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Dopo aver letto questo, avrai una comprensione completa del materiale e della costruzione del corpo del trasformatore

I materiali principali del corpo del trasformatore includono materiali per circuiti magnetici, materiali per circuiti, materiali isolanti, materiali strutturali, ecc.


Febbraio 24, 2022
Dopo aver letto questo, avrai una comprensione completa del materiale e della costruzione del corpo del trasformatore

I materiali principali del corpo del trasformatore includono materiali per circuiti magnetici, materiali per circuiti, materiali isolanti, materiali strutturali, ecc. Gli usi e le categorie specifici dei materiali sono:

1. Lamiera di acciaio al silicio

Nel trasformatore, i requisiti per le prestazioni dell'acciaio al silicio sono principalmente:

 

①Bassa perdita di ferro, che è l'indicatore più importante della qualità delle lamiere di acciaio al silicio. Tutti i paesi dividono i gradi in base al valore della perdita di ferro. Minore è la perdita di ferro, maggiore è il grado.

 

②L'intensità dell'induzione magnetica (induzione magnetica) è elevata sotto il forte campo magnetico, che riduce il volume e il peso del nucleo di ferro del motore e del trasformatore e consente di risparmiare lamiere di acciaio al silicio, fili di rame e materiali isolanti.

 

③La superficie è liscia, piatta e di spessore uniforme, il che può migliorare il fattore di riempimento del nucleo di ferro.

 

④Ha una buona perforabilità ed è facile da elaborare.

 

⑤L'adesione e la saldabilità del film isolante superficiale sono buone, il che può prevenire la corrosione e migliorare le proprietà di punzonatura.

 

⑥ Fondamentalmente nessun invecchiamento magnetico.

 

Classificazione e definizione del grado della lamiera di acciaio al silicio

 

I trasformatori di solito utilizzano lamiere di acciaio al silicio a grani orientati laminate a freddo per garantire i loro livelli di efficienza energetica senza carico. La lamiera di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo può essere suddivisa in lamiere di acciaio al silicio a grani orientati laminati a freddo, lamiere di acciaio al silicio ad alta permeabilità magnetica (o lamiera di acciaio al silicio ad alta induzione magnetica) e lamiere di acciaio al silicio con punteggio laser in base alle proprietà e modalità di elaborazione. Solitamente, sotto il campo magnetico alternato (valore di picco) di 50Hz e 800A, la lamiera di acciaio al silicio con la polarizzazione magnetica minima B800A=1.78T~1.85T raggiunta dal nucleo di ferro è chiamata lamiera di acciaio al silicio ordinario, indicata come "CGO", e B800A=1.85T o più La principale differenza tra l'acciaio Hi-B e l'acciaio al silicio convenzionale è: la trama di orientamento gaussiano dell'acciaio Hi-B Il grado dell'acciaio al silicio è molto alto, ovvero l'allineamento dei grani dell'acciaio al silicio nella la direzione di magnetizzazione facile è molto alta. Nell'industria, il processo di ricristallizzazione secondaria viene utilizzato per produrre lamiere di acciaio al silicio con un contenuto di silicio del 3%. L'orientamento della grana dell'acciaio Hi-B è molto alto. La deviazione media dalla direzione di laminazione è 3°, mentre quella della normale lamiera di acciaio al silicio è 7°, quindi l'acciaio Hi-B ha una maggiore permeabilità magnetica, di solito il suo B800A può raggiungere più di 1,88T, il che migliora la trama di orientamento gaussiano e La permeabilità magnetica riduce la perdita di ferro. Un'altra caratteristica dell'acciaio Hi-B è che la tensione elastica della pellicola di vetro e del rivestimento isolante attaccato alla superficie della lamiera d'acciaio è 3~5 N/mm2, che è migliore di 1~2 N/mm2 del normale acciaio al silicio orientato foglio. Lo strato ad alta tensione riduce la larghezza del dominio magnetico e riduce le perdite anomale di correnti parassite. Pertanto, l'acciaio Hi-B ha un valore di perdita di ferro inferiore rispetto alla tradizionale lamiera di acciaio al silicio a grani orientati.

 

La lamiera di acciaio al silicio marcata a laser si basa sull'acciaio Hi-B, attraverso la tecnologia di irradiazione del raggio laser, la superficie è leggermente tesa, l'asse magnetico è ulteriormente raffinato e si ottiene una minore perdita di ferro. Le lamiere di acciaio al silicio marcate a laser non possono essere ricotte, perché l'effetto del trattamento laser scompare se la temperatura viene aumentata.


Di solito è di circa 1,56 T, che è circa il 20% diverso dalla densità del flusso di saturazione della lamiera di acciaio al silicio convenzionale 1,9 T, quindi anche la densità del flusso di progetto del trasformatore deve essere ridotta del 20%. La densità di flusso di progetto dei trasformatori a olio in lega amorfa è generalmente inferiore a 1,35 T. La densità magnetica di progetto del cambio a secco della lega cristallina è generalmente inferiore a 1,2 T.

 

2) Le strisce centrali di aggregati amorfi sono sensibili alle sollecitazioni. Dopo che le strisce centrali sono state sollecitate, le prestazioni a vuoto possono deteriorarsi facilmente. Pertanto, una particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla struttura. Il nucleo deve essere sospeso sul telaio di supporto e sulla bobina. Sopporta la propria gravità e, allo stesso tempo, è necessario prestare particolare attenzione durante il processo di assemblaggio, l'anima di ferro non può essere sollecitata e il battito e altri metodi dovrebbero essere ridotti.

 

3) La magnetostrizione è circa il 10% maggiore di quella delle lamiere di acciaio al silicio convenzionali, quindi il suo rumore è difficile da controllare, che è anche uno dei motivi principali per limitare la diffusione diffusa dei trasformatori in lega amorfa. Il rumore del trasformatore pone requisiti più elevati, che si dividono in aree sensibili e aree non sensibili, e i requisiti di livello sonoro sono proposti in modo mirato, il che richiede un'ulteriore riduzione della densità magnetica del progetto del nucleo.

 

4) La striscia di lega amorfa è sottile, con uno spessore di soli 0,03 mm, quindi non può essere trasformata in una forma di laminazione come una normale lamiera di acciaio al silicio, ma può essere trasformata solo in un'anima di ferro arrotolata. Pertanto, la struttura del nucleo in ferro dei produttori di trasformatori convenzionali non può essere elaborata da sola. In outsourcing, corrispondente alla sezione rettangolare della fascia d'anima in ferro avvolta, la bobina del trasformatore in lega amorfa è solitamente realizzata anch'essa in una struttura rettangolare;

 

5) Il grado di localizzazione non è sufficiente. Al momento, si tratta principalmente di nastri di leghe amorfe importati da Hitachi Metals e la localizzazione si sta gradualmente realizzando. In Cina, Antai Technology e Qingdao Yunlu hanno una banda larga in lega amorfa (213 mm, 170 mm e 142 mm). , e c'è ancora un certo divario tra le sue prestazioni e la stabilità dei nastri importati.

 

6) La lunghezza massima della striscia è limitata. Anche la lunghezza massima della striscia periferica esterna della striscia di lega amorfa nella fase iniziale è notevolmente limitata a causa della limitazione delle dimensioni del forno di ricottura. Tuttavia, al momento è stato sostanzialmente risolto e si possono produrre leghe amorfe con una lunghezza massima della striscia periferica di 10 m. Il telaio del nucleo di ferro può essere utilizzato per produrre 3150 kVA e al di sotto del cambio a secco in lega amorfa e 10000 kVA e al di sotto del cambio dell'olio in lega amorfa.

 

Sulla base dell'eccellente effetto di risparmio energetico dei trasformatori in lega amorfa, insieme alla promozione del risparmio energetico nazionale e della riduzione delle emissioni e di una serie di politiche, la quota di mercato dei trasformatori in lega amorfa è in aumento e considerando la striscia di lega amorfa (attualmente 26,5 yuan ) /kg) Il prezzo è circa il doppio di quello delle lamiere di acciaio al silicio convenzionali (30Q120 o 30Q130) e il divario con il rame è relativamente piccolo. Considerando la qualità dei prodotti della rete elettrica e i requisiti di offerta, i trasformatori in lega amorfa utilizzano solitamente conduttori in rame. Rispetto alle tradizionali lamiere di acciaio al silicio, le principali differenze di costo dei trasformatori in lega amorfa sono le seguenti:

 

1) A causa della struttura del nucleo avvolto, la struttura trifase a cinque colonne dovrebbe essere adottata per il tipo di nucleo del trasformatore, che può ridurre il peso del nucleo a telaio singolo e ridurre la difficoltà di assemblaggio. La struttura trifase a cinque colonne e la struttura trifase a tre colonne presentano vantaggi e svantaggi in termini di costi. , Attualmente, la maggior parte dei produttori utilizza una struttura a cinque colonne trifase. Il nucleo di ferro a telaio singolo acquistato e l'assieme sono mostrati nella Figura 2:

2) Poiché la sezione trasversale dello stelo è rettangolare, per mantenere costante la distanza di isolamento, anche le bobine di alta e bassa tensione sono ricavate in una corrispondente struttura rettangolare.

 

1) Poiché la densità magnetica di progettazione del nucleo è inferiore di circa il 25% rispetto a quella dei trasformatori convenzionali in lamiera di acciaio al silicio e il coefficiente di laminazione del suo nucleo è di circa 0,87, che è molto inferiore a quello dei trasformatori convenzionali in lamiera di acciaio al silicio di 0,97, il suo design incrocia l'area della sezione deve essere maggiore di quella dei tradizionali trasformatori in lamiera di acciaio al silicio. Se è maggiore del 25%, aumenterà di conseguenza anche il perimetro corrispondente delle bobine di alta e bassa tensione. Allo stesso tempo, è anche necessario considerare l'aumento della lunghezza delle spire di alta e bassa tensione. Per garantire che la perdita di carico della bobina non cambi, l'area della sezione trasversale del filo deve essere Di conseguenza, il contenuto di rame dei trasformatori in lega amorfa è circa il 20% superiore a quello dei trasformatori convenzionali.

3. Materiali del circuito

Panoramica

 

Il circuito interno del trasformatore è composto principalmente da avvolgimenti (detti anche bobine). È direttamente collegato alla rete elettrica esterna ed è il componente principale del trasformatore. Il circuito interno del trasformatore è solitamente costituito da avvolgimenti di filo. I fili di rame e fili di alluminio si dividono in fili tondi, fili piatti (che possono essere ulteriormente suddivisi in fili singoli, fili combinati e fili trasposti), conduttori a lamina, ecc. in base alla forma della sezione trasversale dei fili. strati e infine formano la bobina complessiva. Pertanto, i principali materiali conduttori del circuito del trasformatore sono rame e alluminio.

 

3.1 Confronto delle caratteristiche del rame e dell'alluminio

 

Sia il rame che l'alluminio sono materiali metallici con una buona conduttività elettrica e sono conduttori comunemente usati per realizzare bobine di trasformatori. Le differenze nelle proprietà fisiche sono mostrate nella tabella seguente:

 

3.2 Confronto delle prestazioni dei fili rame-alluminio negli avvolgimenti dei trasformatori

 

La differenza del trasformatore rame-alluminio è determinata anche dalla differenza di materiali, che si concretizza nei seguenti aspetti:

 

1) La resistività dei conduttori in rame è solo del 60% circa di quella dei conduttori in alluminio. Per ottenere gli stessi requisiti di perdita e aumento della temperatura, l'area della sezione trasversale dei conduttori in alluminio da utilizzare è più del 60% più grande di quella dei conduttori in rame, quindi sono richiesti la stessa capacità e gli stessi parametri. Il volume del trasformatore con conduttore in alluminio è solitamente maggiore di quello del trasformatore con conduttore in rame, ma in questo momento viene aumentata anche l'area di dissipazione del calore del trasformatore, quindi l'aumento della temperatura dell'olio è inferiore;

 

2) La densità dell'alluminio è solo del 30% circa di quella del rame, quindi i trasformatori di distribuzione con conduttori in alluminio sono più leggeri dei trasformatori di distribuzione con conduttori in rame;

 

3) Il punto di fusione del conduttore di alluminio è molto inferiore a quello del conduttore di rame, quindi il limite di aumento della temperatura della corrente di cortocircuito è 250 ℃, che è inferiore ai 350 ℃ del conduttore di rame. Grande, quindi il volume è anche maggiore del trasformatore conduttore di rame;

 

4) La durezza del conduttore in alluminio è bassa, quindi la bava superficiale è più facile da eliminare, quindi dopo la realizzazione del trasformatore si riduce la probabilità di cortocircuito tra le spire o tra gli strati causati dalla bava;

 

5) A causa della bassa resistenza alla trazione e alla compressione dei conduttori in alluminio e alla scarsa resistenza meccanica, i trasformatori conduttori in alluminio non sono in grado di cortocircuitare come i trasformatori conduttori in rame. Il limite di sollecitazione del conduttore è di 1600 kg/cm2 e la capacità portante è notevolmente migliorata;

 

6) Il processo di saldatura tra il conduttore in alluminio e il conduttore in rame è scadente e la qualità della saldatura del giunto non è facile da garantire, il che influisce in una certa misura sull'affidabilità del conduttore in alluminio.

 

7) Il calore specifico del conduttore in alluminio è il 239% di quello del conduttore in rame, ma considerando la differenza di densità e densità elettrica di progetto tra i due, la differenza di costante di tempo termica effettiva tra i due non è grande quanto il calore specifico differenza. La capacità di sovraccarico a breve termine dei trasformatori a secco ha scarso effetto.

4. Materiale isolante

Panoramica

 

L'affidabilità e la durata di un trasformatore, tuttavia, dipendono in larga misura dal materiale isolante utilizzato. I materiali isolanti, detti anche dielettrici, sono sostanze ad alta resistività e bassa conducibilità. I materiali isolanti possono essere utilizzati per isolare conduttori carichi o con potenziali diversi, consentendo alla corrente di fluire in una determinata direzione. Nei prodotti per trasformatori, i materiali isolanti svolgono anche il ruolo di dissipazione del calore, raffreddamento, supporto, fissazione, estinzione dell'arco, potenziale miglioramento del gradiente, resistenza all'umidità, resistenza alla muffa e protezione dei conduttori. Sotto l'azione della tensione CC, solo una corrente molto piccola scorre attraverso il materiale isolante. La sua resistività (riferita alla resistività di volume nell'aria) è relativamente alta, generalmente 108~1020Ω·cm (la resistività del conduttore è 10-6~10-3Ω·cm e la resistività del semiconduttore è 10-3~ 108Ω cm).

 

Il materiale isolante ha una resistenza molto grande alla corrente continua. A causa della sua elevata resistività, sotto l'azione della tensione continua, è praticamente non conduttivo ad eccezione di una corrente di dispersione superficiale molto piccola; mentre ha capacità di corrente alternata. Anche la corrente elettrica è generalmente considerata non conduttiva. Maggiore è la resistività del materiale isolante, migliori sono le sue proprietà isolanti.

 

I materiali isolanti vengono utilizzati nei trasformatori per isolare le parti conduttive l'una dall'altra a terra (potenziale zero). Se utilizzati in vari supporti, dovrebbero anche avere buone proprietà meccaniche. Inoltre, i materiali isolanti svolgono anche altri ruoli, come il raffreddamento, il fissaggio, l'accumulo di energia, l'estinzione dell'arco, il miglioramento del gradiente potenziale, l'impermeabilità all'umidità, alla muffa e alla protezione dei conduttori.

 

Tipicamente, i materiali isolanti rientrano in tre categorie:

 

1) Materiali isolanti per gas: a temperatura e pressione normali, i gas secchi generali hanno buone proprietà isolanti, come aria, azoto, idrogeno, anidride carbonica, esafluoruro di zolfo, ecc. Tra questi, aria ed esafluoruro di zolfo sono utilizzati nei trasformatori. ampiamente;

 

2) Materiale isolante liquido: Il materiale isolante liquido di solito esiste sotto forma di olio, noto anche come olio isolante. Come oli minerali, oli vegetali, esteri sintetici, ecc.;

 

3) Materiali isolanti solidi: come vernice isolante, colla isolante, carta isolante, cartone isolante, cartone ondulato, plastica e film elettrici, laminati elettrici (barre, tubi), resina epossidica fusa, porcellana elettrica, gomma, prodotti a base di mica, eccetera. .

 

4.1 Olio isolante

 

L'olio isolante è caratterizzato da elevata resistenza elettrica, fulmine elevato, basso punto di congelamento, temperatura di prestazione sotto l'azione dell'ossigeno, alta temperatura e forte campo elettrico, non tossico, non corrosivo, bassa viscosità, buona fluidità e così via. È ampiamente utilizzato in prodotti elettrici come trasformatori, interruttori dell'olio, condensatori e cavi e svolge il ruolo di isolamento, raffreddamento, impregnazione e riempimento. Inoltre, svolge anche il ruolo di estinzione dell'arco negli interruttori dell'olio e di accumulo di energia nei condensatori.

 

L'olio isolante svolge contemporaneamente il duplice ruolo di isolamento e raffreddamento nel trasformatore;

 

Gli oli isolanti sono attualmente generalmente suddivisi nelle seguenti categorie:

 

1) Olio minerale: come olio per trasformatori, olio per interruttori, olio per condensatori, olio per cavi;

 

2) Olio sintetico: come dodecilbenzene, olio di silicone, estere sintetico, ecc.;

 

3) Olio vegetale;

 

4.2 Resina epossidica

 

La resina epossidica è un composto polimerico. La resina è caratterizzata da un materiale organico solido, semisolido o quasi solido con una massa molecolare indeterminata (solitamente elevata), una tendenza a fluire quando sottoposta a sollecitazioni, solitamente un intervallo di rammollimento o fusione, e una sezione trasversale solida che spesso presenta una forma a conchiglia. Ha le seguenti caratteristiche di base:

 

1) La catena molecolare è molto lunga, ogni catena contiene centinaia o addirittura decine di migliaia di atomi, che sono legati tra loro in modo covalente;

 

2) La lunga catena molecolare è composta dalla più piccola unità ripetitiva, cioè la maglia di catena, e il numero di maglie di catena in una molecola è chiamato grado di polimerizzazione;

 

3) La forza intermolecolare totale delle macromolecole spesso supera la forza di legame chimico tra gli atomi nella molecola, per cui i composti polimerici hanno una serie di caratteristiche: ad esempio non c'è polimero gassoso, il processo di dissoluzione del polimero è molto lento, ecc. Se c'è un legame incrociato tra le molecole, questa caratteristica è ancora più distintiva.

 

La resina epossidica si riferisce a oligomeri contenenti gruppi funzionali epossidici. Le resine epossidiche iniziarono ad apparire nel 1891. Dopo il 1947, molte aziende negli Stati Uniti e in Svizzera sintetizzarono con successo le resine epossidiche di bisfenolo A a livello industriale. il mio paese ha iniziato la produzione nel 1956.

 

Le proprietà di isolamento elettrico dei materiali epossidici sono particolarmente eccezionali. Quando non viene aggiunto alcun riempitivo, l'EB del prodotto indurito è superiore a 16MV/m, il pV è superiore a 1011Ω·m, εr è compreso tra 3 e 4 e tanδ è di circa 0,002 al di sotto della frequenza di rete. Pertanto, le resine di ossigeno ad anello al 20% vengono utilizzate per l'isolamento elettrico ed elettronico, come la vernice impregnante epossidica come vernice isolante di classe B, l'impregnazione degli avvolgimenti dello statore di motori piccoli e medi; la vernice epossidica priva di solventi viene utilizzata per l'impregnazione sotto vuoto di avvolgimenti dello statore di motori di grandi dimensioni; i laminati (piastre, tubi, aste) sono utilizzati come cunei di fessure e distanziatori di motori, aste di manovra per interruttori ad alta tensione; gli adesivi vengono utilizzati per l'incollaggio di boccole elettriche in porcellana ad alta tensione; i calcinabili sono utilizzati per l'isolamento del disco in apparecchi elettrici combinati (GIS) con esafluoruro di zolfo. Componenti come isolatori, trasformatori e condensatori ceramici ad alta tensione. Allo stato attuale, i marchi delle resine epossidiche o delle resine epossidiche modificate prodotte in Cina non sono ancora uniformi per il momento. Anche i nomi dei diversi produttori di resine epossidiche nel mondo sono diversi e devono essere identificati dal marchio.

 

Le resine epossidiche sono solo oligomeri e possono essere utilizzate solo dopo l'indurimento. L'agente indurente può reagire con la resina epossidica per reticolare le molecole di resina da una struttura lineare a una struttura sfusa. I promotori/catalizzatori possono ridurre l'energia di attivazione della reazione e possono promuovere/regolare il processo di reazione del gel del calcinabile. L'agente indurente utilizza l'idrogeno attivo in esso contenuto per effettuare una reazione di addizione di apertura dell'anello con il gruppo epossidico attivo nella resina per ottenere l'indurimento. L'idrogeno attivo è -NH2, -NH-, -COOH, -OH e -SH nell'agente indurente o nell'acceleratore. nell'idrogeno. Gli agenti indurenti comunemente usati sono le ammine e le anidridi acide. Alcuni agenti indurenti richiedono acceleratori/catalizzatori, altri richiedono condizioni di temperatura elevata e altri possono reagire violentemente a basse temperature. Diversi agenti indurenti porteranno anche a grandi differenze nelle proprietà dei prodotti stagionati, che hanno un impatto significativo sulle proprietà finali del prodotto. Pertanto, è molto importante progettare e selezionare l'agente indurente nel sistema di formulazione della resina epossidica.

 

L'isolamento epossidico viene utilizzato nei trasformatori a secco ed è un nuovo sviluppo negli ultimi 40 anni. La vita di progetto della bobina del trasformatore deve raggiungere i 30 anni e il grado di resistenza al calore deve raggiungere il grado F. È difficile che i materiali generali soddisfino i requisiti.

 

A tal fine è necessario progettare, ottimizzare, testare e verificare i materiali utilizzati ei loro sistemi e processi di formulazione al fine di ottenere l'effetto desiderato. Nel trasformatore a secco con isolamento in resina, il sistema di resina epossidica è formato mediante colata o immersione e quindi polimerizzato termicamente per formare l'isolamento della bobina (cioè l'isolamento longitudinale). Durante l'intero funzionamento del trasformatore di tipo a secco, l'isolamento in resina epossidica deve garantire anche l'isolamento elettrico della bobina e la resistenza meccanica, e dissipare il calore all'interno della bobina per conduzione termica.

 

La sua più grande debolezza è l'irreversibilità e l'irreparabilità dei difetti e dei danni dell'isolamento in resina (generalmente difetti nel processo di fabbricazione e danni nel processo operativo). Pertanto, evitare la fessurazione dell'isolamento solido, evitare difetti di colata ed evitare scariche parziali (cioè scariche parziali) sono particolarmente importanti e diventano la chiave per la tecnologia di produzione dell'isolamento solido e sono al centro della concorrenza tra i produttori.

 

A causa dell'elevato aumento di temperatura causato dalla perdita durante il funzionamento del trasformatore, l'isolamento in resina funziona a lungo ad alta temperatura (come il trasformatore di classe F, la temperatura di lavoro massima progettata è generalmente di circa 140 ℃) e il trasformatore potrebbe essere ad alta temperatura prima della messa in servizio e durante la manutenzione. Bassa temperatura (come -30 ℃) e il trasformatore sarà soggetto all'enorme scossa elettrica di fulmini ad alta tensione o cortocircuito in qualsiasi momento. Le bobine isolate in resina dovrebbero essere in grado di adattarsi a questi cambiamenti ed essere in grado di resistere o resistere a shock elettrodinamici di cortocircuito a temperature estremamente alte e basse. Pertanto, requisiti estremamente severi sono posti sulle proprietà termiche, meccaniche ed elettriche dei sistemi di isolamento epossidico.

 

Attualmente esistono due tipi di sistemi di materiale isolante per trasformatori in colata di resina, uno è "colata in resina pura + rinforzo in fibra di vetro ad alto tasso di riempimento" e l'altro è "colata in polvere di quarzo resina + rinforzo locale in rete di vetro preimpregnato".

 

Il sistema di isolamento (ovvero la struttura di isolamento convenzionale) copre un campo più ampio rispetto al sistema di materiale isolante. Si riferisce all'isolamento delle apparecchiature elettriche (o dei suoi componenti indipendenti) nel suo insieme, inclusi non solo i materiali isolanti e le loro combinazioni, ma anche l'isolamento ei conduttori. Oppure il rapporto tra i magneti, il rapporto con il campo elettrico, il rapporto tra l'isolamento e l'ambiente circostante (gas o liquidi e sue condizioni, contaminazione superficiale, condizioni di dissipazione del calore, forza meccanica o radiazione, ecc.), ecc., e la sua adattabilità ai parametri di funzionamento dell'impianto elettrico E' l'isolamento. Il flusso d'aria e la dissipazione del calore nel trasformatore di tipo a secco, la sollecitazione dell'isolamento, ecc. rientrano tutti nell'ambito del sistema di isolamento da considerare.

 

4.3 Carta isolante

 

La carta in fibra vegetale è suddivisa in fibra di legno, fibra di cotone e fibra di canapa, di cui la più comunemente usata è la carta in fibra di pura polpa di legno solfato. L'abete, il pino coreano e altri legni sono composti principalmente da cellulosa, che è un composto polimerico naturale. Il metodo di fabbricazione della carta isolante adotta un metodo chimico, come il metodo del solfato. In questo metodo, il componente principale del liquido di cottura è il solfuro di sodio (Na2S). Il solfuro di sodio viene idrolizzato per generare idrogeno solforato di sodio e idrossido di sodio. La cellulosa reagisce e la dissolve nella liscivia. Il liquido di cottura è relativamente mite, quindi il peso molecolare della cellulosa diminuisce molto poco. Le carte isolanti in cellulosa vegetale comunemente utilizzate nei trasformatori sono: carta per cavi di alimentazione, carta per cavi ad alta tensione e carta isolante per trasformatori.

 

1) Carta per cavi: La carta per cavi è in pasta kraft, i gradi sono DL08, DL12, DL17, gli spessori sono rispettivamente 0,08 mm, 0,12 mm e 0,17 mm e vengono forniti in rotoli. Dopo che la carta del cavo è stata impregnata con olio per trasformatori, la sua resistenza meccanica e la resistenza elettrica saranno notevolmente migliorate. Ad esempio, la rigidità elettrica della carta del cavo di alimentazione nell'aria è 6~9×103kV/m, e dopo aver asciugato e immerso l'olio del trasformatore, la rigidità elettrica raggiunge 70~90×103kV/m. Ha una stabilità termica sufficiente e viene solitamente utilizzato come isolamento degli avvolgimenti e isolamento degli interstrati. La carta per cavi comprende anche la carta per cavi ad alta tensione, la carta per cavi a bassa tensione, la carta per cavi ad alta densità e la carta crespa isolante. La carta per cavi ad alta tensione è adatta per trasformatori e trasformatori da 110-330 kV, con tangente a bassa perdita dielettrica; la carta per cavi a bassa tensione viene utilizzata per l'isolamento di cavi elettrici e trasformatori o altri prodotti elettrici di 35 kV e inferiori; la carta crespa isolante è realizzata in carta isolante elettrica. È fatto di lavorazione delle rughe e ci sono rughe lungo la sua direzione trasversale, che vengono separate quando vengono allungate. Viene spesso utilizzato per avvolgere l'isolamento di trasformatori a bagno d'olio, come l'avvolgimento di isolamento di uscite delle bobine, conduttori e dispositivi di schermatura elettrostatica; anche la carta per cavi ad alta densità è isolante Una specie di carta crespa, la resistenza elettrica è dal 100% al 150% superiore alla carta crespa generale, la resistenza meccanica è superiore del 50%, la resistenza elettrica è elevata, la resistenza all'olio è buona, l'elasticità è buona ed è facile da allungare. Può essere usato come piombo al posto del nastro verniciato. e isolamento dei collegamenti e delle curve dei cavi.

 

2) Carta telefonica: anche la carta telefonica è composta da polpa di solfato, comunemente usata nei cavi telefonici. Ha una scarsa resistenza meccanica ed è generalmente utilizzato come isolante di spire, isolamento di strati o isolamento di copertura di conduttori.

 

3) Carta per condensatori: La carta per condensatori è suddivisa in Classe A e Classe B in base ai requisiti di utilizzo. La carta per condensatori di classe A viene utilizzata per i condensatori dielettrici in carta metallizzata nell'industria elettronica. La classe B è utilizzata principalmente come dielettrico interpolare per condensatori di potenza. La carta del condensatore è caratterizzata da un'elevata tenuta e da uno spessore sottile. Generalmente, i trasformatori di corrente utilizzano spesso la carta del condensatore e i trasformatori sono usati raramente.

 

4) Carta isolante a spirale: la carta isolante a spirale viene utilizzata come carta di supporto della carta di collatura e la carta di collatura viene utilizzata per avvolgere il cilindro isolante (tubo) e il manicotto capacitivo, caratterizzato dal fatto che l'altezza di assorbimento d'acqua è maggiore rispetto alla carta del cavo e inferiore alla carta di impregnazione. La carta incollata viene suddivisa in incollata su un lato o su due lati (resina fenolica o epossidica), che viene polimerizzata a bassa temperatura. Quando la carta incollata viene utilizzata per realizzare un tubo di carta o per pressare un laminato, la colla viene infine polimerizzata quando viene riscaldata e pressata. , Il rotolo è generalmente un nastro monoadesivo e il nastro pressato è un nastro biadesivo. Inoltre, c'è anche carta incollata a diamante (carta incollata a rete), che viene utilizzata per l'isolamento degli strati intermedi delle bobine di avvolgimento in lamina a bagno d'olio. Dopo l'indurimento, assicura l'adesione tra gli isolanti e tra l'isolante e la lamina, aumentando la resistenza e una buona permeabilità all'olio.

 

La carta isolante per trasformatori convenzionale viene utilizzata principalmente per la carta per cavi, la carta crespa e la carta per l'erogazione di rombi, che vengono utilizzati nei trasformatori come isolamento tra le spire, isolamento tra gli strati, legatura di piombo, ecc. Di solito, i prezzi di vari tipi di carta isolante sono nessuna differenza. Sarà troppo grande, circa 20 yuan/kg.

 

4.4 Materiali compositi elettrici

 

I film sottili elettrici e i materiali compositi elettrici hanno eccellenti proprietà dielettriche e appartengono ai materiali isolanti in fogli sottili. I film elettrici includono film di poliestere e film di poliimmide, che possono essere utilizzati anche come isolamento dei cavi e isolamento degli interstrati nei trasformatori. Il materiale composito elettrico è un prodotto composito costituito da un lato o due lati del materiale in fibra legato con una pellicola, che può essere utilizzato come isolamento interstrato nei trasformatori, in particolare nelle bobine a lamina trasformate a secco, e le bobine a bassa tensione sono solitamente realizzate in materiali compositi. Dopo l'impregnazione con resina, viene utilizzato come isolante interstrato. I materiali compositi comunemente usati sono DMD, GHG e così via.

 

Il nome completo di DMD è materiale composito morbido non tessuto in fibra di poliestere con film di poliestere, che è diviso in DMD in resina preimpregnata e DMD non preimpregnato. D) Il composito morbido a tre strati fabbricato. Il DMD ha un eccellente isolamento elettrico, resistenza al calore e resistenza meccanica, nonché eccellenti proprietà di impregnazione. Il DMD non preimpregnato può essere utilizzato come isolamento interstrato per trasformatori in bagno d'olio e il DMD preimpregnato può essere utilizzato come isolamento interstrato per bobine avvolte in lamina a bassa tensione nei trasformatori di tipo a secco di Classe F. I suoi specifici indicatori di performance sono riportati nella tabella seguente:

 

Il nome completo di GHG è materiale composito morbido in fibra di vetro con resina di grado H pre-impregnato con pellicola di poliimmide. È un materiale composito morbido a tre strati costituito da tessuto in fibra di vetro (G) incollato su entrambi i lati di un film di poliimmide (H). . Rispetto al DMD, ha una migliore resistenza al calore e può essere utilizzato per l'isolamento tra gli strati di bobine avvolte in lamina a bassa tensione di trasformatori a secco di isolamento di classe H.

 

Il nome completo di NHN è materiale composito morbido di carta in fibra di poliammide con pellicola di poliimmide. NHN è attualmente il materiale isolante a strato sottile più pregiato, con eccellente resistenza al calore, buone proprietà dielettriche, piccolo assorbimento d'acqua ed eccellente resistenza all'umidità. Appartiene al materiale isolante di classe H e può essere utilizzato per l'isolamento degli intercalari di trasformatori a secco di classe H. I suoi parametri di prestazione specifici sono riportati nella tabella seguente:


4.5 Cartone isolante

 

Il cartone isolante è realizzato con pura pasta di legno kraft per la fabbricazione della carta e può essere utilizzato per distanziatori per traferro, tiranti per traferro, separatori, tubi di cartone, carta ondulata, isolamento del giogo di ferro, isolamento a clip e piastre di pressione dell'avvolgimento dell'isolamento finale per avvolgimenti di torta ecc., Il suo lo spessore comune è 1,0 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm, il cartone isolante è diviso in cartone a bassa densità, cartone a media densità e cartone ad alta densità in base alla densità, la carta a bassa densità è solitamente chiamata cartone morbido T3 , la densità è compresa tra 0,75 g/cm3 e 0,9 g/cm3, la resistenza è bassa e viene spesso utilizzata per piegare parti o realizzare parti elastiche dopo la bagnatura, come formare anelli angolari, parti anulari e tubi di carta morbida. Il cartone a bassa densità ha un alto tasso di assorbimento dell'olio, una buona formabilità, ma scarse proprietà meccaniche; il cartone di media densità è solitamente chiamato cartone T1, con una densità compresa tra 0,95 g/cm3 e 1,15 g/cm3, utilizzato come supporto di sostegno, ecc.; cartone ad alta densità Il cartone è solitamente chiamato cartone T4, con una densità da 1,15 g/cm3 a 1,3 g/cm3, e viene utilizzato come tubo di cartone isolante, piastra di pressione isolante e anello terminale. Nella struttura del distanziatore oil-board composta da tubi di carta multistrato a spirale ad alta tensione, è possibile utilizzare anche cartone ondulato al posto dei montanti di cartone per formare lacune d'olio, che possono risparmiare materiali sulla base della garanzia delle prestazioni di isolamento.

 

4.6 Pellicola in polipropilene

 

Il film di polipropilene è realizzato in resina di polipropilene (PP) estrusa in un foglio spesso e allungato in una direzione. 0,92 g/cm3. 2) Ha buone proprietà elettriche e stabilità chimica, il relativo coefficiente dielettrico è compreso tra 2 e 2,2 e la pressione di rottura è maggiore di 150 MV/m; 3) Ha buone proprietà meccaniche e la sua resistenza alla trazione è maggiore di 100 MPa; 4) Può essere utilizzato a lungo a 125 ℃ e appartiene all'isolamento di classe E; 5) Ha idrofobicità e forte capacità di assorbimento dell'acqua e può essere utilizzato per l'isolamento dei cavi di trasformatori a bagno d'olio.

 

4.7 Altri materiali isolanti

 

L'olio per trasformatori e la carta isolante sono i principali materiali isolanti per le bobine dei trasformatori in bagno d'olio. Resina, carta isolante e materiali compositi sono i principali materiali isolanti per le bobine dei trasformatori a secco. Oltre a questi materiali, nei trasformatori vengono comunemente utilizzati anche i seguenti materiali isolanti: (legno laminato, laminato, vernice isolante, colla isolante, nastro di cotone, nastro di compressione, nastro senza trama, ecc.

 

1) Laminato: Il laminato elettrico è un materiale isolante stratificato composto da carta, stoffa e impiallacciatura di legno come supporto, immerso (o rivestito) con diversi adesivi e pressato a caldo (o laminato). . A seconda delle esigenze di utilizzo, i prodotti laminati possono essere trasformati in prodotti con eccellenti proprietà elettriche e meccaniche, resistenza al calore, resistenza all'olio, resistenza alla muffa, resistenza all'arco e resistenza alla corona. I prodotti laminati includono principalmente laminati, legno lamellare, tubi laminati, barre, nuclei a manicotto di condensatori e altri profili speciali. Le proprietà dei laminati dipendono dalla natura del supporto e dell'adesivo e dal processo mediante il quale sono formati. A seconda delle diverse materie prime e adesivi, i laminati si suddividono in laminati isolanti (cartone, utilizzato per il cambio dell'olio), cartone laminato fenolico (comunemente noto come bachelite, cartone impregnato di resina fenolica, utilizzato per il cambio dell'olio), cartone laminato fenolico (cotone panno impregnato di resina fenolica, comunemente usato per il cambio dell'olio), pannello in tessuto di vetro epossidico (tessuto in fibra di vetro con resina epossidica come adesivo, può essere utilizzato per cambio a secco di grado F o cambio dell'olio), pannello in tessuto di vetro etere difenile modificato (tessuto in fibra di vetro utilizza la resina modificata di etere difenile come adesivo, che può essere utilizzata per il cambio a secco di livello H), il pannello in tessuto di vetro bismaleimmide (il tessuto in fibra di vetro utilizza la resina di bismaleimmide come adesivo, può essere utilizzato per il cambio a secco di livello H). I laminati di solito hanno una buona resistenza meccanica e proprietà di isolamento e sono spesso usati come isolanti per clip di anima, supporti esterni, ecc. nei trasformatori.

 

2) Cilindro di isolamento (tubo): il cilindro di isolamento nel trasformatore viene utilizzato principalmente tra le bobine interna ed esterna, tra la bobina e il nucleo di ferro, per la bobina che riveste lo scheletro e il filo viene avvolto direttamente sul cilindro di isolamento. Allo stesso tempo, il cilindro di isolamento può essere utilizzato anche per l'isolamento principale, aumentare il numero di lacune d'olio nell'isolamento principale e rafforzare l'isolamento. A seconda dei diversi materiali, il tubo isolante è generalmente suddiviso in tubo di carta fenolica (comunemente usato per il cambio dell'olio), tubo di tela di vetro epossidico (comunemente usato per il cambio dell'olio o cambio a secco di grado F), tubo di tela di vetro di etere difenile modificato (comunemente usato per il cambio dell'olio) cambio a secco di livello H), cilindro in plastica rinforzata con fibra di vetro (comunemente utilizzato nel cambio a secco di livello H), cilindro in tessuto di vetro bismaleimmide (comunemente utilizzato nel cambio a secco di livello H), ecc.

 

3) Legno laminato: Il legno laminato elettrico è costituito da legni duri di alta qualità, come betulla, faggio, ecc. Dopo essere stato cotto due volte a 70°C a 80°C, l'acido lignina e il grasso del legno stesso vengono rimossi, e poi tagliare in pezzi individuali da 1 a 3 mm. Dopo l'essiccazione, viene rivestito con adesivo in resina. Dopo il pre-indurimento, viene ripetutamente assemblato e impilato. Ha una buona resistenza isolante e resistenza meccanica. Può essere utilizzato come distanziatore, anello angolare, ecc. nel cambio dell'olio. .

 

1) Nastri di rilegatura: i nastri di rilegatura per trasformatori includono nastri di cotone, nastri di compressione, nastri semi-secchi a rete non di trama, nastri di vetro, nastri di poliestere, ecc., Che vengono utilizzati per legare e stringere anime e bobine di ferro.

5. Struttura materiale e accessori

Nel trasformatore sono presenti anche materiali strutturali e accessori. I materiali strutturali svolgono principalmente le funzioni di supporto del trasformatore, circuito magnetico, rinforzo del circuito, imballaggio del liquido isolante del trasformatore, ecc., Compresi clip, serbatoi dell'olio, radiatori, conservatori dell'olio, ecc. I materiali principali sono per l'acciaio Q235, acciaio non magnetico viene spesso utilizzato per la boccola di uscita del coperchio del serbatoio del carburante per ridurre le correnti parassite. Inoltre, all'interno del corpo del trasformatore viene talvolta utilizzato acciaio non magnetico o acciaio di alta qualità.

 

Gli accessori del trasformatore hanno principalmente funzioni di monitoraggio e protezione delle prestazioni. I trasformatori a secco includono termostati, ventole, trasformatori, ecc. E i trasformatori di olio includono relè di gas, termostati, valvole limitatrici di pressione, interruttori di rubinetto, ecc. Alcuni accessori sono richiesti dai clienti. proporre.

 

Fonte: Transformer Circle


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