高电压大容量变压器绝缘技术的应用分析

董建平，马 鹏

(内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善电业局，内蒙古 阿拉善 750306)

0 引言

在技术不断发展的今天，机电行业发展非常迅速，对过去高耗能的发展方式提出了更高的要求，需要在变压器绝缘技术上不断进行创新，需要认真做好机电绝缘结构的研究。通过对高压设备采用绝缘技术，可以有效提升生产的经济效益，真正实现低投入高效益，提升电力生产的环保程度。在应用绝缘技术之后，能够降低火电投资的比例。

1 变压器绝缘材料概述

在电气设备实际使用的过程中，通常会将气体作为绝缘材料。由于气体的绝缘性能比较强，具有比较强的灭弧作用，冷却效果也比较显著。如果采用固体或者液体绝缘的过程中，往往都会有一定的气体空隙。如果使用气体作为绝缘材料，其应该满足如下的条件，具有更好的绝缘强度、更低的液化温度、热导率更低、更低的价格、来源应该比较丰富。绝缘气体主要包括空气、氮气、二氧化碳、六氟化硫、混合气体等。空气在自然界的分布是最为广泛的，价格也最为低廉，是一种非常普遍的气体电介质，还具有液化温度低、击穿自愈能力强、物理化学性能稳定等优点，在断路器中的使用比较多。相对于其它气体，氮气的化学性质会更加稳定一些，不容易对金属材料造成腐蚀现象，也不具有助燃效果，是一种非常常用气体电介质材料。SF6作为一种电负性气体，其击穿场强相对比较高，灭弧性能也非常理想，其灭弧能力能力约为空气的10倍左右[1]。纯净的SF6气体的毒性相对比较弱，化学稳定性也相对比较强，能够在比较高的温度下，依然保持比较强的化学稳定性，也不容易与水、酸、碱发生化学反应，在各种电气设备中的应用越来越多。如果采用混合气体作为电介质，其电气强度会更强一些，使用价格也相对更加便宜，例如SF6-N2就是一种比较理想的混合气体。在通常的情况下，其绝缘电阻会更高一些，在发生绝缘破坏下，能够及时恢复。同传统的固体和液体材料相比，其主要的缺点是绝缘屈服值会更低一些。气体绝缘材料在电气设备运行的过程中，发挥着比较强的绝缘作用，且由于介电常数和损耗相对比较小，在高压和高频的领域也有应用。

电工用塑料。电工用塑料通常由合成树脂、填料和添加剂制成，其通常会呈现粉末、颗粒、纤维状。在一定的温度和压力作用下，并通过成型工艺，就可以制成绝缘零部件，可以直接作为电缆绝缘材料使用。合成树脂是塑料的重要组成部分，会对塑料的特性产生直接的影响。按照树脂类型的不同，这些塑料可以分为热固性和热塑性材料。在热固性材料成型之后，其分子结构通常为网状结构。热塑性材料通常采用的是热压成型工艺，其分子结构通常为网状，化学性质比较稳定，可以反复成型使用[2]。

绝缘胶的种类非常多。在变压器上使用的绝缘胶主要包括聚醋酸乙烯酯、酚醛树脂、聚乙酸醇等。

2 高电压大容量变压器绝缘技术的发展

随着社会的高速发展，绝缘技术当前发展非常迅速，交流电机小型化的趋势越来越明显，重量也越来越轻，对绝缘技术的应用提出了更高的要求，要求机电设备能够在更加恶劣的环境中运行，能够经受得住环境的考验。随着绝缘技术的不断发展，对各种大容量变压器的应用越来越多。在技术高速发展的今天，越来越多的交流电动机面临着被淘汰的局面，很多大容量变压器逐渐使用B级绝缘体系来代替F级绝缘体系，电机的额定容量也不断提升。为了实现环境的可持续发展，各种低能耗技术逐渐得到应用，对电机提出了高导电、高导磁率的要求，这样才能保证电机的空载率，这对变压器绝缘技术的应用，提出了更高的要求。在相关研究中发现，虽然电动机采用了不同的绝缘材料，但绝缘结构基本是一样的，根据制造工艺可以分为胶模绝缘和少胶浸渍绝缘体系。

3 高电压大容量变压器绝缘技术类型

1)多胶模压绝缘体系。该体系是由模压成型、多胶粉云母连续式绕包组成的绝缘体系，在我国电机行业中的应用相对比较多，种类也相对比较多，在制造业中的使用相对比较多，还有一种被称为VPI的体系，实际应用也比较多。随着经济的高速发展，各个国家之间的技术交流越来越普遍，我国和很多国际知名大公司都有合作，并开展了大量的技术引进工作，提供了大量的材料，为绝缘体系的建设，打下了非常好的基础。当前是一个技术高速发展的年代，技术更新换代的速度非常快，各种新型的材料被先后投入使用，新产品的研发工作也越来越多[3]。例如当前研制出来一种LD-F体系。在该材料的制作过程中，使用了大量的鳞片材料，其属于一种补强定量鳞片材料，另外一种材料是聚酯薄膜材料。云母具有含量高、渗透性强的优点，在实际使用的过程中，可以有效避免材料流失现象

的发生，是一种性能比较好的固化树脂，在很多变压器当中都有使用。

2)绝缘漆管。绝缘漆管是最近几年开发出来的材料，在高压领域应用相对比较多，绝缘漆管的底材通常为玻璃纤维或者棉纱，其种类相对比较多，主要包括改性聚氯乙烯树脂、醇酸清漆、油性绝缘清漆、硅橡胶浆。在实际使用过程中，需要认真做好漆管的浸渍工作，保证漆膜的完整性，在通常的情况下，其可以承受5 kV左右的电压，击穿电压也相对比较低，可以维持在2 kV左右，在受潮的状态下，其击穿电压也会大于1.5 kV。

LDF绝缘体系实际应用时间已经比较长，研发人员在该材料的研发工作中，投入了非常大的力度，在低压机电绝缘领域中的应用比较多，广泛应用在同步电机、变频电机当中。我们都知道，LDF绝缘体系的使用性能比较突出，绝缘层的厚度也相对比较薄，具有比较强的耐热性、稳定性，电气性能也非常突出。通过该绝缘体系的使用，可以降低出现安全隐患的概率，设备运行的安全程度会更高一些，绝缘工艺使用相对比较简单，有利于工程技术人员的掌握。在具体的使用过程中，为了保证节能效果，应该尽量做到净化生产。通过该技术的应用，绝缘厚度越来越薄，相信经过该技术的进一步发展，其厚度可以降低到1 mm 。通过该体系的应用，可以有效满足生产的实际需要，材料体系也相对比较丰富，能够满足市场发展的实际需要。

3)少胶粉云母脂环氧VPI绝缘体系。在该体系实际应用的过程中，需要在其中加入一部分TMEIC绝缘，再辅以一定量的VB2645树脂，这样才可以将体系的作用充分发挥出来。在该绝缘体系的实际使用过程中，需要加入一定的稀释剂，并经过合成工艺制作而成，通常需要在其内部加入固化剂、浸渍树脂，并通过特殊工艺制作成成品。此外，还有其它一些的绝缘体系，其合成材料差异比较大，在实际应用中发挥的功能也各不相同。

4 结语

随着时代的不断发展，对大容量变压器的使用，提出了更高的要求。在高压的环境当中，对绝缘技术的应用，有着更高的要求，这就需要认真做好绝缘材料的使用工作，合理应用当前的条件，保证技术持续得到进步，满足时代发展的要求。