基于电气控制的矿山设备干式变压器结构技术性能比较

李高清，薛 彪

（陇东学院电气工程学院，甘肃 庆阳 745000）

现今，我国主要采用的矿山设备干式变压器主要有两种，分别为树脂浇注式干式变压器与浸漆式干式变压器。其中树脂浇注式干式变压器主要是由欧洲制造的，浸漆式干式变压器主要是由美国制造。这两种干式变压器均采用的是电气控制系统。为了判断哪种干式变压器更适用于采矿，根据矿山采矿过程的环境以及干式变压器的结构技术性能进行综合的比较，然后对干式变压器进行正确的选择。

1 干式变压器结构技术性能比较

本文主要对现今使用较为广泛的树脂浇注式干式变压器与浸漆式干式变压器的性能进行比较。其中，树脂浇注式干式变压器主要的性能是高绝缘强度、强抗短路性能、高防灾性能、优越的环保性能，同时还具有安装过程简单、高度要求较低、维护工程简单，不需要建立单独的空间对其进行安装、运行效率高、体积小、成本低等优势。浸漆式干式变压器主要的性能包括高灵活性、强过载性能、较好的防火、防潮性能、环保性能等，同时还具有体型小、安装简便的优势。下述对两种干式变压器的性能进行比较，为采矿作业干式变压器的选择提供有力的支撑。

1.1 耐受短路性能比较

对于树脂浇注式干式变压器来说，树脂在一定温度条件下具有很好的流动性，此种变压器主要采用先进的浇筑工艺对树脂进行浇筑，在干式变压器周围形成完整的刚体线圈，因此，在发生短路情况时，该干式变压器的电动力具有强大的耐受能力。

另外，树脂浇注式干式变压器结构中不存在垫块，导线在其中不会受到弯曲应力。根据调查发现，树脂浇注式干式变压器极少因为短路性能差出现损坏。所以，树脂浇注式干式变压器具有极强的耐受短路性能。

而浸漆式干式变压器最大的优势就是强抗压性能，在巨大的压力下，浸漆式干式变压器产生的变形情况很小，并且具有很强的挠性，在浸漆固话后，其表面很坚固，采用钢丝球在上面进行擦拭也不会留下痕迹。浸漆式干式变压器结构主要是采用的是饼式线圈，而饼式线圈之间是采用垫款进行间隔与支撑的，导线与铁心之间采用的是电调进行连接与支撑，导致导线会受到较强的弯曲应力，出现耐受短路故障。

通过上述叙述可以看出，树脂浇注式干式变压器的耐受短路性能明显的强于浸漆式干式变压器。在采矿过程中，干式变压器设备会出现比较大的晃动，因此，对其耐受短路性能的要求比较高，因此，选择树脂浇注式干式变压器更合适。

1.2 绝缘耐压性能比较

对于干式变压器来说，其绝缘性能主要是由多种电介质绝缘结构决定的。多层绝缘结构的电场分布情况为：每层电介质所受到的场强与介电强度成正相关，这种情况下，若是每层绝缘结构可以得到充分的利用，则干式变压器的绝缘耐压性能就会更高。

通常情况下，干式变压器的绝缘耐压性能主要是根据绝缘结构的介电常数来判断的[1]。本文采用的两种干式变压器，浸漆式干式变压器的绝缘结构介电常数比树脂浇注式干式变压器的低。相对来说，浸漆式干式变压器绝缘结构的电场分布更加均匀，并且该干式变压器的生产过程比较简单，这对局部放电与绝缘老化情况可以进行大幅度的减缓。

而树脂浇注式干式变压器主要采用的是树脂绝缘结构，由于浇注工艺的要求不能在高真空的状态下进行生产，这会导致浇注过程中绝缘结构会存在大量的稀薄空气，再加上该干式变压器的工艺比较复杂，若是在生产的过程中不能严格的执行工艺要求，出现处理不当的情况，就会导致树脂倒灌的现象，从而导致绝缘结构中存在大量的气泡，影响绝缘耐压的性能。气泡会使部分树脂绝缘结构在长时间的工作下产生龟裂，从而降低树脂浇注式干式变压器的绝缘耐压性能。

通过上述叙述可以看出，浸漆式干式变压器的绝缘耐压性能明显的强于树脂浇注式干式变压器。

1.3 耐热阻燃性能比较

浸漆式干式变压器采用的是C级绝缘材料，其不但具有极好的绝缘耐压性能，还具有良好的耐热性能。浸漆式干式变压器的绝缘材料可以在220度温度以下保持长期的稳定状态，即使温度为250度，该绝缘材料也具有很好的稳定性，不会出现助燃、流动和熔融的情况，耐热阻燃性能可以达到正常性能的98%。当温度达到350度时，该绝缘材料可以保持短时间的稳定运行[2]。

此外，从绝缘材料与温度之间的关系可以看出，浸漆式干式变压器绝缘材料的阻燃性能远远的优于树脂浇注式干式变压器。

由此可见，两种干式变压器相比较，浸漆式干式变压器具备更高的耐热阻燃性能。

1.4 过载性能比较

根据研究发现，树脂浇注式干式变压器采用的是薄绝缘的浇注结构，这样的结构中，导线能量可以直接传向线圈的外表面，同时，该干式变压器根据自身容量的大小设置轴向散热风道，散热风道主要安装在线圈的内层，可以达到双向散热的功能。树脂浇注式干式变压器的热点温升与平均温升比值为1.2，符合标准。

而浸漆式干式变压器由于绝缘结构的复杂性，无法对其热点温升与平均温升比值进行计算。但是根据研究发现，由于浸漆式干式变压器绝缘结构具有极强的热裕度，因此，其过载性能也很高，热点温升与平均温升比值可以达到1.0，其完全取决于绝缘结构的材料选择。

通过上述描述可以知道，浸漆式干式变压器的过载性能高于树脂浇注式干式变压器。

1.5 耐腐蚀性能比较

树脂浇注式干式变压器的线圈导体是由树脂绝缘层进行包裹的，可以很好的隔离潮气，并可以避免导体被化学成分、有害体等物质的腐蚀，所以，树脂浇注式干式变压器具有极好的耐腐蚀性能。在多年的实际应用中可以证明，无论环境如何恶劣，树脂浇注式干式变压器的耐腐蚀性能均表现的很好。

而浸漆式干式变压器主要是采用浸漆工艺和Nomex纸绝缘材料对设备内部进行包裹，但是其耐腐蚀性能较差，这是浸漆式干式变压器结构所决定的。

将树脂浇注式干式变压器与浸漆式干式变压器浸泡在5000ml的盐酸溶液中，观察干式变压器的重量变化，判断其耐腐蚀性能。干式变压器重量变化情况如图1所示。

图1 干式变压器重量变化情况图

如图1所示，随着时间的变化，干式变压器会发生腐蚀作用，出现重量下降的情况，但是明显可以看出浸漆式干式变压器重量下降的速度小于树脂浇注式干式变压器重量下降的速度，因此，浸漆式干式变压器具备更好的耐腐蚀性能。

通过上述耐受短路性能、绝缘耐压性能、耐热阻燃性能、过载性能与耐腐蚀性能的比较，发现浸漆式干式变压器结构技术性能优于树脂浇注式干式变压器，因此在采矿作业推广浸漆式干式变压器的使用。

2 结语

通过干式变电器结构技术性能的比较，发现浸漆式干式变压器的整体性能较优，可以为采矿作业提供更好的安全性与稳定性，因此，在采矿作业对浸漆式干式变压器进行推广使用。