看完這個(gè)，你會(huì)全面了解變壓器主體的材料和構(gòu)

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文章來源:北京創(chuàng)聯(lián)匯通電氣 ????? 發(fā)布時(shí)間： 2020-12-21 03:30:01

導(dǎo)讀：來源：干式變壓器圈干式變壓器主體的主要材料包括磁路材料、電路材料、絕緣材料、結(jié)構(gòu)材料等，其具體材料用途和類別有： 1. 硅鋼片在干式變壓器中，對(duì)硅鋼性能的要求主要是

來源：干式變壓器圈

干式變壓器主體的主要材料包括磁路材料、電路材料、絕緣材料、結(jié)構(gòu)材料等，其具體材料用途和類別有：

1. 硅鋼片

在干式變壓器中，對(duì)硅鋼性能的要求主要是：

①鐵損低，這是硅鋼片質(zhì)量的較重要指標(biāo)。各都根據(jù)鐵損值劃分牌號(hào)，鐵損愈低，牌號(hào)愈高。

②較強(qiáng)磁場(chǎng)下磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁感）高，這使電機(jī)和干式變壓器的鐵心體積與重量減小，節(jié)約硅鋼片、銅線和絕緣材料等。

③表面光滑、平整和厚度均勻，可以提高鐵心的填充系數(shù)。

④沖片性好，易于加工。

⑤表面絕緣膜的附著性和焊接性良好，能防蝕和改善沖片性。

⑥基本無磁時(shí)效。

硅鋼片的分類及牌號(hào)定義

干式變壓器通常采用冷軋取向硅鋼片，以確保其空載的能效水平。冷軋取向硅鋼片按照性能和加工方式，又可分為普通冷軋取向硅鋼片、高導(dǎo)磁硅鋼片（或高磁感硅鋼片）、激光刻痕硅鋼片。通常，將50Hz，800A交變磁場(chǎng)（峰值）下，鐵心所達(dá)到的較小磁極化強(qiáng)度B800A=1.78T～1.85T的硅鋼片稱為普通硅鋼片，記為“CGO”，而B800A=1.85T以上的硅鋼片記為高導(dǎo)磁硅鋼片（高磁感硅鋼片），記為“Hi-B鋼”，Hi-B鋼其與常規(guī)硅鋼片的主要區(qū)別在于：Hi-B鋼的高斯方位織構(gòu)度非常高，即在易磁化方向上的硅鋼晶粒排列位向整齊度非常高，工業(yè)上采用二次再結(jié)晶過程制造含硅量為3%的硅鋼片，Hi-B鋼的晶粒位向與軋制方向的平均偏差為3°，而普通硅鋼片為7°，從而使得Hi-B鋼有更高的磁導(dǎo)率，通常其B800A可達(dá)到1.88T以上，提高了高斯方位織構(gòu)度以及磁導(dǎo)率可降低鐵損。Hi-B鋼的另一個(gè)特點(diǎn)是鋼片表面附有的玻璃膜和絕緣涂層的彈性張力為3~5N/mm2，較普通取向硅鋼片的1~2 N/mm2更優(yōu)，鋼帶表面的高張力層可減少磁疇寬度，減少異常渦流損耗。故Hi-B鋼比常規(guī)取向硅鋼片具有更低的鐵損值。#p#分頁標(biāo)題#e#

激光刻痕硅鋼片則是在Hi-B鋼的基礎(chǔ)上，通過激光束照射技術(shù)，使其表面產(chǎn)生微小的應(yīng)變，進(jìn)一步磁軸細(xì)化，實(shí)現(xiàn)更低的鐵損。激光刻痕硅鋼片不能進(jìn)行退火處理，因?yàn)樘岣邷囟龋瑒t激光處理效果便會(huì)消失。

不同牌號(hào)的硅鋼片其物理特性基本相當(dāng)，密度基本都是7.65g/cm3。對(duì)于同種類硅鋼片而言，其性能質(zhì)量主要區(qū)別還是在硅的含量以及生產(chǎn)過程的工藝影響。

2. 非晶合金鐵心

非晶合金材料是20世紀(jì)70年代問世的一種新型合金材料，它采用際先進(jìn)的超急冷技術(shù)將液態(tài)金屬以106℃/S冷卻速度直接冷卻形成厚度0.02～0.03mm的固體薄帶，在它還沒來得及結(jié)晶時(shí)就已經(jīng)固化。該合金材料與玻璃類似呈不規(guī)則原子排列，沒有金屬表征的晶體結(jié)構(gòu)，它的基礎(chǔ)元素為鐵（Fe）、鎳（Ni）、鈷（Co）、硅（Si）、硼（B）、碳（C）等。其材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a) 非晶合金材料不存在晶體結(jié)構(gòu)，是一種各向同性的軟磁材料；磁化功率小，具有良好的溫度穩(wěn)定性。由于非晶合金為無取向材料，故可以采用直接縫，使制造鐵心的工藝比較簡(jiǎn)單；

b) 不存在阻礙磁疇移動(dòng)的結(jié)構(gòu)缺陷，磁滯損耗要比硅鋼片小；

c) 帶材的厚度極薄，只有0.02～0.03㎜，是硅鋼片的1/10左右。

d) 電阻率高，約為取向硅鋼片的3倍；非晶合金材料的渦流損耗大大降低，因此單位損耗約為取向硅鋼片的20％～30％；

e)退火溫度低，約為取向硅鋼片的1/2；

非晶合金鐵心空載性能優(yōu)越，采用非晶合金鐵心制造的干式變壓器其空載損耗較常規(guī)干式變壓器下降70～80%，空載電流下降50%以上，節(jié)能效果突出，目前電網(wǎng)公司在家節(jié)能減排降低網(wǎng)絡(luò)線損的目的下，家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)從2012年開始均大力提高了非晶合金干式變壓器的采購比例，目前基本上非晶合金配變采購占比已達(dá)50%以上。#p#分頁標(biāo)題#e#

非晶合金干式變壓器也存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

1）飽和磁密低，非晶合金鐵心的飽和磁密

圖1 非晶合金干式變壓器

通常在1.56T左右，較常規(guī)硅鋼片1.9T的飽和磁密相差20%左右，故其干式變壓器設(shè)計(jì)磁密也同樣需要下降20%，非晶合金油變的設(shè)計(jì)磁密通常在1.35T以下，非晶合金干變的設(shè)計(jì)磁密通常在1.2T以下。

2）非晶合計(jì)鐵心帶材受應(yīng)力影響敏感，其鐵心帶材受到應(yīng)力后，空載性能容易劣化，故在結(jié)構(gòu)上要特別注意，鐵心應(yīng)采用懸掛方式落在支撐框架和線圈上，整體僅承受自身重力，同時(shí)，裝配過程中需特別注意，鐵心不能受力，要減少敲打等方式。

3）磁致伸縮較常規(guī)硅鋼片大10%左右，故其噪聲較難控制，這也是限制非晶合金干式變壓器廣泛推廣的主要原因之一，目前，南網(wǎng)和網(wǎng)招標(biāo)中均對(duì)非晶合金干式變壓器的噪聲提出了較高要求，分為敏感區(qū)和非敏感區(qū)，并有針對(duì)性的提出了聲級(jí)要求，這就要求更進(jìn)一步降低鐵心設(shè)計(jì)磁密。

4）非晶合金帶材較薄，厚度只有0.03mm，故無法向常規(guī)硅鋼片那樣做成疊片形式，只能制作成卷鐵心形式，故其鐵心結(jié)構(gòu)常規(guī)干式變壓器廠家無法自行加工，通常需整體外購，對(duì)應(yīng)于卷鐵心帶材的矩形截面，非晶合金干式變壓器的線圈通常也做成矩形結(jié)構(gòu)；

5）產(chǎn)化程度不夠，目前主要還是進(jìn)口日立金屬的非晶合金帶材為主，正在逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)化，內(nèi)已有安泰科技和青島云路等具備非晶合金寬帶（213mm、170mm和142mm），且其性能較進(jìn)口帶材在穩(wěn)定性上還存在一定差距。#p#分頁標(biāo)題#e#

6）較大帶長(zhǎng)限制，前期非晶合金帶材較大外周帶長(zhǎng)由于退火爐尺寸的限制，其長(zhǎng)度也受到了較大限制，不過目前已基本解決，可制作較大外周帶長(zhǎng)10m的非晶合金鐵心框，可用于制造3150kVA及以下非晶合金干變和10000kVA及以下非晶合金油變。

基于非晶合金干式變壓器的優(yōu)秀節(jié)能效果，再加上家節(jié)能減排以及一系列政策的促進(jìn)，非晶合金干式變壓器市場(chǎng)占有率越來越大，并且，考慮到非晶合金帶材（目前為26.5元/kg）價(jià)格是常規(guī)硅鋼片(30Q120或30Q130)的兩倍左右，與銅差距相對(duì)較小，再考慮到電網(wǎng)產(chǎn)品的質(zhì)量和招標(biāo)要求，故，非晶合金干式變壓器通常采用銅導(dǎo)體。與常規(guī)硅鋼片相比，非晶合金干式變壓器成本主要差距如下：

1）由于采用卷鐵心結(jié)構(gòu)，故干式變壓器鐵心型式宜采用三相五柱結(jié)構(gòu)，這樣可以減少單框鐵心重量，減低裝配難度，三相五柱結(jié)構(gòu)和三相三柱結(jié)構(gòu)從成本上各有優(yōu)劣，目前大部分廠家采用三相五柱結(jié)構(gòu)。采購回來的單框鐵心和組裝如圖2所示：

圖2 采購的非晶合金帶材單框原材料

圖3 三相五柱非晶合金鐵心組裝示意圖

2）由于心柱截面為矩形，故為了保持絕緣距離上的一致，高低壓線圈也對(duì)應(yīng)的制造成矩形結(jié)構(gòu)。

3）由于鐵心設(shè)計(jì)磁密較常規(guī)硅鋼片干式變壓器低約25%，且其鐵心疊片系數(shù)大約在0.87左右，較常規(guī)硅鋼片的0.97要低許多，故其設(shè)計(jì)截面積需要較常規(guī)硅鋼片干式變壓器要大25%以上，對(duì)應(yīng)的其高低壓線圈周長(zhǎng)也要隨之增加，同時(shí)，還需要考慮高低壓線圈線匝長(zhǎng)度的增加，若要保證線圈的負(fù)載損耗不發(fā)生變化，其導(dǎo)線截面積則需要對(duì)應(yīng)的有所增加，故，非晶合金干式變壓器的銅用量較常規(guī)干式變壓器要多約20%。#p#分頁標(biāo)題#e#

3. 電路材料

概述

干式變壓器內(nèi)部電路主要由繞組（也稱為線圈）構(gòu)成，它與外界的電網(wǎng)直接相連，是干式變壓器的核心組成部分，干式變壓器的內(nèi)部電路通常是由導(dǎo)線繞組而成，導(dǎo)線（電磁線）按材質(zhì)分為銅導(dǎo)線和鋁導(dǎo)線，按導(dǎo)線截面形狀又分為圓導(dǎo)線、扁導(dǎo)線（又可分為單根線、組合線和換位導(dǎo)線）、箔式導(dǎo)體等，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間覆蓋不同類型的絕緣層，較終形成整體線圈。故，干式變壓器電路的主要導(dǎo)體材料為銅和鋁。

3.1 銅材和鋁材的特性對(duì)比

銅和鋁均是導(dǎo)電性能較好的金屬材料，是制作干式變壓器線圈的常用導(dǎo)體，其在物理性能上的差異如下表所示：

表1 銅鋁物理性能對(duì)比

3.2 銅鋁導(dǎo)線在干式變壓器繞組中的性能對(duì)比

銅鋁干式變壓器的差異也是由材料的差異決定的，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）銅導(dǎo)體的電阻率僅僅是鋁導(dǎo)體的60%左右，為了達(dá)到相同的損耗和溫升要求，所需使用的鋁導(dǎo)體截面積要較銅導(dǎo)體大60%以上，所以相同容量和相同參數(shù)情況下，鋁導(dǎo)體干式變壓器體積通常要較銅導(dǎo)體干式變壓器大，不過此時(shí)干式變壓器的散熱面積也有所增加，所以其對(duì)油溫升較低；

2）鋁的密度僅為銅的30%左右，所以鋁導(dǎo)體配電干式變壓器要較銅導(dǎo)體配電干式變壓器要輕；#p#分頁標(biāo)題#e#

3）鋁導(dǎo)體的熔點(diǎn)較銅導(dǎo)體低許多，所以其在短路電流的溫升限值為250℃，較銅導(dǎo)體的350℃低，所以其設(shè)計(jì)電密要較銅導(dǎo)體低，干式變壓器導(dǎo)線截面積要大，故體積也較銅導(dǎo)體干式變壓器大；

4）鋁導(dǎo)體硬度較低，故其表面毛刺較易消除，故制成干式變壓器后，其由于毛刺產(chǎn)生的匝間或?qū)娱g短路的概率減少；

5）由于鋁導(dǎo)體的抗拉、抗壓強(qiáng)度較低，機(jī)械強(qiáng)度差，故鋁導(dǎo)體干式變壓器承受短路能力不如銅導(dǎo)體干式變壓器，在進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算時(shí)，鋁導(dǎo)體的應(yīng)力應(yīng)小于450kg/cm2，而銅導(dǎo)體的應(yīng)力限值為1600kg/cm2，承受能力大幅提高；

6）鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體之間的焊接工藝較差，接頭焊接質(zhì)量不易保證，一定程度上影響了鋁導(dǎo)體的可靠性。

7）鋁導(dǎo)體的比熱為銅導(dǎo)體的239%，但是考慮到二者密度和設(shè)計(jì)電密的差異，實(shí)際二者的熱時(shí)間常數(shù)相差并不如比熱差值體現(xiàn)的那么大，故對(duì)其制成干式干式變壓器的短時(shí)過載能力影響并不大。

4. 絕緣材料

概述

干式變壓器運(yùn)行的可靠性和使用壽命卻在很大程度上取決于其所使用的絕緣材料。絕緣材料又稱電介質(zhì)，是電阻系數(shù)高、導(dǎo)電能力低的物質(zhì)。絕緣材料可用于隔離帶電或不同電位的導(dǎo)體，使電流按一定方向流通。在干式變壓器產(chǎn)品中，絕緣材料還起著散熱、冷卻、支撐、固定、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護(hù)導(dǎo)體等作用。絕緣材料在直流電壓作用下，只有極微小的電流通過。它的電阻系數(shù)（指在空氣中的體積電阻系數(shù)）比較高，一般在108~1020Ω·cm（導(dǎo)體的電阻系數(shù)是10-6~10-3Ω·cm，半導(dǎo)體的電阻系數(shù)為10-3~108Ω·cm）。#p#分頁標(biāo)題#e#

絕緣材料對(duì)直流電流有非常大的阻力，由于它的電阻率很高，在直流電壓作用下，除了有極微小的表面泄漏電流外，實(shí)際上幾乎是不導(dǎo)電的；而對(duì)交流電流則有電容電流通過，也一般認(rèn)為是不導(dǎo)電的。絕緣材料的電阻率越大，其絕緣性能也就越好。

絕緣材料在干式變壓器中用以將導(dǎo)電部分彼此之間的導(dǎo)電部分對(duì)地（零電位）之間的絕緣隔離，用于各種支承件時(shí)，還應(yīng)具有良好的力學(xué)性能。另外，絕緣材料還起到其它的作用，如散熱冷卻、固定、儲(chǔ)能、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護(hù)導(dǎo)體等作用。

通常情況下，絕緣材料分為三類：

1）氣體絕緣材料：常溫常壓下，一般的干燥氣體具有較好的絕緣性能，如空氣、氮?dú)狻錃狻⒍趸肌⒘虻龋渲校諝夂土蛟诟墒阶儔浩髦袘?yīng)用比較廣泛；

2）液體絕緣材料：液體絕緣材料通常以油狀存在，又稱絕緣油。如礦物質(zhì)油、植物油、合成酯等；

3）固態(tài)絕緣材料：如絕緣漆、絕緣膠、絕緣紙、絕緣紙板、瓦楞紙板、電工塑料及薄膜、電工層壓板（棒、管）、澆注成型的環(huán)氧樹脂、電瓷、橡膠、云母制品等。

4.1 絕緣油

絕緣油其特點(diǎn)是電氣強(qiáng)度高、閃電高、凝固點(diǎn)低，在氧、高溫、強(qiáng)電場(chǎng)作用下性能溫度，無毒、無腐蝕性，粘度小，流動(dòng)性好等特點(diǎn)。其在干式變壓器、油開關(guān)、電容器和電纜等電工產(chǎn)品中廣泛使用，起絕緣、冷卻、浸漬及填充作用，另外，在油開關(guān)中還起滅弧作用，在電容器中還起儲(chǔ)能作用。

絕緣油在干式變壓器中同時(shí)起絕緣和冷卻的雙重作用；

絕緣油目前通常分為以下幾類：

1）礦物質(zhì)油：如干式變壓器油、開關(guān)油、電容器油、電纜油；#p#分頁標(biāo)題#e#

2）合成油：如十二烷基苯、硅油、合成酯等；

3）植物質(zhì)油；

4.2 環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂是一種高分子化合物。樹脂特點(diǎn)是一種固體、半固體或準(zhǔn)固體有機(jī)材料，分子質(zhì)量不確定(通常是較高)，承受應(yīng)力時(shí)有流動(dòng)傾向，通常有一個(gè)軟化或熔化范圍，且固體斷面常呈現(xiàn)貝殼狀，其具有以下基本特征：

1）分子鏈很長(zhǎng)，每條鏈包含成百甚至上萬個(gè)原子，彼此以共價(jià)鍵連；

2）長(zhǎng)分子鏈由較小重復(fù)單元即鏈節(jié)組成，一個(gè)分子中的鏈節(jié)數(shù)稱為聚合度；

3）大分子的分子間總力往往超過分子內(nèi)原子間的化學(xué)鍵力，從而使高分子化合物出現(xiàn)一系列特性：例如沒有氣態(tài)聚合物、聚合物溶解過程很慢等，若分子間有交聯(lián)，則該特點(diǎn)更為特出。

環(huán)氧樹脂是指含有環(huán)氧官能團(tuán)的低聚物，1891年開始出現(xiàn)環(huán)氧樹脂，1947后美、瑞士多個(gè)公司相繼工業(yè)化合成成功雙酚A環(huán)氧樹脂。我于1956年開始生產(chǎn)。

環(huán)氧材料的電氣絕緣性能尤其突出，不加填料時(shí)，固化物的EB高于16MV/m，pV高于1011Ω·m，εr為3～4，工頻下tanδ約0.002，因此，20%環(huán)氧樹脂都用于電氣電子絕緣，例如環(huán)氧浸漬漆作為B級(jí)絕緣漆，浸漬中小型電機(jī)定子繞組；環(huán)氧無溶劑漆用于大電機(jī)定子繞組的真空浸漬；層壓制品(板、管、棒)用作電機(jī)的槽楔和墊塊、高壓開關(guān)操作桿；粘結(jié)劑用于高壓電瓷套管的粘結(jié)；澆注料用于六氟化硫全封閉組合電器(GIS)中的盤形隔離絕緣子、互感器和高壓陶瓷電容器等的部件。目前內(nèi)生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂或改性環(huán)氧樹脂的牌號(hào)命名暫時(shí)仍不很統(tǒng)一。全球不同環(huán)氧樹脂制造商的命名也各不相同，需要根據(jù)商標(biāo)識(shí)別。#p#分頁標(biāo)題#e#

環(huán)氧樹脂只是低聚物，固化后才能使用。固化劑能與環(huán)氧樹脂反應(yīng)，使樹脂分子從線型結(jié)構(gòu)交聯(lián)成體型結(jié)構(gòu)。促進(jìn)劑/催化劑能降低反應(yīng)活化能的助劑，能促進(jìn)/調(diào)整澆注料凝膠反應(yīng)歷程。固化劑利用其所含的活潑氫與樹脂中活潑的環(huán)氧基進(jìn)行開環(huán)加成反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固化，活潑氫就是固化劑或促進(jìn)劑中－NH2、－NH－、－C00H、－OH和－SH中的氫。常用的固化劑有胺類和酸酐兩類。固化劑中有的需要促進(jìn)劑/催化劑，有的需要高溫條件，有的在低溫下即可劇烈反應(yīng)。固化劑的不同也會(huì)導(dǎo)致固化產(chǎn)物性能差異懸殊，對(duì)產(chǎn)品較終性能有重大影響。因此，在環(huán)氧樹脂配方體系中設(shè)計(jì)和選擇固化劑是十分重要的。

環(huán)氧絕緣用于干式干式變壓器，是近40年的新發(fā)展。干式變壓器線圈設(shè)計(jì)壽命要求達(dá)到30年，耐熱等級(jí)達(dá)到F級(jí)，一般材料難以達(dá)到要求。

為此，要對(duì)對(duì)所用材料及其配方體系和工藝必須進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)選、試驗(yàn)和驗(yàn)證，才能獲得理想效果的話。在樹脂絕緣干式干式變壓器中，環(huán)氧樹脂體系通過澆注或浸漬成型，再經(jīng)過熱固化形成線圈絕緣(即縱絕緣)，在干式干式變壓器整個(gè)運(yùn)行期間，環(huán)氧樹脂絕緣要同時(shí)保證線圈的電氣絕緣和機(jī)械強(qiáng)度，并通過熱傳導(dǎo)方式散發(fā)線圈內(nèi)部的熱量。

其較大弱點(diǎn)是樹脂絕緣缺陷和損傷(一般在制造過程中產(chǎn)生缺陷，在運(yùn)行過程中產(chǎn)生損傷)的不可恢復(fù)和不可修復(fù)性。因此，避免固體絕緣開裂、避免澆注缺陷、避免局部放電(即局放)就顯得格外重要，并成為固體絕緣制造技術(shù)的關(guān)鍵，是制造商間相互競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

由于干式變壓器運(yùn)行中損耗帶來的較高溫升，使樹脂絕緣長(zhǎng)期在高溫工作 (比如F級(jí)干式變壓器，設(shè)計(jì)的較高工作溫度一般在140℃左右)，而干式變壓器在投運(yùn)前和檢修期間又可能處在低溫(比如 -30℃)，而且，干式變壓器隨時(shí)會(huì)受到雷電高壓沖擊或短路時(shí)的巨大電動(dòng)力沖擊。樹脂絕緣的線圈應(yīng)能適應(yīng)這些變化，并能抵御或承受極端高低溫下的短路電動(dòng)力沖擊, 因此對(duì)環(huán)氧絕緣體系的熱、機(jī)、電性能提出了極其苛刻的要求。

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樹脂澆注干式變壓器的絕緣材料體系目前有兩種，一種是“純樹脂澆注＋高填充率玻璃纖維增強(qiáng)”，另一種是“樹脂石英粉澆注＋預(yù)浸玻璃網(wǎng)格局部加強(qiáng)”。

而絕緣體系(即習(xí)稱絕緣結(jié)構(gòu))所包含的領(lǐng)域比絕緣材料體系更廣，它指電氣設(shè)備(或其先立部件)的絕緣整體，不僅包括絕緣材料及其組合方式，還應(yīng)考慮絕緣與導(dǎo)體或磁體間的關(guān)系、與電場(chǎng)的關(guān)系、絕緣與周圍環(huán)境(氣體或液體及其狀況、表面污穢、散熱條件、機(jī)械力或輻射作用等)的關(guān)系等，它與電力系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)間的適應(yīng)性就是絕緣配合。干式干式變壓器中氣流和散熱情況、絕緣受力情況等，都在絕緣體系要考慮的范圍之中。

4.3絕緣紙

植物纖維紙分為木質(zhì)纖維、棉纖維和麻纖維，其中較常用的為純硫酸鹽木漿纖維紙，其原料為木材，常用的是軟木中的松杉科木材，如黃松、白松、紅毛杉和紅松等木材，主要成分為纖維素，是一種天然的高分子化合物。絕緣紙制造方法采用化學(xué)法，如硫酸鹽法，該方法中蒸煮液主要成分為硫化鈉（Na2S），硫化鈉水解，生成硫化氫鈉和氫氧化鈉，硫化氫鈉能和纖維素以外的木質(zhì)素發(fā)生反應(yīng)，將其溶于堿液中，該蒸煮液比較溫和，故纖維素的分子量下降很少。干式變壓器中常用的植物纖維素絕緣紙有：電力電纜紙，高壓電纜紙和干式變壓器匝間絕緣紙等。

1）電纜紙：電纜紙是由硫酸鹽紙漿制造，牌號(hào)為DL08、DL12、DL17，厚度分別為0.08mm、0.12mm和0.17mm，成卷供應(yīng)，電纜紙經(jīng)干式變壓器油浸漬后，其機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度均會(huì)有明顯提高，如在空氣中電力電纜紙電氣強(qiáng)度為6～9×103kV/m，而干燥浸漬干式變壓器油后其電氣強(qiáng)度達(dá)到70～90×103kV/m，電纜紙?jiān)诟墒阶儔浩鞯倪\(yùn)行中有足夠的熱穩(wěn)定性，通常用作纏繞絕緣和層間絕緣。電纜紙又包括高壓電纜紙、低壓電纜紙、高密度電纜紙及絕緣皺紋紙。高壓電纜紙適用于110～330kV干式變壓器、互感器，介質(zhì)損耗角正切值低；低壓電纜紙用于35kV及以下的電力電纜和干式變壓器或其它電氣產(chǎn)品的絕緣；絕緣皺紋紙是由電工絕緣紙經(jīng)起皺加工而制成，沿其橫向有皺紋，拉伸時(shí)被拉開，常用于油浸式干式變壓器的繞包絕緣，如線圈出頭、引線及靜電屏蔽裝置的絕緣包扎；高密度電纜紙，也是絕緣皺紋紙的一種，比一般的皺紋紙的電氣強(qiáng)度要高100%～150%，機(jī)械強(qiáng)度高50%，電氣強(qiáng)度高，耐油性能好，彈性好，便于拉伸，可替代漆布帶用作引線以及導(dǎo)線連接和彎曲部位的絕緣。#p#分頁標(biāo)題#e#

2）電話紙：電話紙也是用硫酸鹽紙漿制造，常用與電話電纜，它的機(jī)械強(qiáng)度較差，一般作為導(dǎo)線的匝絕緣、層絕緣或?qū)w的覆蓋絕緣。

3）電容器紙：電容器紙按使用要求分為A類和B類，A類電容器紙用于電子工業(yè)金屬化紙介電電容器上。B類主要用作電力電容器的極間介質(zhì)。電容器紙的特點(diǎn)是緊度大，厚度薄。一般電流互感器常采用電容器紙，干式變壓器用得較少。

4）卷纏絕緣紙：卷纏絕緣紙用作上膠紙的底紙，上膠紙用來卷繞絕緣筒（管）和電容式套管，其特點(diǎn)是吸水高度高于電纜紙低于浸漬紙。上膠紙分為單面或雙面涂膠（酚醛或環(huán)氧樹脂），經(jīng)低溫固化而成，用上膠紙卷制紙筒或壓制層壓制品時(shí)再經(jīng)加溫加壓時(shí)膠較后固化，卷筒一般用單面膠紙，壓制膠紙板用雙面膠紙。此外，還有菱格點(diǎn)膠紙（網(wǎng)格式點(diǎn)涂膠紙），用于油浸式箔繞線圈的層間絕緣，固化后即保證絕緣之間及絕緣與箔之間的粘合，增強(qiáng)了強(qiáng)度又有較好的透油性。

常規(guī)的干式變壓器絕緣紙中應(yīng)用較多的是電纜紙、皺紋紙和菱格點(diǎn)膠紙，用在干式變壓器中作為匝間絕緣、層間絕緣、引線綁扎等，通常，各類絕緣紙價(jià)格相差并不會(huì)太大，大約均在20元/kg左右。

4.4 電工復(fù)合材料

電工薄膜和電工復(fù)合材料具有優(yōu)良的介電性能，都屬于薄片絕緣材料。電工薄膜有聚酯薄膜和聚酰亞胺薄膜，在干式變壓器中也可用作導(dǎo)線絕緣、層間絕緣等。電工復(fù)合材料是由薄膜的一面或雙面粘合纖維材料而制成的復(fù)合制品，在干式變壓器中可用作層間絕緣，尤其是在干變的箔繞線圈中，低壓線圈通常采用復(fù)合材料預(yù)浸樹脂后作為層間絕緣。常用的復(fù)合材料有DMD、GHG等。

DMD全名為聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料，分為預(yù)浸樹脂DMD和非預(yù)浸DMD，它是在一層聚酯薄膜（M）兩側(cè)粘貼聚酯纖維非織布（D）制成的三層柔軟復(fù)合材料。DMD 具有優(yōu)異的電絕緣性、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度以及優(yōu)異的浸漬性。非預(yù)浸DMD可用作油浸式干式變壓器的層間絕緣，預(yù)浸DMD可用作F級(jí)干式干式變壓器的低壓箔繞線圈層間絕緣。其具體性能指標(biāo)如下表所示：#p#分頁標(biāo)題#e#

表2 DMD性能參數(shù)

GHG全名為聚酰亞胺薄膜預(yù)浸H級(jí)樹脂玻璃纖維柔軟復(fù)合材料，它是在一層聚酰亞胺薄膜（H）兩側(cè)粘貼玻璃纖維布（G）制成的三層柔軟復(fù)合材料。相較于DMD其具有較好的耐熱性，可用于H級(jí)絕緣干式干式變壓器的低壓箔繞線圈層間絕緣。

NHN全名為聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料，是聚酰亞胺薄膜兩面用H級(jí)粘合劑粘合聚芳酰胺纖維紙（Nomex）而成。NHN是目前較高檔的薄層絕緣材料，具有優(yōu)異的耐熱性、較好的介電性能、較小的吸水性及優(yōu)良的防潮性能。它屬于H 級(jí)絕緣材料，可用于H級(jí)干式干式變壓器的層間絕緣。其具體性能參數(shù)如下表所示：

表3 NHN性能參數(shù)

4.5 絕緣紙板

絕緣紙板是用純硫酸鹽木漿抄紙制成，可用于餅式繞組的油隙墊塊、油隙撐條、隔板、紙板筒、瓦楞紙、鐵軛絕緣、夾件絕緣和端絕緣繞組壓板等，其常用厚度為1.0mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、6mm，絕緣紙板按密度分為低密度紙板、中密度紙板和高密度紙板，低密度紙通常稱為T3軟紙板，密度在0.75g/cm3～0.9g/cm3之間，強(qiáng)度較低，常用于折彎件或經(jīng)潤(rùn)濕以后制作拉伸件，如成型角環(huán)、環(huán)狀件和軟紙筒等。低密度紙板吸油率高，成型性好，但力學(xué)性能較差；中密度板通常稱為T1紙板，密度為0.95g/cm3～1.15g/cm3之間，用作撐條墊塊等；高密度紙板通常稱為T4硬紙板，密度為1.15g/cm3～1.3g/cm3，用作絕緣紙板筒、絕緣壓板和端圈等。在高壓線圈多層紙筒組成的油-板間隔結(jié)構(gòu)中，也可用瓦楞紙板代替紙板撐條形成油隙，這樣可以在保證絕緣性能的基礎(chǔ)上節(jié)省材料。#p#分頁標(biāo)題#e#

4.6 聚丙烯薄膜

聚丙烯薄膜是由聚丙烯樹脂（PP）擠出厚片，經(jīng)定向拉伸而成，其特點(diǎn)是：1）密度小，可拉伸成0.06mm甚至更薄，其密度為0.89g/cm3～0.92g/cm3。2）具有較好的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，相對(duì)介電系數(shù)為2～2.2，擊穿打壓大于150MV/m；3）具有很好的機(jī)械性能，其抗張強(qiáng)度大于100MPa；4）可在125℃長(zhǎng)期使用，屬于E級(jí)絕緣；5）具有疏水性，防吸水的能力很強(qiáng)，可用于油浸式干式變壓器的導(dǎo)線絕緣。

4.7 其它絕緣材料

干式變壓器油、絕緣紙是油浸式干式變壓器線圈的的主要絕緣材料，樹脂、絕緣紙、復(fù)合材料是干式干式變壓器線圈的主要絕緣材料，除了這些材料外，在干式變壓器中還常用到以下一些絕緣材料：（層壓木、層壓板、絕緣漆、絕緣膠、棉布帶、緊縮帶、無緯帶等

1）層壓板：電工層壓制品是由紙、布及木質(zhì)單板作底材，浸（或涂）以不同的膠粘劑，經(jīng)熱壓（或卷制）而制成的層狀結(jié)構(gòu)的絕緣材料。根據(jù)使用要求，層壓制品可制成具有優(yōu)良電氣、機(jī)械性能和耐熱、耐油、耐霉、耐電弧及耐電暈等特性的制品。層壓制品主要包括層壓板、層壓木、層壓管、棒、電容套管芯和其它特種型材等。層壓制品的性能取決于底材和膠粘劑的性質(zhì)及其成型工藝。層壓板按照原材料和粘合劑的不同，分為絕緣層壓板（紙板，用于油變）、酚醛層壓紙板（通稱電木板，紙板浸漬酚醛樹脂，用于油變）、酚醛層壓布板（棉布浸以酚醛樹脂，常用于油變）、環(huán)氧玻璃布板（玻璃纖維布以環(huán)氧樹脂為粘合劑，可用于F級(jí)干變或油變）、改性二苯醚玻璃布板（玻璃纖維布以改性二苯醚樹脂為粘合劑，可用于H級(jí)干變）、雙馬來酰亞胺玻璃布板（玻璃纖維布以雙馬來酰亞胺樹脂為粘合劑，可用于H級(jí)干變）。層壓板通常具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和絕緣性能，在干式變壓器中常用作鐵心夾件絕緣、外部支承件等。

2）絕緣筒（管）：干式變壓器中的絕緣筒主要用于內(nèi)外線圈間、線圈與鐵心之間，用于線圈內(nèi)襯骨架，導(dǎo)線直接繞制在絕緣筒上，同時(shí)，絕緣筒還可用于主絕緣，增加主絕緣油隙數(shù)量，增強(qiáng)絕緣。絕緣筒根據(jù)材料的不同，通產(chǎn)共分為酚醛紙筒（常用于油變）、環(huán)氧玻璃布筒（常用于油變或F級(jí)干變）、改性二苯醚玻璃布筒（常用于H級(jí)干變）、玻璃鋼筒（常用于H級(jí)干變）、雙馬來酰亞胺玻璃布筒（常用于H級(jí)干變）等。#p#分頁標(biāo)題#e#

3）層壓木：電工層壓木選用優(yōu)質(zhì)的硬木，如白樺木、山毛櫸等，經(jīng)70℃～80℃兩次蒸煮，去掉木材本身的木質(zhì)酸和油脂后，切為1～3mm的單板，干燥后再涂以樹脂膠黏劑，經(jīng)預(yù)固化處理后，經(jīng)反復(fù)組坯疊裝而成，具有良好的絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，在油變中可用作墊塊、角環(huán)等的。

4）綁扎帶：干式變壓器用綁扎帶有棉布帶、緊縮帶、網(wǎng)狀半干無緯帶、玻璃布帶、聚酯帶等，用于鐵心、線圈的綁扎、收緊等。

5.材料結(jié)構(gòu)和附件

在干式變壓器中，還有結(jié)構(gòu)材料和附件，結(jié)構(gòu)材料主要起到干式變壓器支承、磁路、電路加固、干式變壓器絕緣液封裝等功能，包括夾件、油箱、散熱器、儲(chǔ)油柜等，其主要材料為Q235鋼材，對(duì)于油箱箱蓋的出線套管位置常采用無磁鋼以減少渦流，此外干式變壓器器身內(nèi)部有時(shí)也會(huì)在采用無磁鋼或高牌號(hào)鋼材。

干式變壓器附件主要其性能監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能，干變中包括溫控器、風(fēng)機(jī)、互感器等，油變中包括氣體繼電器、溫控器、壓力釋放閥、分接開關(guān)等，部分附件需求是由客戶提出。

來源：干式變壓器圈

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