化硫耐热性与稳定性较好，无毒性，不会在500℃下分解，同卤素、碱、酸、水、绝缘材料不会在150℃条件下作用。因六氟化硫有诸多优点，在高压电气设备中的使用日益受到重视，使用越来越广泛。超过两种以上的气体组成了混合气体，纯六氟化硫与六氟化硫混合气体二者的电气强度相比，后者更优更明显，且价格更为经济，其中被认为有很大发展前景是六氟化硫与氮气的混合气体。

在放电电压以下，气体的绝缘电阻通常非常高，即使出现绝缘破坏也能自行恢复。其不足主要是绝缘屈服值较低，与固体相比较差。在电气设备中气体绝缘材料主要担负着绝缘任务，适用于高频、高压绝缘，主要是因为这一材料具有小损耗、小介电常数以及小电导。

二、电压大容量变压器绝缘技术类型

2.1多胶模压绝缘体系

常用的多胶模压绝缘体系主要使用一种模压成型、多胶粉云母带连续式绕包组成的绝缘体系。多胶云母一般使用的是环氧多胶粉云母带。另外一种那个比较常用的类型是VPI体系，最新研制出的新产品是交流机电绝缘系统。当前是一个更新换代快速的时代，技术更新迅速，各类型的材料投入使用，研发的新产品也层出不穷。

2.2LD．F绝缘体系

LD．F绝缘体系该体系类型较多，主要包括低压机电绝缘机中的同步电动机和变频电机。LD．F绝缘体系的优点是绝缘厚度很薄，耐热性强、稳定性好、电气性能优良，能保证安全运行，绝缘工艺简单，易于掌握，能节约能源和净化生产。

2.3少胶粉云母脂环氧VPI绝缘体系

少胶粉云母脂环氧VPI绝缘体系主要使用TMEIC绝缘，用VB2645树脂辅助，经过稀释、固化、浸渍树脂，进入专门的合成工艺，值的产品，该体系实际作用良好。一般情况下，不同绝缘体系合成的材料，在实际使用中的功能也不相同。

三、绝缘技术在高电压大容量变压器中的应用

3.1多胶模压绝缘体技术

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。

3.2LD.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。

结语

单靠传统的绝缘材料难以实现高压大容量变压器理想的稳定与可靠状、运行，因此，需积极应用新的绝缘技术与绝缘材料，加大研发力度与投入，不断的提高绝缘技术水平，优化绝缘体系性能，为高压大容量变压器运行的稳定与安全提供保障，更好的满足生活生产的需求。

参考文献

[1]王洋.高电压大容量变压器绝缘技术的应用[J].科技展望，2014.

[2]闫艳.高电压大容量变压器的绝缘技术探究[J].科技创新与应用，2014.

作者简介：

刁虬令（1983.11-），男，辽宁大连人，大连理工大学电气工程硕士，技师，单位：国网大连供电公司，研究方向：高电压。