Perskaitę tai, turėsite išsamų supratimą apie transformatoriaus korpuso medžiagą ir konstrukciją.

Pagrindinės transformatoriaus korpuso medžiagos yra magnetinių grandinių medžiagos, grandinių medžiagos, izoliacinės medžiagos, konstrukcinės medžiagos ir kt. Konkrečios medžiagų panaudojimo rūšys ir kategorijos:

1. Silicio plieno lakštas

Transformatoriuje silicio plieno eksploatacinių savybių reikalavimai daugiausia yra šie:

① Mažas geležies nuostolis – svarbiausias silicio plieno lakštų kokybės rodiklis. Visos šalys skirsto rūšis pagal geležies nuostolių vertę. Kuo mažesnis geležies nuostolis, tuo aukštesnė rūšis.

② Stipraus magnetinio lauko veikiamas magnetinės indukcijos intensyvumas (magnetinė indukcija) yra didelis, todėl sumažėja variklio ir transformatoriaus geležinės šerdies tūris ir svoris, taupomi silicio plieno lakštai, variniai laidai ir izoliacinės medžiagos.

③ Paviršius yra lygus, plokščias ir vienodo storio, o tai gali pagerinti geležies šerdies užpildymo koeficientą.

④Jis gerai pramušamas ir lengvai apdorojamas.

⑤ Paviršiaus izoliacinės plėvelės sukibimas ir suvirinamumas yra geri, todėl galima išvengti korozijos ir pagerinti pramušimo savybes.

6. Iš esmės nėra magnetinio senėjimo.

Silicio plieno lakštų klasifikacija ir rūšies apibrėžimas

Transformatoriuose paprastai naudojami šaltai valcuoti grūdėtai orientuoto silicio plieno lakštai, siekiant užtikrinti jų energijos vartojimo efektyvumą be apkrovos. Šaltai valcuoti grūdėtai orientuoto silicio plieno lakštai pagal savybes ir apdorojimo metodus gali būti skirstomi į paprastus šaltai valcuotus grūdėtai orientuoto silicio plieno lakštus, didelio magnetinio pralaidumo silicio plieno lakštus (arba didelės magnetinės indukcijos silicio plieno lakštus) ir lazeriu pjaustytus silicio plieno lakštus. Paprastai, esant 50 Hz ir 800 A kintamajam magnetiniam laukui (didžiausia vertė), silicio plieno lakštai, kurių minimali magnetinė poliarizacija pasiekiama geležies šerdyje, vadinami paprastais silicio plieno lakštais, žymimi „CGO“, o B800A = 1,85 T ar daugiau. Pagrindinis skirtumas tarp Hi-B plieno ir įprasto silicio plieno yra tas, kad Hi-B plieno Gauso orientacijos tekstūra yra labai didelė. Silicio plieno laipsnis yra labai didelis, t. y. silicio plieno grūdelių išsidėstymas lengvo įmagnetėjimo kryptimi yra labai didelis. Pramonėje antrinis rekristalizacijos procesas naudojamas silicio plieno lakštams, kuriuose yra 3 % silicio, gaminti. Hi-B plieno grūdelių orientacija yra labai didelė. Vidutinis nuokrypis nuo valcavimo krypties yra 3°, o įprasto silicio plieno lakšto – 7°, todėl Hi-B plienas pasižymi didesniu magnetiniu pralaidumu, paprastai jo B800A gali siekti daugiau nei 1,88T, o tai pagerina Gauso orientacijos tekstūrą, o magnetinis pralaidumas sumažina geležies nuostolius. Kita Hi-B plieno savybė yra ta, kad prie plieno lakšto paviršiaus pritvirtintos stiklo plėvelės ir izoliacinės dangos elastinis įtempis yra 3–5 N/mm2, o tai yra geriau nei įprasto orientuoto silicio plieno lakšto 1–2 N/mm2. Didelio įtempimo sluoksnis sumažina magnetinės srities plotį ir sumažina nenormalius sūkurinių srovių nuostolius. Todėl Hi-B plienas pasižymi mažesniais geležies nuostoliais nei įprastas grūdelių orientuotas silicio plieno lakštas.

Lazeriu žymėtas silicio plieno lakštas pagamintas iš Hi-B plieno, lazerio spindulio apšvitinimo technologija šiek tiek įtempia paviršių, toliau rafinuoja magnetinę ašį ir sumažina geležies nuostolius. Lazeriu žymėtų silicio plieno lakštų negalima atkaitinti, nes lazerinio apdorojimo poveikis išnyks padidėjus temperatūrai.

Paprastai jis yra apie 1,56 T, tai yra apie 20 % mažiau nei įprastinio silicio plieno lakšto soties srauto tankis 1,9 T, todėl transformatoriaus projektinį srauto tankį taip pat reikia sumažinti 20 %. Amorfinio lydinio alyvos transformatorių projektinis srauto tankis paprastai yra mažesnis nei 1,35 T. Kristalinio lydinio sausojo pokyčio projektinis magnetinis tankis paprastai yra mažesnis nei 1,2 T.

2) Amorfinio užpildo šerdies juostelės yra jautrios įtempimui. Įtempus šerdies juostą, jos lengvai pablogėja be apkrovos. Todėl reikia atkreipti ypatingą dėmesį į konstrukciją. Šerdis turi būti pakabinta ant atraminio rėmo ir ritės. Ji turi išlaikyti savo gravitaciją, o surinkimo procese reikia atkreipti ypatingą dėmesį į tai, kad geležinė šerdis nebūtų įtempta, o deformacijos ir kiti metodai turėtų būti kuo labiau sumažinti.

3) Magnetostrikcija yra apie 10 % didesnė nei įprastų silicio plieno lakštų, todėl jos keliamą triukšmą sunku kontroliuoti, o tai taip pat yra viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl ribojamas platus amorfinių lydinių transformatorių populiarinimas. Transformatoriaus keliamas triukšmas kelia didesnius reikalavimus, kurie skirstomi į jautrias ir nejautrias zonas, o garso lygio reikalavimai keliami tikslingai, todėl reikia dar labiau sumažinti šerdies konstrukcijos magnetinį tankį.

4) Amorfinio lydinio juostelė yra plona, ​​jos storis tesiekia 0,03 mm, todėl jos negalima laminuoti kaip įprasto silicio plieno lakšto, o tik pagaminti ritininį geležies šerdį. Todėl įprastų transformatorių gamintojai negali patys apdoroti geležies šerdies struktūros. Užsakomųjų paslaugų teikėjai, atitinkantys ritininio geležies šerdies juostos stačiakampį pjūvį, paprastai taip pat gamina amorfinio lydinio transformatoriaus ritę į stačiakampę struktūrą;

5) Lokalizacijos laipsnis nėra pakankamas. Šiuo metu daugiausia importuojamos „Hitachi Metals“ amorfinio lydinio juostelės, o lokalizacija įgyvendinama palaipsniui. Kinijoje „Antai Technology“ ir „Qingdao Yunlu“ turi amorfinio lydinio plačiajuostį ryšį (213 mm, 170 mm ir 142 mm), ir vis dar yra tam tikras skirtumas tarp jo našumo ir importuotų juostų stabilumo.

6) Didžiausias juostelės ilgis yra ribotas. Dėl atkaitinimo krosnies dydžio apribojimų amorfinio lydinio juostelės didžiausias išorinis periferinis ilgis ankstyvoje stadijoje taip pat yra labai ribotas. Tačiau šiuo metu ši problema iš esmės išspręsta ir galima pagaminti amorfinius lydinius, kurių didžiausias periferinis juostos ilgis yra 10 m. Geležies šerdies rėmas gali būti naudojamas gaminti 3150 kVA ir mažesnės galios amorfinius lydinius sausuoju būdu ir 10000 kVA ir mažesnės galios amorfinius lydinius alyvos keitimo sąlygomis.

Dėl puikaus amorfinių lydinių transformatorių energijos taupymo efekto, nacionalinės energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo skatinimo bei įvairių politikos krypčių, amorfinių lydinių transformatorių rinkos dalis didėja, o atsižvelgiant į amorfinio lydinio juostą (šiuo metu 26,5 juanių/kg), kaina yra maždaug dvigubai didesnė nei įprastų silicio plieno lakštų (30Q120 arba 30Q130), o skirtumas nuo vario yra santykinai mažas. Atsižvelgiant į elektros tinklo produktų kokybę ir konkursų reikalavimus, amorfinių lydinių transformatoriuose paprastai naudojami variniai laidininkai. Palyginti su įprastais silicio plieno lakštais, pagrindiniai amorfinių lydinių transformatorių kainų skirtumai yra tokie:

1) Dėl suvyniotos šerdies struktūros transformatoriniam šerdies tipui turėtų būti taikoma trifazė penkių kolonų struktūra, kuri gali sumažinti vieno rėmo šerdies svorį ir sumažinti surinkimo sunkumus. Trifazė penkių kolonų struktūra ir trifazė trijų kolonų struktūra turi savų privalumų ir trūkumų sąnaudų atžvilgiu. Šiuo metu dauguma gamintojų naudoja trifazę penkių kolonų struktūrą. Įsigytas vieno rėmo geležinis šerdis ir surinkimas parodyti 2 paveiksle:

2) Kadangi stiebo skerspjūvis yra stačiakampis, siekiant išlaikyti vienodą izoliacijos atstumą, aukštos ir žemos įtampos ritės taip pat pagamintos iš atitinkamos stačiakampės konstrukcijos.

1) Kadangi šerdies konstrukcinis magnetinis tankis yra apie 25 % mažesnis nei įprastų silicio plieno lakštų transformatorių, o jos šerdies laminavimo koeficientas yra apie 0,87, t. y. daug mažesnis nei įprastų silicio plieno lakštų transformatorių (0,97), jos konstrukcinis skerspjūvio plotas turi būti didesnis nei įprastų silicio plieno lakštų transformatorių. Jei jis didesnis nei 25 %, atitinkamai padidės ir aukštos bei žemos įtampos ričių perimetras. Tuo pačiu metu taip pat būtina atsižvelgti į aukštos ir žemos įtampos ričių vijų ilgio padidėjimą. Siekiant užtikrinti, kad ritės apkrovos nuostoliai nepasikeistų, laido skerspjūvio plotas turi būti atitinkamai didesnis. Amorfinių lydinių transformatorių vario kiekis yra apie 20 % didesnis nei įprastų transformatorių.

3. Grandinės medžiagos

Apžvalga

Transformatoriaus vidinė grandinė daugiausia sudaryta iš apvijų (dar vadinamų ritėmis). Ji yra tiesiogiai prijungta prie išorinio elektros tinklo ir yra pagrindinė transformatoriaus dalis. Transformatoriaus vidinė grandinė paprastai sudaryta iš vielinių apvijų. Variniai ir aliuminio laidai pagal laidų skerspjūvio formą skirstomi į apvalius laidus, plokščius laidus (kuriuos galima toliau suskirstyti į pavienius laidus, kombinuotus laidus ir sukeistus laidus), folijos laidininkus ir kt. sluoksniai sudaro bendrą ritę. Todėl pagrindinės transformatoriaus grandinės laidininkų medžiagos yra varis ir aliuminis.

3.1 Vario ir aliuminio charakteristikų palyginimas

Ir varis, ir aliuminis yra metalinės medžiagos, pasižyminčios geru elektros laidumu, ir dažniausiai naudojamos transformatorių ritėms gaminti. Fizikinių savybių skirtumai pateikti šioje lentelėje:

3.2 Vario-aliuminio laidų transformatorių apvijose našumo palyginimas

Vario-aliuminio transformatoriaus skirtumą taip pat lemia medžiagų skirtumas, kuris pasireiškia šiais aspektais:

1) Varinių laidininkų varža sudaro tik apie 60 % aliuminio laidininkų varžos. Norint pasiekti tuos pačius nuostolių ir temperatūros kilimo reikalavimus, naudojamų aliuminio laidininkų skerspjūvio plotas yra daugiau nei 60 % didesnis nei varinių laidininkų, todėl reikalinga tokia pati talpa ir tie patys parametrai. Aliuminio laidininko transformatoriaus tūris paprastai yra didesnis nei vario laidininko transformatoriaus, tačiau transformatoriaus šilumos išsklaidymo plotas taip pat padidėja, todėl alyvos temperatūros kilimas yra mažesnis;

2) Aliuminio tankis sudaro tik apie 30 % vario tankio, todėl aliuminio laidininkų skirstomieji transformatoriai yra lengvesni nei vario laidininkų skirstomieji transformatoriai;

3) Aliuminio laidininko lydymosi temperatūra yra daug žemesnė nei vario laidininko, todėl trumpojo jungimo srovės temperatūros kilimo riba yra 250 ℃, kuri yra mažesnė nei vario laidininko 350 ℃. Didelis, todėl tūris taip pat didesnis nei vario laidininko transformatoriaus;

4) Aliuminio laidininko kietumas yra mažas, todėl paviršiaus užuomazgas lengviau pašalinti, todėl pagaminus transformatorių, sumažėja užuomazgų sukelto tarpapvalinio arba tarpsluoksninio trumpojo jungimo tikimybė;

5) Dėl mažo aliuminio laidininkų tempiamojo ir gniuždomojo stiprumo bei prasto mechaninio stiprumo aliuminio laidininkų transformatoriai nėra tokie trumpojo jungimo gebantys kaip vario laidininkų transformatoriai. Laidininko įtempio riba yra 1600 kg/cm2, o laikomoji galia yra labai pagerinta;

6) Aliuminio laidininko ir vario laidininko suvirinimo procesas yra prastas, o jungties suvirinimo kokybę sunku garantuoti, o tai tam tikru mastu turi įtakos aliuminio laidininko patikimumui.

7) Aliuminio laidininko savitoji šiluma sudaro 239 % vario laidininko šilumos, tačiau atsižvelgiant į jų tankio ir projektinio elektrinio tankio skirtumą, faktinis terminis laiko konstantos skirtumas tarp jų nėra toks didelis, kaip savitosios šilumos skirtumas. Sausojo tipo transformatorių trumpalaikė perkrovos talpa turi mažai įtakos.

4. Izoliacinė medžiaga

Apžvalga

Tačiau transformatoriaus patikimumas ir tarnavimo laikas labai priklauso nuo naudojamos izoliacinės medžiagos. Izoliacinės medžiagos, dar vadinamos dielektrikais, yra medžiagos, pasižyminčios dideliu varžos koeficientu ir mažu laidumu. Izoliacinės medžiagos gali būti naudojamos įkrautiems arba skirtingo potencialo laidininkams izoliuoti, leidžiant srovei tekėti tam tikra kryptimi. Transformatorių gaminiuose izoliacinės medžiagos taip pat atlieka šilumos išsklaidymo, aušinimo, atramos, fiksavimo, lanko gesinimo, potencialo gradiento gerinimo, atsparumo drėgmei, atsparumo pelėsiui ir laidininko apsaugos funkcijas. Veikiant nuolatinei įtampai, per izoliacinę medžiagą teka tik labai maža srovė. Jos varža (nurodant tūrinę varžą ore) yra gana didelė, paprastai 10⁻⁶~10⁻⁶cm (laidininko varža yra 10⁻⁶~10⁻⁶Ω·cm, o puslaidininkio varža yra 10⁻⁶~10⁻⁶Ω·cm).

Izoliacinė medžiaga pasižymi labai didele varža nuolatinei srovei. Dėl didelės varžos, veikiant nuolatinei įtampai, ji praktiškai nelaidži, išskyrus labai mažą paviršiaus nuotėkio srovę; tuo tarpu ji turi talpą kintamajai srovei. Elektros srovė taip pat paprastai laikoma nelaidžia. Kuo didesnė izoliacinės medžiagos varža, tuo geresnės jos izoliacinės savybės.

Izoliacinės medžiagos transformatoriuose naudojamos laidžiosioms dalims izoliuoti vieną nuo kitos ir įžeminti (nulinis potencialas). Naudojant įvairiose atramose, jos taip pat turėtų pasižymėti geromis mechaninėmis savybėmis. Be to, izoliacinės medžiagos atlieka ir kitus vaidmenis, pavyzdžiui, aušina, fiksuoja, kaupia energiją, gesina lanko iškrovą, gerina potencialo gradientą, apsaugo nuo drėgmės, pelėsio ir apsaugo laidininkus.

Paprastai izoliacinės medžiagos skirstomos į tris kategorijas:

1) Dujų izoliacinės medžiagos: esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, bendrosios sausos dujos, tokios kaip oras, azotas, vandenilis, anglies dioksidas, sieros heksafluoridas ir kt., pasižymi geromis izoliacinėmis savybėmis. Iš jų oras ir sieros heksafluoridas plačiai naudojami transformatoriuose;

2) Skysta izoliacinė medžiaga: skysta izoliacinė medžiaga paprastai būna alyvos, dar vadinamos izoliacine alyva, pavidalu. Pavyzdžiui, mineralinės alyvos, augalinės alyvos, sintetiniai esteriai ir kt.;

3) Kietos izoliacinės medžiagos: tokios kaip izoliaciniai dažai, izoliaciniai klijai, izoliacinis popierius, izoliacinis kartonas, gofruotas kartonas, elektrotechnikos plastikai ir plėvelės, elektrotechnikos laminatai (strypai, vamzdeliai), lietos epoksidinės dervos, elektrotechnikos porcelianas, guma, žėručio gaminiai ir kt.

4.1 Izoliacinė alyva

Izoliacinė alyva pasižymi dideliu elektriniu stiprumu, dideliu žaibo stiprumu, žema užšalimo temperatūra, atsparumu deguonies poveikiui, aukštai temperatūrai ir stipriam elektriniam laukui, netoksiška, nekorozine, maža klampa, geru takumu ir kt. Ji plačiai naudojama elektros gaminiuose, tokiuose kaip transformatoriai, alyvos jungikliai, kondensatoriai ir kabeliai, ir atlieka izoliacijos, aušinimo, impregnavimo ir užpildymo funkcijas. Be to, ji taip pat atlieka lanko gesinimo alyvos jungikliuose ir energijos kaupimo kondensatoriuose vaidmenį.

Izoliacinė alyva atlieka dvejopą transformatoriaus izoliacijos ir aušinimo vaidmenį tuo pačiu metu;

Šiuo metu izoliacinės alyvos paprastai skirstomos į šias kategorijas:

1) Mineralinė alyva: pavyzdžiui, transformatorinė alyva, jungiklių alyva, kondensatorių alyva, kabelių alyva;

2) Sintetinė alyva: pvz., dodecilbenzenas, silikoninė alyva, sintetinis esteris ir kt.;

3) Augalinis aliejus;

4.2 Epoksidinė derva

Epoksidinė derva yra polimerinis junginys. Dervai būdinga kieta, pusiau kieta arba kvazikieta organinė medžiaga, kurios molekulinė masė neapibrėžta (dažniausiai didelė), polinkis tekėti veikiant įtempiui, paprastai minkštėjimo arba lydymosi diapazonas ir kietas skerspjūvis, dažnai primenantis kriauklę. Ji turi šias pagrindines savybes:

1) Molekulinė grandinė yra labai ilga, kiekvienoje grandinėje yra šimtai ar net dešimtys tūkstančių atomų, kurie yra kovalentiškai sujungti vienas su kitu;

2) Ilgąją molekulinę grandinę sudaro mažiausias pasikartojantis vienetas, tai yra grandinės grandis, o grandinės grandžių skaičius molekulėje vadinamas polimerizacijos laipsniu;

3) Bendra makromolekulių tarpmolekulinė jėga dažnai viršija cheminio ryšio jėgą tarp atomų molekulėje, todėl polimeriniai junginiai pasižymi daugybe savybių: pavyzdžiui, nėra dujinio polimero, polimero tirpimo procesas yra labai lėtas ir pan. Jei tarp molekulių yra skersinių jungčių, ši savybė yra dar ryškesnė.

Epoksidinė derva reiškia oligomerus, turinčius epoksidinių funkcinių grupių. Epoksidinės dervos pradėjo atsirasti 1891 m. Po 1947 m. daugelis JAV ir Šveicarijos įmonių sėkmingai pramoniniu būdu susintetino bisfenolio A epoksidines dervas. Mano šalis pradėjo gamybą 1956 m.

Epoksidinių medžiagų elektros izoliacijos savybės yra ypač išskirtinės. Be užpildo, sukietėjusio produkto EB yra didesnis nei 16 MV/m, pV yra didesnis nei 1011 Ω·m, εr yra nuo 3 iki 4, o tanδ yra apie 0,002 esant tinklo dažniui. Todėl 20 % žiedinės deguonies dervos naudojamos elektros ir elektronikos izoliacijai, pavyzdžiui, epoksidiniai impregnavimo dažai kaip B klasės izoliaciniai dažai, impregnuojantys mažų ir vidutinių variklių statoriaus apvijas; epoksidiniai dažai be tirpiklių naudojami didelių variklių statoriaus apvijų vakuuminiam impregnavimui; laminatai (plokštės, vamzdžiai, strypai) naudojami kaip variklių plyšiniai pleištai ir tarpikliai, aukštos įtampos jungiklių valdymo strypai; klijai naudojami aukštos įtampos elektros porcelianinėms įvorėms klijuoti; liejiniai naudojami diskų izoliacijai sieros heksafluorido visiškai uždaruose kombinuotuose elektros prietaisuose (GIS). Tokiuose komponentuose kaip izoliatoriai, transformatoriai ir aukštos įtampos keraminiai kondensatoriai. Šiuo metu Kinijoje gaminamų epoksidinių dervų arba modifikuotų epoksidinių dervų prekių ženklai vis dar nėra vienodi. Skirtingų epoksidinių dervų gamintojų pavadinimai visame pasaulyje taip pat skiriasi ir turi būti identifikuojami pagal prekės ženklą.

Epoksidinės dervos yra tiesiog oligomerai ir gali būti naudojamos tik po sukietėjimo. Kietiklis gali reaguoti su epoksidine derva, sujungdamas dervos molekules iš linijinės struktūros į tūrinę struktūrą. Promotoriai/katalizatoriai gali sumažinti reakcijos aktyvacijos energiją ir gali skatinti/reguliuoti liejamo mišinio gelio reakcijos procesą. Kietiklis naudoja jame esantį aktyvųjį vandenilį, kad atliktų žiedo atidarymo prijungimo reakciją su aktyvia epoksidine grupe dervoje ir pasiektų kietėjimą. Aktyvusis vandenilis kietiklyje arba greitintuve yra -NH2, -NH-, -COOH, -OH ir -SH. Dažniausiai naudojami kietikliai yra aminai ir rūgščių anhidridai. Kai kuriems kietikliams reikalingi greitintuvai/katalizatoriai, kitiems - aukšta temperatūra, o kai kurie gali smarkiai reaguoti žemoje temperatūroje. Skirtingi kietikliai taip pat lems didelius sukietėjusių produktų savybių skirtumus, kurie turi didelės įtakos galutinėms produkto savybėms. Todėl labai svarbu suprojektuoti ir pasirinkti kietiklį epoksidinės dervos formulavimo sistemoje.

Epoksidinė izoliacija naudojama sauso tipo transformatoriuose ir yra naujas 40 metų pokytis. Transformatoriaus ritės projektinis tarnavimo laikas turi siekti 30 metų, o atsparumo karščiui klasė turi siekti F klasę. Įprastoms medžiagoms sunku atitikti šiuos reikalavimus.

Šiuo tikslu būtina suprojektuoti, optimizuoti, išbandyti ir patikrinti naudojamas medžiagas bei jų formulavimo sistemas ir procesus, kad būtų pasiektas norimas efektas. Derva izoliuotame sauso tipo transformatoriuje epoksidinės dervos sistema formuojama liejant arba panardinant, o po to termiškai sukietinama, kad susidarytų ritės izoliacija (t. y. išilginė izoliacija). Viso sauso tipo transformatoriaus veikimo metu epoksidinės dervos izoliacija taip pat turi užtikrinti ritės elektrinę izoliaciją ir mechaninį stiprumą, taip pat išsklaidyti šilumą ritės viduje per šilumos laidumą.

Didžiausias jos trūkumas yra dervos izoliacijos defektų ir pažeidimų negrįžtamumas ir nepataisomumas (dažniausiai gamybos proceso defektai ir eksploatavimo proceso pažeidimai). Todėl ypač svarbu vengti kietos izoliacijos įtrūkimų, liejimo defektų ir dalinio išlydžio (t. y. dalinio išlydžio) ir tai tampa pagrindiniu kietos izoliacijos gamybos technologijos elementu bei konkurencijos tarp gamintojų objektu.

Dėl didelio temperatūros kilimo, kurį sukelia transformatoriaus veikimo metu atsirandantys nuostoliai, dervos izoliacija ilgą laiką veikia aukštoje temperatūroje (pvz., F klasės transformatoriaus, kurio maksimali projektinė darbinė temperatūra paprastai yra apie 140 ℃), todėl transformatorius gali būti aukštoje temperatūroje prieš paleidimą ir techninės priežiūros metu. Žemoje temperatūroje (pvz., -30 ℃) transformatorius bet kuriuo metu gali patirti didelį žaibo, aukštos įtampos smūgį arba trumpąjį jungimą. Dervos izoliacijos ritės turi prisitaikyti prie šių pokyčių ir atlaikyti trumpojo jungimo elektrodinaminius smūgius esant itin aukštai ir žemai temperatūrai. Todėl epoksidinės izoliacijos sistemų terminėms, mechaninėms ir elektrinėms savybėms keliami itin griežti reikalavimai.

Šiuo metu yra dviejų tipų izoliacinių medžiagų sistemos, skirtos dervos liejiniams transformatoriams: viena yra „gryna derva + didelio užpildymo laipsnio stiklo pluošto armatūra“, o kita – „dervos kvarco miltelių liejimas + prepreg stiklo tinklelio vietinis armatūra“.

Izoliacijos sistema (t. y. įprastinė izoliacijos konstrukcija) apima platesnę sritį nei izoliacinės medžiagos sistema. Ji reiškia visos elektros įrangos (arba jos nepriklausomų komponentų) izoliaciją, įskaitant ne tik izoliacines medžiagas ir jų derinius, bet ir izoliaciją bei laidininkus. Arba magnetų tarpusavio ryšį, ryšį su elektriniu lauku, izoliacijos ir supančios aplinkos (dujų ar skysčio ir jų sąlygų, paviršiaus užterštumo, šilumos išsklaidymo sąlygų, mechaninės jėgos ar spinduliuotės ir kt.) ryšį ir kt., taip pat jos prisitaikymą prie elektros energijos sistemos izoliacijos veikimo parametrų. Oro srautas ir šilumos išsklaidymas sausojo tipo transformatoriuje, izoliacijos įtempis ir kt. yra izoliacijos sistemos, į kurią reikia atsižvelgti, taikymo sritis.

4.3 Izoliacinis popierius

Augalinio pluošto popierius skirstomas į medienos pluoštą, medvilnės pluoštą ir kanapių pluoštą, iš kurių dažniausiai naudojamas grynas sulfatinės medienos masės pluoštas. Eglės, korėjietiškos pušies ir kitų rūšių mediena daugiausia sudaryta iš celiuliozės, kuri yra natūralus polimerinis junginys. Izoliacinio popieriaus gamybos būdas yra cheminis, pavyzdžiui, sulfatinis. Šiuo metodu pagrindinis virimo skysčio komponentas yra natrio sulfidas (Na2S). Natrio sulfidas hidrolizuojamas, susidarant natrio vandenilio sulfidui ir natrio hidroksidui. Celiuliozė reaguoja ir ištirpina jį šarme. Virimo skystis yra gana švelnus, todėl celiuliozės molekulinė masė sumažėja labai mažai. Transformatoriuose dažniausiai naudojamas augalinio celiuliozės izoliacinis popierius yra: maitinimo kabelių popierius, aukštos įtampos kabelių popierius ir transformatorių tarpinių vijų izoliacinis popierius.

1) Kabelių popierius: Kabelių popierius gaminamas iš kraftceliuliozės, rūšys yra DL08, DL12, DL17, storis atitinkamai 0,08 mm, 0,12 mm ir 0,17 mm, ir tiekiamas ritiniais. Įmirkius kabelių popierių transformatorinėje alyvoje, jo mechaninis stiprumas ir elektrinis stiprumas žymiai padidėja. Pavyzdžiui, galios kabelių popieriaus elektrinis stiprumas ore yra 6–9 × 103 kV/m, o išdžiovinus ir panardinus transformatorinę alyvą, elektrinis stiprumas siekia 70–90 × 103 kV/m. Jis pasižymi pakankamu terminiu stabilumu ir dažniausiai naudojamas kaip apvijų izoliacija ir tarpsluoksninė izoliacija. Kabelių popieriui taip pat priskiriamas aukštos įtampos kabelių popierius, žemos įtampos kabelių popierius, didelio tankio kabelių popierius ir izoliacinis krepinis popierius. Aukštos įtampos kabelių popierius tinka 110–330 kV transformatoriams ir transformatoriams, pasižymi mažais dielektriniais nuostoliais; Žemos įtampos kabelių popierius naudojamas maitinimo kabeliams ir transformatoriams arba kitiems 35 kV ir mažesnės įtampos elektros gaminiams izoliuoti; izoliacinis krepinis popierius yra pagamintas iš elektros izoliacinio popieriaus. Jis yra raukšlėtas, o skersine kryptimi yra raukšlių, kurios tempiant išsiplečia. Jis dažnai naudojamas alyvoje panardintų transformatorių izoliacijai įvynioti, pavyzdžiui, ričių išvadų, laidų ir elektrostatinių ekranavimo įtaisų izoliacijai; didelio tankio kabelių popierius taip pat yra izoliacinis krepinio popieriaus rūšis, kurios elektrinis stiprumas yra 100–150 % didesnis nei įprasto krepinio popieriaus, mechaninis stiprumas yra 50 % didesnis, elektrinis stiprumas yra didelis, atsparumas alyvai yra geras, elastingumas yra geras, jį lengva tempti. Jis gali būti naudojamas kaip švinas vietoj lakuotos juostos ir laidų jungčių bei lenkimų izoliacijai.

2) Telefoninis popierius: Telefoninis popierius taip pat gaminamas iš sulfatinės masės, kuri dažniausiai naudojama telefono kabeliuose. Jis pasižymi prastu mechaniniu stiprumu ir paprastai naudojamas kaip laidininkų apvijų izoliacija, sluoksnių izoliacija arba dangų izoliacija.

3) Kondensatoriaus popierius: Kondensatoriaus popierius pagal naudojimo reikalavimus skirstomas į A ir B klases. A klasės kondensatoriaus popierius naudojamas elektronikos pramonėje metalizuotų popierinių dielektrinių kondensatorių gamybai. B klasė daugiausia naudojama kaip tarppoliarinis dielektrikas galios kondensatoriuose. Kondensatoriaus popierius pasižymi dideliu sandarumu ir plonu storiu. Paprastai srovės transformatoriuose dažnai naudojamas kondensatoriaus popierius, o transformatoriuose – retai.

4) Susuktas izoliacinis popierius: susuktas izoliacinis popierius naudojamas kaip klijavimo popieriaus pagrindas, o klijavimo popierius naudojamas izoliaciniam cilindrui (vamzdžiui) ir talpinei įvorei apvynioti. Šis popierius pasižymi didesniu vandens įgėrimo aukščiu nei kabelinis popierius ir mažesniu nei impregnuotas popierius. Klijuotas popierius skirstomas į vienpusį arba dvipusį klijuotą (fenolio arba epoksidinės dervos), kuris kietinamas žemoje temperatūroje. Kai klijuotas popierius naudojamas popieriniam vamzdeliui gaminti arba laminatui presuoti, klijai galutinai sukietėja kaitinant ir presuojant. Ritinėlė paprastai yra vienpusė juosta, o presuota juosta – dvipusė juosta. Be to, yra ir deimantinio klijavimo popierius (tinklelio klijavimo popierius), kuris naudojamas alyvoje panardintų folijos apvijų ričių tarpsluoksninei izoliacijai. Po sukietėjimo užtikrinamas sukibimas tarp izoliacijų ir tarp izoliacijos bei folijos, padidėja stiprumas ir geras alyvos pralaidumas.

Įprastas transformatorių izoliacinis popierius dažniausiai naudojamas kabelių popieriui, krepinis popierius ir rombo formos dozavimo popierius, kurie transformatoriuose naudojami kaip tarpinė izoliacija, tarpsluoksninė izoliacija, švino rišiklis ir kt. Paprastai įvairių rūšių izoliacinio popieriaus kainos nesiskiria. Jis bus per didelis, apie 20 juanių/kg.

4.4 Elektros kompozicinės medžiagos

Elektros plonos plėvelės ir elektrotechnikos kompozicinės medžiagos pasižymi puikiomis dielektrinėmis savybėmis ir priklauso plonoms lakštinėms izoliacinėms medžiagoms. Elektros plėvelėms priskiriama poliesterio plėvelė ir poliimido plėvelė, kurios taip pat gali būti naudojamos kaip laidų izoliacija ir transformatorių tarpsluoksninė izoliacija. Elektros kompozicinė medžiaga yra kompozicinis produktas, pagamintas iš vienos arba dviejų plėvelės pusių sujungtos pluoštinės medžiagos, kuri gali būti naudojama kaip transformatorių tarpsluoksninė izoliacija, ypač sausai transformuotose folijos apvyniotose ritėse, o žemos įtampos ritės paprastai gaminamos iš kompozicinių medžiagų. Po impregnavimo derva ji naudojama kaip tarpsluoksninė izoliacija. Dažniausiai naudojamos kompozicinės medžiagos yra DMD, GHG ir kt.

Pilnas DMD pavadinimas yra poliesterio plėvelės, poliesterio pluošto, neaustinės minkštos kompozicinės medžiagos, kuri skirstoma į iš anksto impregnuotą dervą DMD ir neimpregnuotą DMD. D) Gaminamas trijų sluoksnių minkštas kompozitas. DMD pasižymi puikia elektrine izoliacija, atsparumu karščiui ir mechaniniam stiprumui, taip pat puikiomis impregnavimo savybėmis. Neprepreguotas DMD gali būti naudojamas kaip tarpsluoksninė izoliacija alyvoje panardintuose transformatoriuose, o prepreguotas DMD gali būti naudojamas kaip tarpsluoksninė izoliacija žemos įtampos folijos apvijų ritėms F klasės sausojo tipo transformatoriuose. Jo konkretūs veikimo rodikliai pateikti šioje lentelėje:

Pilnas GHG pavadinimas yra poliimido plėvele iš anksto impregnuota H klasės dervos stiklo pluošto minkšta kompozicinė medžiaga. Tai trijų sluoksnių minkšta kompozicinė medžiaga, pagaminta iš stiklo pluošto audinio (G), įklijuoto iš abiejų poliimido plėvelės (H) pusių. Palyginti su DMD, ji pasižymi geresniu atsparumu karščiui ir gali būti naudojama H klasės izoliacinių sausųjų transformatorių žemos įtampos folijos apvijų ričių tarpsluoksninei izoliacijai.

Pilnas NHN pavadinimas yra poliimido plėvelė, poliaramido pluošto popierius, minkšta kompozicinė medžiaga. Šiuo metu NHN yra aukščiausios kokybės plonasluoksnė izoliacinė medžiaga, pasižyminti puikiu atsparumu karščiui, geromis dielektrinėmis savybėmis, mažu vandens įgeriamumu ir puikiu atsparumu drėgmei. Ji priklauso H klasės izoliacinei medžiagai ir gali būti naudojama H klasės sausojo tipo transformatorių tarpsluoksninei izoliacijai. Jos konkretūs veikimo parametrai pateikti šioje lentelėje:

4.5 Izoliacinis kartonas

Izoliacinis kartonas pagamintas iš grynos kraft medienos plaušienos popieriaus gamybai ir gali būti naudojamas alyvos tarpų tarpikliams, alyvos tarpų atramoms, separatoriams, kartoniniams vamzdeliams, gofruotam popieriui, geležies jungų izoliacijai, spaustukų izoliacijai ir galinių izoliacinių apvijų slėgio plokštėms pyrago apvijoms ir kt. Įprastas jo storis yra 1,0 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 6 mm. Izoliacinis kartonas pagal tankį skirstomas į mažo tankio kartoną, vidutinio tankio kartoną ir didelio tankio kartoną. Mažo tankio popierius paprastai vadinamas T3 minkštu kartonu, kurio tankis yra nuo 0,75 g/cm3 iki 0,9 g/cm3, stiprumas mažas ir dažnai naudojamas detalėms lenkti arba tempiamoms detalėms gaminti po sudrėkinimo, pavyzdžiui, kampinių žiedų, žiedinių detalių ir minkštų popierinių vamzdelių formavimui. Mažo tankio kartonas pasižymi dideliu alyvos sugerties greičiu, geru formavimu, tačiau prastomis mechaninėmis savybėmis; Vidutinio tankio kartonas paprastai vadinamas T1 kartonu, kurio tankis yra nuo 0,95 g/cm3 iki 1,15 g/cm3 ir naudojamas kaip atraminė plokštė ir kt.; didelio tankio kartonas paprastai vadinamas T4 kartonu, kurio tankis yra nuo 1,15 g/cm3 iki 1,3 g/cm3 ir naudojamas kaip izoliacinis kartoninis vamzdelis, izoliacinė slėgio plokštė ir galinis žiedas. Aliejaus kartono tarpiklio konstrukcijoje, sudarytoje iš daugiasluoksnių popierinių vamzdelių su aukštos įtampos ritėmis, vietoj kartono atramų taip pat galima naudoti gofruotą kartoną, kad būtų suformuoti alyvos tarpai, o tai gali taupyti medžiagas, užtikrinant izoliacines savybes.

4.6 Polipropileno plėvelė

Polipropileno plėvelė pagaminta iš polipropileno dervos (PP), ekstruzijos būdu suspausto į storą lakštą ir ištempto 0,92 g/cm3 kryptimi. 2) pasižymi geromis elektrinėmis savybėmis ir cheminiu stabilumu, santykinis dielektrinis koeficientas yra nuo 2 iki 2,2, o pramušimo slėgis yra didesnis nei 150 MV/m; 3) pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, o tempiamasis stipris yra didesnis nei 100 MPa; 4) gali būti ilgą laiką naudojama 125 ℃ temperatūroje ir priklauso E klasės izoliacijai; 5) pasižymi hidrofobiškumu ir stipriomis antivandeninėmis savybėmis, todėl gali būti naudojama alyvoje panardintų transformatorių laidų izoliacijai.

4.7 Other insulating materials

Transformer oil and insulating paper are the main insulating materials for oil-immersed transformer coils. Resin, insulating paper, and composite materials are the main insulating materials for dry-type transformer coils. In addition to these materials, the following insulating materials are also commonly used in transformers: (Laminated wood, laminate, insulating paint, insulating glue, cotton tape, compression tape, no weft tape, etc.

1) Laminate: Electrical laminate is a layered insulating material made of paper, cloth and wooden veneer as the substrate, dipped (or coated) with different adhesives, and hot pressed (or rolled). . According to the requirements of use, the laminated products can be made into products with excellent electrical and mechanical properties, heat resistance, oil resistance, mildew resistance, arc resistance and corona resistance. Laminate products mainly include laminates, laminated wood, laminated tubes, rods, capacitor sleeve cores and other special profiles. The properties of laminates depend on the nature of the substrate and adhesive and the process by which they are formed. According to different raw materials and adhesives, laminates are divided into insulating laminates (paperboard, used for oil change), phenolic laminated paperboard (commonly known as bakelite, paperboard impregnated with phenolic resin, used for oil change), phenolic laminated cloth board (cotton cloth impregnated with phenolic resin, commonly used for oil change), epoxy glass cloth board (glass fiber cloth with epoxy resin as adhesive, can be used for F grade dry change or oil change), modified diphenyl ether glass cloth board (Glass fiber cloth uses modified diphenyl ether resin as adhesive, which can be used for H-level dry change), bismaleimide glass cloth board (glass fiber cloth uses bismaleimide resin as adhesive, Can be used for H-level dry change). Laminates usually have good mechanical strength and insulation properties, and are often used as core clip insulation, external supports, etc. in transformers.

2) Insulation cylinder (tube): The insulation cylinder in the transformer is mainly used between the inner and outer coils, between the coil and the iron core, for the coil lining the skeleton, and the wire is directly wound on the insulation cylinder. At the same time, the insulation cylinder can also be used for the main Insulation, increase the number of oil gaps in the main insulation, and strengthen the insulation. According to the different materials, the insulating tube is generally divided into phenolic paper tube (commonly used for oil change), epoxy glass cloth tube (commonly used for oil change or F grade dry change), modified diphenyl ether glass cloth tube (commonly used for oil change) H-level dry change), glass fiber reinforced plastic cylinder (commonly used in H-level dry change), bismaleimide glass cloth cylinder (commonly used in H-level dry change), etc.

3) Laminated wood: The electrical laminated wood is made of high-quality hardwoods, such as birch, beech, etc. After being cooked twice at 70°C to 80°C, the lignin acid and grease of the wood itself are removed, and then cut into individual pieces of 1 to 3 mm. After drying, it is coated with resin adhesive. After pre-curing, it is repeatedly assembled and stacked. It has good insulating strength and mechanical strength. It can be used as spacer, angle ring, etc. in oil change. .

1) Binding tapes: Transformer binding tapes include cotton tapes, compression tapes, mesh semi-dry non-weft tapes, glass tapes, polyester tapes, etc., which are used for binding and tightening iron cores and coils.

5. Material structure and accessories

In the transformer, there are also structural materials and accessories. The structural materials mainly play the functions of transformer support, magnetic circuit, circuit reinforcement, transformer insulating liquid packaging, etc., including clips, oil tanks, radiators, oil conservators, etc. The main materials are For Q235 steel, non-magnetic steel is often used for the outlet bushing of the fuel tank cover to reduce eddy currents. In addition, non-magnetic steel or high-grade steel is sometimes used inside the transformer body.

Transformer accessories mainly have performance monitoring and protection functions. Dry transformers include thermostats, fans, transformers, etc., and oil transformers include gas relays, thermostats, pressure relief valves, tap switches, etc. Some accessories are required by customers. propose.

Source: Transformer Circle