หลังจากอ่านมาถึงตรงนี้ คุณจะมีความเข้าใจอย่างครอบคลุมเกี่ยวกับวัสดุและโครงสร้างของตัวหม้อแปลงไฟฟ้า

วัสดุหลักของตัวหม้อแปลงไฟฟ้าประกอบด้วยวัสดุวงจรแม่เหล็ก วัสดุวงจร วัสดุฉนวน วัสดุโครงสร้าง เป็นต้น การใช้งานและประเภทของวัสดุโดยละเอียดมีดังนี้:

1. แผ่นเหล็กซิลิคอน

ในหม้อแปลงไฟฟ้า ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของเหล็กซิลิคอนส่วนใหญ่มีดังนี้:

① การสูญเสียเหล็กต่ำ ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญที่สุดของแผ่นเหล็กซิลิคอน ทุกประเทศแบ่งเกรดตามค่าการสูญเสียเหล็ก ยิ่งการสูญเสียเหล็กต่ำ เกรดก็ยิ่งสูง

②ภายใต้สนามแม่เหล็กแรงสูง ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (magnetic induction) จะสูง ซึ่งช่วยลดปริมาตรและน้ำหนักของแกนเหล็กของมอเตอร์และหม้อแปลง และประหยัดแผ่นเหล็กซิลิคอน สายทองแดง และวัสดุฉนวน

③พื้นผิวเรียบ แบน และมีความหนาสม่ำเสมอ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการบรรจุแกนเหล็กได้

④มีคุณสมบัติในการเจาะรูได้ดีและง่ายต่อการแปรรูป

⑤ฟิล์มฉนวนพื้นผิวมีการยึดเกาะและการเชื่อมที่ดี ซึ่งสามารถป้องกันการกัดกร่อนและปรับปรุงคุณสมบัติการเจาะได้

⑥ โดยพื้นฐานแล้วไม่มีการเสื่อมสภาพจากสนามแม่เหล็ก

การจำแนกประเภทและการกำหนดเกรดของแผ่นเหล็กซิลิคอน

โดยทั่วไปหม้อแปลงไฟฟ้าจะใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นแบบเรียงตัวตามทิศทางเกรน เพื่อให้มั่นใจถึงระดับประสิทธิภาพการใช้พลังงานขณะไม่มีโหลด แผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นแบบเรียงตัวตามทิศทางเกรนสามารถแบ่งออกเป็นแผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นแบบเรียงตัวตามทิศทางเกรนทั่วไป แผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง (หรือแผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสูง) และแผ่นเหล็กซิลิคอนที่ตัดด้วยเลเซอร์ ตามคุณสมบัติและวิธีการแปรรูป โดยปกติ ภายใต้สนามแม่เหล็กสลับ (ค่าสูงสุด) 50Hz และ 800A แผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กต่ำสุด B800A=1.78T～1.85T ที่ได้จากแกนเหล็กจะเรียกว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไป หรือใช้สัญลักษณ์ "CGO" และแผ่นเหล็ก Hi-B ที่มีค่า B800A=1.85T หรือมากกว่านั้น ความแตกต่างหลักระหว่างเหล็ก Hi-B กับเหล็กซิลิคอนทั่วไปคือ: ระดับการเรียงตัวตามทิศทางเกรนของเหล็ก Hi-B นั้นสูงมาก กล่าวคือ การเรียงตัวของเกรนเหล็กซิลิคอนในทิศทางที่ง่ายต่อการเหนี่ยวนำแม่เหล็กนั้นสูงมาก ในอุตสาหกรรม กระบวนการตกผลึกซ้ำครั้งที่สองถูกนำมาใช้ในการผลิตแผ่นเหล็กซิลิคอนที่มีปริมาณซิลิคอน 3% การเรียงตัวของเกรนในเหล็ก Hi-B นั้นสูงมาก โดยค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยจากทิศทางการรีดอยู่ที่ 3° ในขณะที่แผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไปอยู่ที่ 7° ทำให้เหล็ก Hi-B มีค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงกว่า โดยปกติค่า B800A จะสูงกว่า 1.88T ซึ่งช่วยปรับปรุงโครงสร้างการเรียงตัวแบบเกาส์เซียน และค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กช่วยลดการสูญเสียเหล็ก อีกคุณสมบัติหนึ่งของเหล็ก Hi-B คือ แรงดึงยืดหยุ่นของฟิล์มแก้วและสารเคลือบฉนวนที่ติดอยู่บนพื้นผิวของแผ่นเหล็กอยู่ที่ 3~5 N/mm² ซึ่งดีกว่า 1~2 N/mm² ของแผ่นเหล็กซิลิคอนแบบเรียงตัวทั่วไป ชั้นที่มีแรงดึงสูงช่วยลดความกว้างของโดเมนแม่เหล็กและลดการสูญเสียกระแสไหลวนผิดปกติ ดังนั้น เหล็ก Hi-B จึงมีค่าการสูญเสียเหล็กต่ำกว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนแบบเรียงตัวทั่วไป

แผ่นเหล็กซิลิคอนที่ทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์นั้นผลิตจากเหล็ก Hi-B โดยใช้เทคโนโลยีการฉายรังสีเลเซอร์ ทำให้พื้นผิวเกิดความเครียดเล็กน้อย แกนแม่เหล็กละเอียดขึ้น และลดการสูญเสียเหล็ก แผ่นเหล็กซิลิคอนที่ทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ไม่สามารถอบอ่อนได้ เนื่องจากผลของการรักษาด้วยเลเซอร์จะหายไปหากอุณหภูมิสูงขึ้น

โดยทั่วไปแล้วค่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กจะอยู่ที่ประมาณ 1.56T ซึ่งแตกต่างจากค่าความหนาแน่นฟลักซ์อิ่มตัวของแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไปที่ 1.9T ประมาณ 20% ดังนั้นค่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กที่ออกแบบสำหรับหม้อแปลงจึงต้องลดลง 20% ด้วยเช่นกัน ส่วนค่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กที่ออกแบบสำหรับหม้อแปลงน้ำมันโลหะผสมอสัณฐานมักจะต่ำกว่า 1.35T และค่าความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กที่ออกแบบสำหรับหม้อแปลงแห้งโลหะผสมผลึกมักจะต่ำกว่า 1.2T

2) แถบแกนมวลรวมอสัณฐานมีความไวต่อแรงกด เมื่อแถบแกนได้รับแรงกดแล้ว ประสิทธิภาพขณะไม่มีน้ำหนักบรรทุกจะเสื่อมลงได้ง่าย ดังนั้นจึงควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับโครงสร้าง ควรแขวนแกนไว้บนโครงรองรับและขดลวด เพื่อให้รับน้ำหนักด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวเอง และในขณะเดียวกัน ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษในระหว่างกระบวนการประกอบ ไม่ควรให้แกนเหล็กได้รับแรงกด และควรลดวิธีการทุบตีหรือวิธีการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

3) ค่าแมกนีโตสตริกชันมีค่ามากกว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไปประมาณ 10% ดังนั้นจึงควบคุมเสียงรบกวนได้ยาก ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่จำกัดการส่งเสริมการใช้งานหม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐานอย่างแพร่หลาย เสียงรบกวนของหม้อแปลงมีความต้องการสูงขึ้น โดยแบ่งออกเป็นพื้นที่ที่ไวต่อเสียงและพื้นที่ที่ไม่ไวต่อเสียง และมีการกำหนดข้อกำหนดระดับเสียงอย่างมีเป้าหมาย ซึ่งจำเป็นต้องลดความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กในการออกแบบแกนลงอีก

4) แผ่นโลหะผสมอสัณฐานนั้นบางมาก มีความหนาเพียง 0.03 มิลลิเมตร จึงไม่สามารถนำมาทำเป็นแผ่นลามิเนตได้เหมือนแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไป แต่สามารถทำเป็นแกนเหล็กขดได้เท่านั้น ดังนั้น ผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถผลิตโครงสร้างแกนเหล็กได้เอง ต้องจ้างผลิตจากภายนอก โดยที่แกนเหล็กขดของแผ่นโลหะผสมอสัณฐานมักมีโครงสร้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเช่นกัน

5) ระดับการผลิตในประเทศยังไม่เพียงพอ ปัจจุบัน ส่วนใหญ่เป็นการนำเข้าแถบโลหะผสมอสัณฐานจากฮิตาชิ เมทัลส์ และกำลังค่อยๆ เพิ่มการผลิตในประเทศ ในประเทศจีน บริษัท อันไท่ เทคโนโลยี และชิงเต่า ยุนลู่ มีแถบโลหะผสมอสัณฐานขนาดกว้าง (213 มม., 170 มม. และ 142 มม.) แต่ประสิทธิภาพและความเสถียรของแถบที่ผลิตในประเทศยังคงมีความแตกต่างกันอยู่บ้าง

6) ความยาวแถบสูงสุดมีข้อจำกัด ความยาวแถบด้านนอกสุดของแถบโลหะผสมอสัณฐานในระยะแรกนั้นมีข้อจำกัดอย่างมากเนื่องจากข้อจำกัดของขนาดเตาอบ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันปัญหานี้ได้รับการแก้ไขแล้ว และสามารถผลิตโลหะผสมอสัณฐานที่มีความยาวแถบด้านนอกสุด 10 เมตรได้ โครงเหล็กแกนกลางสามารถนำไปใช้ในการผลิตเครื่องเปลี่ยนถ่ายแบบแห้งโลหะผสมอสัณฐานขนาด 3150 kVA หรือต่ำกว่า และเครื่องเปลี่ยนถ่ายแบบใช้น้ำมันโลหะผสมอสัณฐานขนาด 10000 kVA หรือต่ำกว่าได้

จากประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานที่ยอดเยี่ยมของหม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐาน ประกอบกับการส่งเสริมการอนุรักษ์พลังงานและการลดการปล่อยมลพิษของประเทศ และนโยบายต่างๆ ทำให้ส่วนแบ่งการตลาดของหม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐานเพิ่มขึ้น และเมื่อพิจารณาจากราคาของแผ่นโลหะผสมอสัณฐาน (ปัจจุบันอยู่ที่ 26.5 หยวน/กก.) ซึ่งสูงกว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไป (30Q120 หรือ 30Q130) ประมาณสองเท่า และส่วนต่างราคากับทองแดงค่อนข้างน้อย เมื่อพิจารณาถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ในระบบส่งไฟฟ้าและข้อกำหนดในการประมูล หม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐานมักใช้ตัวนำทองแดง เมื่อเทียบกับแผ่นเหล็กซิลิคอนทั่วไปแล้ว ส่วนต่างราคาหลักของหม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐานมีดังนี้:

1) เนื่องจากโครงสร้างแกนขดลวด จึงควรใช้โครงสร้างสามเฟสห้าเสาสำหรับชนิดแกนหม้อแปลง ซึ่งสามารถลดน้ำหนักของแกนเฟรมเดี่ยวและลดความยุ่งยากในการประกอบ โครงสร้างสามเฟสห้าเสาและโครงสร้างสามเฟสสามเสามีข้อดีและข้อเสียในแง่ของต้นทุน ปัจจุบัน ผู้ผลิตส่วนใหญ่ใช้โครงสร้างสามเฟสห้าเสา แกนเหล็กเฟรมเดี่ยวที่ซื้อมาและการประกอบแสดงในรูปที่ 2:

2) เนื่องจากหน้าตัดของก้านเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า เพื่อให้ระยะห่างของฉนวนคงที่ ขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำจึงถูกออกแบบให้มีโครงสร้างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเช่นกัน

1) เนื่องจากความหนาแน่นแม่เหล็กของแกนออกแบบต่ำกว่าหม้อแปลงแผ่นเหล็กซิลิคอนแบบดั้งเดิมประมาณ 25% และค่าสัมประสิทธิ์การเรียงตัวของแกนอยู่ที่ประมาณ 0.87 ซึ่งต่ำกว่าหม้อแปลงแผ่นเหล็กซิลิคอนแบบดั้งเดิมที่ 0.97 มาก ดังนั้นพื้นที่หน้าตัดที่ออกแบบจึงต้องใหญ่กว่าหม้อแปลงแผ่นเหล็กซิลิคอนแบบดั้งเดิม หากใหญ่กว่า 25% เส้นรอบวงของขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องพิจารณาถึงความยาวของขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำที่เพิ่มขึ้นด้วย เพื่อให้แน่ใจว่าการสูญเสียโหลดของขดลวดไม่เปลี่ยนแปลง พื้นที่หน้าตัดของลวดจึงต้องเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้นปริมาณทองแดงในหม้อแปลงโลหะผสมอสัณฐานจึงสูงกว่าหม้อแปลงแบบดั้งเดิมประมาณ 20%

3. วัสดุสำหรับวงจร

ภาพรวม

วงจรภายในของหม้อแปลงไฟฟ้าส่วนใหญ่ประกอบด้วยขดลวด (หรือที่เรียกว่าคอยล์) ซึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับโครงข่ายไฟฟ้าภายนอกและเป็นส่วนประกอบหลักของหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรภายในของหม้อแปลงไฟฟ้ามักทำจากขดลวดทองแดงและอลูมิเนียม โดยแบ่งออกเป็นลวดกลม ลวดแบน (ซึ่งสามารถแบ่งย่อยได้อีกเป็นลวดเดี่ยว ลวดรวม และลวดสลับ) ตัวนำฟอยล์ ฯลฯ ตามรูปทรงหน้าตัดของลวด จากนั้นจึงนำมาพันเป็นชั้นๆ จนได้เป็นขดลวดโดยรวม ดังนั้นวัสดุตัวนำหลักของวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าจึงเป็นทองแดงและอลูมิเนียม

3.1 การเปรียบเทียบคุณลักษณะของทองแดงและอะลูมิเนียม

ทั้งทองแดงและอะลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีและนิยมใช้เป็นตัวนำในการทำขดลวดหม้อแปลง ความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพแสดงไว้ในตารางต่อไปนี้:

3.2 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของลวดทองแดงและลวดอะลูมิเนียมในขดลวดหม้อแปลง

ความแตกต่างของหม้อแปลงไฟฟ้าทองแดง-อะลูมิเนียมนั้นเกิดจากความแตกต่างของวัสดุ ซึ่งปรากฏให้เห็นในด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1) ค่าความต้านทานจำเพาะของตัวนำทองแดงมีเพียงประมาณ 60% ของตัวนำอะลูมิเนียม เพื่อให้ได้ค่าการสูญเสียและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเท่ากัน พื้นที่หน้าตัดของตัวนำอะลูมิเนียมที่ใช้จึงต้องมีขนาดใหญ่กว่าตัวนำทองแดงมากกว่า 60% ดังนั้นจึงต้องใช้ความจุและพารามิเตอร์ที่เท่ากัน ปริมาตรของหม้อแปลงตัวนำอะลูมิเนียมมักจะใหญ่กว่าหม้อแปลงตัวนำทองแดง แต่พื้นที่ระบายความร้อนของหม้อแปลงก็เพิ่มขึ้นด้วยเช่นกัน ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของน้ำมันจึงต่ำลง

2) ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมมีเพียงประมาณ 30% ของความหนาแน่นของทองแดง ดังนั้นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบตัวนำอะลูมิเนียมจึงมีน้ำหนักเบากว่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบตัวนำทองแดง

3) จุดหลอมเหลวของตัวนำอะลูมิเนียมต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของตัวนำทองแดงมาก ดังนั้นขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุดของกระแสลัดวงจรจึงอยู่ที่ 250 ℃ ซึ่งต่ำกว่า 350 ℃ ของตัวนำทองแดง นอกจากนี้ปริมาตรของหม้อแปลงตัวนำอะลูมิเนียมจึงมีขนาดใหญ่กว่าหม้อแปลงตัวนำทองแดงด้วย

4) ตัวนำอะลูมิเนียมมีความแข็งต่ำ จึงกำจัดครีบผิวได้ง่าย ทำให้หลังจากประกอบหม้อแปลงแล้ว โอกาสที่จะเกิดการลัดวงจรระหว่างขดลวดหรือระหว่างชั้นเนื่องจากครีบจึงลดลง

5) เนื่องจากความแข็งแรงในการรับแรงดึงและแรงอัดของตัวนำอะลูมิเนียมต่ำ และความแข็งแรงเชิงกลไม่ดี หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ตัวนำอะลูมิเนียมจึงไม่สามารถป้องกันการลัดวงจรได้ดีเท่าหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ตัวนำทองแดง ขีดจำกัดความเค้นของตัวนำอยู่ที่ 1600 กก./ซม.² และความสามารถในการรับน้ำหนักได้รับการปรับปรุงอย่างมาก

6) กระบวนการเชื่อมระหว่างตัวนำอะลูมิเนียมและตัวนำทองแดงนั้นไม่ดี และคุณภาพการเชื่อมของรอยต่อก็ยากที่จะรับประกันได้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของตัวนำอะลูมิเนียมในระดับหนึ่ง

7) ค่าความร้อนจำเพาะของตัวนำอะลูมิเนียมเป็น 239% ของค่าความร้อนจำเพาะของตัวนำทองแดง แต่เมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างของความหนาแน่นและความหนาแน่นทางไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ระหว่างทั้งสองแล้ว ความแตกต่างของค่าคงที่เวลาทางความร้อนที่แท้จริงระหว่างทั้งสองจึงไม่มากเท่ากับความแตกต่างของค่าความร้อนจำเพาะ ความสามารถในการรับโหลดเกินในระยะสั้นของหม้อแปลงแบบแห้งจึงได้รับผลกระทบน้อย

4. วัสดุฉนวน

ภาพรวม

อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้าขึ้นอยู่กับวัสดุฉนวนที่ใช้เป็นอย่างมาก วัสดุฉนวน หรือที่เรียกว่าไดอิเล็กทริก คือสารที่มีความต้านทานสูงและค่าการนำไฟฟ้าต่ำ วัสดุฉนวนสามารถใช้เพื่อแยกตัวนำที่มีประจุหรือมีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ในทิศทางที่กำหนด ในผลิตภัณฑ์หม้อแปลงไฟฟ้า วัสดุฉนวนยังมีบทบาทในการระบายความร้อน การระบายความร้อน การรองรับ การยึด การดับประกายไฟ การปรับปรุงความลาดชันของศักย์ไฟฟ้า การป้องกันความชื้น การป้องกันเชื้อรา และการป้องกันตัวนำ ภายใต้การทำงานของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่ไหลผ่านวัสดุฉนวน ความต้านทานจำเพาะ (หมายถึงความต้านทานจำเพาะในอากาศ) ค่อนข้างสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ 10⁸~10²⁰ โอห์ม·เซนติเมตร (ความต้านทานจำเพาะของตัวนำอยู่ที่ 10⁻⁶~10⁻³ โอห์ม·เซนติเมตร และความต้านทานจำเพาะของสารกึ่งตัวนำอยู่ที่ 10⁻³~10⁸ โอห์ม·เซนติเมตร)

วัสดุฉนวนมีความต้านทานต่อกระแสตรงสูงมาก เนื่องจากความต้านทานจำเพาะสูง ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง วัสดุฉนวนจึงแทบไม่นำไฟฟ้า ยกเว้นกระแสรั่วไหลที่ผิวเล็กน้อยมาก ในขณะที่มันมีความจุต่อกระแสสลับ กระแสไฟฟ้าโดยทั่วไปก็ถือว่าไม่นำไฟฟ้าเช่นกัน ยิ่งความต้านทานจำเพาะของวัสดุฉนวนสูงเท่าไร คุณสมบัติการเป็นฉนวนก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

วัสดุฉนวนใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อแยกชิ้นส่วนนำไฟฟ้าออกจากกันและจากพื้นดิน (ศักย์ศูนย์) เมื่อใช้ในโครงสร้างรองรับต่างๆ วัสดุฉนวนควรมีคุณสมบัติทางกลที่ดีด้วย นอกจากนี้ วัสดุฉนวนยังมีบทบาทอื่นๆ เช่น การระบายความร้อน การยึด การเก็บพลังงาน การดับประกายไฟ การปรับปรุงความลาดชันของศักย์ การป้องกันความชื้น การป้องกันเชื้อรา และการปกป้องตัวนำ

โดยทั่วไป วัสดุฉนวนสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท:

1) วัสดุฉนวนก๊าซ: ภายใต้อุณหภูมิและความดันปกติ ก๊าซแห้งทั่วไปมีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี เช่น อากาศ ไนโตรเจน ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ เป็นต้น ในจำนวนนี้ อากาศและซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหม้อแปลงไฟฟ้า

2) วัสดุฉนวนเหลว: วัสดุฉนวนเหลวมักอยู่ในรูปของน้ำมัน หรือที่เรียกว่าน้ำมันฉนวน เช่น น้ำมันแร่ น้ำมันพืช เอสเทอร์สังเคราะห์ เป็นต้น

3) วัสดุฉนวนแข็ง: เช่น สีฉนวน กาวฉนวน กระดาษฉนวน กระดาษแข็งฉนวน กระดาษลูกฟูก พลาสติกและฟิล์มไฟฟ้า วัสดุเคลือบไฟฟ้า (แท่ง ท่อ) เรซินอีพ็อกซีหล่อขึ้นรูป พอร์เซเลนไฟฟ้า ยาง ผลิตภัณฑ์ไมกา เป็นต้น

4.1 น้ำมันฉนวน

น้ำมันฉนวนมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น ความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูง ทนต่อฟ้าผ่าสูง จุดเยือกแข็งต่ำ อุณหภูมิใช้งานภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน อุณหภูมิสูง และสนามไฟฟ้าแรงสูง ไม่เป็นพิษ ไม่กัดกร่อน มีความหนืดต่ำ และไหลได้ดี เป็นต้น จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า เช่น หม้อแปลง สวิตช์น้ำมัน ตัวเก็บประจุ และสายเคเบิล โดยทำหน้าที่เป็นฉนวน ระบายความร้อน แทรกซึม และเติมเต็ม นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ดับประกายไฟในสวิตช์น้ำมันและกักเก็บพลังงานในตัวเก็บประจุอีกด้วย

น้ำมันฉนวนทำหน้าที่สองอย่าง คือเป็นทั้งฉนวนและตัวระบายความร้อนในหม้อแปลงไฟฟ้าไปพร้อมๆ กัน

ปัจจุบันน้ำมันฉนวนโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังต่อไปนี้:

1) น้ำมันแร่: เช่น น้ำมันหม้อแปลง น้ำมันสวิตช์ น้ำมันตัวเก็บประจุ น้ำมันสายเคเบิล;

2) น้ำมันสังเคราะห์: เช่น โดเดซิลเบนซีน, น้ำมันซิลิโคน, เอสเตอร์สังเคราะห์ เป็นต้น;

3) น้ำมันพืช;

4.2 เรซินอีพ็อกซี

เรซินอีพ็อกซีเป็นสารประกอบพอลิเมอร์ เรซินมีลักษณะเป็นวัสดุอินทรีย์ที่เป็นของแข็ง กึ่งของแข็ง หรือเกือบของแข็ง มีมวลโมเลกุลไม่แน่นอน (โดยทั่วไปสูง) มีแนวโน้มที่จะไหลเมื่อได้รับแรงกด มีช่วงการอ่อนตัวหรือหลอมเหลว และมีหน้าตัดของแข็งที่มักมีรูปร่างคล้ายเปลือกหอย มีลักษณะพื้นฐานดังต่อไปนี้:

1) สายโซ่โมเลกุลนั้นยาวมาก แต่ละสายโซ่ประกอบด้วยอะตอมหลายร้อยหรือหลายหมื่นอะตอม ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์

2) สายโมเลกุลยาวประกอบด้วยหน่วยที่ซ้ำกันที่เล็กที่สุด นั่นคือ ข้อต่อสายโซ่ และจำนวนข้อต่อสายโซ่ในโมเลกุลเรียกว่า ระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน

3) แรงระหว่างโมเลกุลโดยรวมของโมเลกุลขนาดใหญ่มักจะมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวทางเคมีระหว่างอะตอมในโมเลกุล ทำให้สารประกอบพอลิเมอร์มีลักษณะเฉพาะหลายประการ เช่น ไม่มีพอลิเมอร์ที่เป็นก๊าซ กระบวนการละลายของพอลิเมอร์ช้ามาก เป็นต้น หากมีการเชื่อมโยงข้ามระหว่างโมเลกุล ลักษณะนี้จะยิ่งเด่นชัดมากขึ้น

เรซินอีพ็อกซี หมายถึง โอลิโกเมอร์ที่มีหมู่ฟังก์ชันอีพ็อกซี เรซินอีพ็อกซีเริ่มปรากฏขึ้นในปี 1891 หลังจากปี 1947 บริษัทหลายแห่งในสหรัฐอเมริกาและสวิตเซอร์แลนด์ประสบความสำเร็จในการสังเคราะห์เรซินอีพ็อกซีบิสฟีนอลเอในระดับอุตสาหกรรม ประเทศของฉันเริ่มการผลิตในปี 1956

คุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าของวัสดุอีพ็อกซีนั้นโดดเด่นเป็นพิเศษ เมื่อไม่มีการเติมสารตัวเติม ค่า EB ของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการบ่มแล้วจะสูงกว่า 16 MV/m ค่า pV จะสูงกว่า 10¹¹ Ω·m ค่า εr อยู่ระหว่าง 3 ถึง 4 และค่า tanδ จะอยู่ที่ประมาณ 0.002 ภายใต้ความถี่ไฟฟ้า ดังนั้น เรซินอีพ็อกซีที่มีออกซิเจนในวงแหวน 20% จึงถูกนำมาใช้สำหรับฉนวนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ เช่น สีเคลือบอีพ็อกซีเป็นสีฉนวนคลาส B สำหรับเคลือบขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ขนาดเล็กและขนาดกลาง สีอีพ็อกซีแบบปราศจากตัวทำละลายใช้สำหรับการเคลือบสุญญากาศของขดลวดสเตเตอร์มอเตอร์ขนาดใหญ่ แผ่นลามิเนต (แผ่น ท่อ แท่ง) ใช้เป็นลิ่มร่องและตัวเว้นระยะของมอเตอร์ แท่งควบคุมสวิตช์แรงดันสูง กาวใช้สำหรับการยึดติดของบูชเซรามิกไฟฟ้าแรงดันสูง และวัสดุหล่อใช้สำหรับการแยกแผ่นดิสก์ในเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบรวมวงจรปิดสนิท (GIS) ที่ใช้ซัลเฟอร์เฮกซาฟลูออไรด์ ชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ฉนวน หม้อแปลง และตัวเก็บประจุเซรามิกแรงดันสูง ปัจจุบัน ชื่อแบรนด์ของเรซินอีพ็อกซีหรือเรซินอีพ็อกซีดัดแปลงที่ผลิตในประเทศจีนยังไม่เป็นมาตรฐานเดียวกัน ชื่อของผู้ผลิตเรซินอีพ็อกซีต่างๆ ทั่วโลกก็แตกต่างกันและจำเป็นต้องมีการระบุเครื่องหมายการค้าให้ชัดเจน

เรซินอีพ็อกซีเป็นเพียงโอลิโกเมอร์และสามารถใช้งานได้หลังจากบ่มแล้วเท่านั้น สารบ่มจะทำปฏิกิริยากับเรซินอีพ็อกซีเพื่อเชื่อมโยงโมเลกุลของเรซินจากโครงสร้างเชิงเส้นไปเป็นโครงสร้างแบบก้อน สารส่งเสริม/ตัวเร่งปฏิกิริยาจะช่วยลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาและสามารถส่งเสริม/ปรับกระบวนการเกิดเจลของวัสดุหล่อได้ สารบ่มใช้ไฮโดรเจนที่ออกฤทธิ์ซึ่งมีอยู่ในนั้นเพื่อทำปฏิกิริยาการเติมแบบเปิดวงแหวนกับหมู่เอพ็อกซีที่ออกฤทธิ์ในเรซินเพื่อให้เกิดการบ่ม ไฮโดรเจนที่ออกฤทธิ์คือ -NH2, -NH-, -COOH, -OH และ -SH ในสารบ่มหรือตัวเร่งปฏิกิริยา สารบ่มที่ใช้กันทั่วไปคือเอมีนและกรดแอนไฮไดรด์ สารบ่มบางชนิดต้องการตัวเร่ง/ตัวเร่งปฏิกิริยา บางชนิดต้องการสภาวะอุณหภูมิสูง และบางชนิดสามารถทำปฏิกิริยารุนแรงได้ที่อุณหภูมิต่ำ สารบ่มที่แตกต่างกันจะนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมากในคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ที่บ่มแล้ว ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ ดังนั้น การออกแบบและคัดเลือกสารเร่งปฏิกิริยาในการบ่มในระบบการผสมเรซินอีพ็อกซีจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ฉนวนอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง และเป็นการพัฒนาใหม่ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมา อายุการใช้งานของขดลวดหม้อแปลงต้องยาวนานถึง 30 ปี และระดับความทนความร้อนต้องถึงระดับ F ซึ่งวัสดุทั่วไปนั้นยากที่จะตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ จำเป็นต้องออกแบบ ปรับปรุง ทดสอบ และตรวจสอบวัสดุที่ใช้ รวมถึงระบบการผลิตและกระบวนการผลิต เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งที่ใช้ฉนวนเรซิน ระบบเรซินอีพ็อกซีจะถูกขึ้นรูปโดยการหล่อหรือการจุ่ม จากนั้นจึงทำการอบด้วยความร้อนเพื่อสร้างฉนวนขดลวด (เช่น ฉนวนตามแนวยาว) ในระหว่างการทำงานทั้งหมดของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง ฉนวนเรซินอีพ็อกซีต้องรับประกันความเป็นฉนวนไฟฟ้าของขดลวดและความแข็งแรงทางกล รวมถึงระบายความร้อนภายในขดลวดผ่านการนำความร้อนด้วย

จุดอ่อนที่สำคัญที่สุดของฉนวนเรซินคือความไม่สามารถแก้ไขหรือซ่อมแซมข้อบกพร่องและความเสียหายของฉนวนเรซินได้ (โดยทั่วไปคือข้อบกพร่องในกระบวนการผลิตและความเสียหายในกระบวนการใช้งาน) ดังนั้น การหลีกเลี่ยงการแตกร้าวของฉนวนแข็ง การหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการหล่อ และการหลีกเลี่ยงการคายประจุบางส่วน (เช่น การคายประจุไม่ครบ) จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง และกลายเป็นกุญแจสำคัญของเทคโนโลยีการผลิตฉนวนแข็ง และเป็นจุดสนใจในการแข่งขันระหว่างผู้ผลิต

เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างมากอันเกิดจากการสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า ฉนวนเรซินจึงต้องทำงานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน (เช่น หม้อแปลงไฟฟ้าคลาส F ซึ่งโดยทั่วไปอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่ออกแบบไว้จะอยู่ที่ประมาณ 140 ℃) และหม้อแปลงอาจอยู่ในอุณหภูมิสูงก่อนการใช้งานและระหว่างการบำรุงรักษา รวมถึงอุณหภูมิต่ำ (เช่น -30 ℃) และหม้อแปลงอาจเผชิญกับแรงกระแทกทางไฟฟ้าขนาดใหญ่จากฟ้าผ่า แรงดันสูง หรือไฟฟ้าลัดวงจรได้ตลอดเวลา ขดลวดที่หุ้มด้วยฉนวนเรซินจึงต้องสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้ และสามารถทนต่อหรือต้านทานแรงกระแทกทางไฟฟ้าจากไฟฟ้าลัดวงจรที่อุณหภูมิสูงและต่ำมากได้ ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งสำหรับคุณสมบัติทางความร้อน ทางกล และทางไฟฟ้าของระบบฉนวนอีพ็อกซี

ปัจจุบันมีระบบวัสดุฉนวนสองประเภทสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบหล่อเรซิน ประเภทแรกคือ "การหล่อเรซินบริสุทธิ์ + เสริมแรงด้วยใยแก้วที่มีอัตราการเติมสูง" และประเภทที่สองคือ "การหล่อผงควอตซ์เรซิน + เสริมแรงเฉพาะจุดด้วยตาข่ายแก้วพรีเพรก"

ระบบฉนวน (กล่าวคือ โครงสร้างฉนวนแบบดั้งเดิม) ครอบคลุมขอบเขตที่กว้างกว่าระบบวัสดุฉนวน หมายถึงการเป็นฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า (หรือส่วนประกอบอิสระ) โดยรวม ซึ่งรวมถึงไม่เพียงแต่วัสดุฉนวนและการผสมผสานของวัสดุเหล่านั้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฉนวนและตัวนำด้วย หรือความสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็ก ความสัมพันธ์กับสนามไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างฉนวนกับสภาพแวดล้อมโดยรอบ (ก๊าซหรือของเหลวและสภาวะต่างๆ การปนเปื้อนบนพื้นผิว สภาวะการระบายความร้อน แรงทางกล หรือการแผ่รังสี ฯลฯ) และความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับพารามิเตอร์การทำงานของระบบไฟฟ้า การไหลของอากาศและการระบายความร้อนในหม้อแปลงแบบแห้ง ความเค้นของฉนวน ฯลฯ ล้วนอยู่ในขอบเขตของระบบฉนวนที่ต้องพิจารณา

4.3 กระดาษฉนวนกันความร้อน

กระดาษใยพืชแบ่งออกเป็นใยไม้ ใยฝ้าย และใยป่าน ซึ่งที่ใช้กันมากที่สุดคือกระดาษใยเยื่อไม้ซัลเฟตบริสุทธิ์ ไม้สน ไม้สนเกาหลี และไม้ชนิดอื่นๆ ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซลลูโลส ซึ่งเป็นสารประกอบพอลิเมอร์ธรรมชาติ วิธีการผลิตกระดาษฉนวนใช้วิธีทางเคมี เช่น วิธีซัลเฟต ในวิธีนี้ ส่วนประกอบหลักของของเหลวที่ใช้ในการต้มคือโซเดียมซัลไฟด์ (Na2S) โซเดียมซัลไฟด์จะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างโซเดียมไฮโดรเจนซัลไฟด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์ เซลลูโลสจะทำปฏิกิริยาและละลายในด่าง ของเหลวที่ใช้ในการต้มค่อนข้างอ่อน ดังนั้นน้ำหนักโมเลกุลของเซลลูโลสจึงลดลงเพียงเล็กน้อย กระดาษฉนวนเซลลูโลสจากพืชที่ใช้กันทั่วไปในหม้อแปลงไฟฟ้า ได้แก่ กระดาษสายไฟ กระดาษสายเคเบิลแรงดันสูง และกระดาษฉนวนระหว่างขดลวดหม้อแปลง

1) กระดาษหุ้มสายไฟ: กระดาษหุ้มสายไฟทำจากเยื่อกระดาษคราฟท์ มีเกรด DL08, DL12, DL17 ความหนา 0.08 มม., 0.12 มม. และ 0.17 มม. ตามลำดับ และจัดจำหน่ายเป็นม้วน หลังจากที่กระดาษหุ้มสายไฟชุ่มด้วยน้ำมันหม้อแปลงแล้ว ความแข็งแรงเชิงกลและความแข็งแรงทางไฟฟ้าจะดีขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงทางไฟฟ้าของกระดาษหุ้มสายไฟในอากาศอยู่ที่ 6~9×10³ kV/m และหลังจากอบแห้งและแช่ในน้ำมันหม้อแปลงแล้ว ความแข็งแรงทางไฟฟ้าจะสูงถึง 70~90×10³ kV/m มีเสถียรภาพทางความร้อนที่เพียงพอและมักใช้เป็นฉนวนขดลวดและฉนวนชั้นกลาง กระดาษหุ้มสายไฟยังรวมถึงกระดาษหุ้มสายไฟแรงดันสูง กระดาษหุ้มสายไฟแรงดันต่ำ กระดาษหุ้มสายไฟความหนาแน่นสูง และกระดาษเครปฉนวน กระดาษหุ้มสายไฟแรงดันสูงเหมาะสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า 110-330 kV ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำ กระดาษฉนวนสายไฟแรงดันต่ำใช้สำหรับหุ้มฉนวนสายไฟและหม้อแปลงไฟฟ้า หรือผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าอื่นๆ ที่มีแรงดัน 35kV หรือต่ำกว่า กระดาษเครปฉนวนทำจากกระดาษฉนวนไฟฟ้า โดยผ่านกระบวนการทำให้เกิดรอยย่นตามแนวขวาง ซึ่งจะคลี่ออกเมื่อยืดออก มักใช้สำหรับหุ้มฉนวนหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมัน เช่น การหุ้มฉนวนของขดลวด สายไฟ และอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าสถิต กระดาษฉนวนสายไฟความหนาแน่นสูงก็เป็นกระดาษเครปฉนวนชนิดหนึ่งเช่นกัน มีความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูงกว่ากระดาษเครปทั่วไป 100% ถึง 150% มีความแข็งแรงเชิงกลสูงกว่า 50% มีความแข็งแรงทางไฟฟ้าสูง ทนต่อน้ำมันได้ดี มีความยืดหยุ่นดี และยืดได้ง่าย สามารถใช้เป็นวัสดุหุ้มสายไฟแทนเทปเคลือบเงา และใช้เป็นฉนวนสำหรับจุดเชื่อมต่อและส่วนโค้งของสายไฟได้

2) กระดาษโทรศัพท์: กระดาษโทรศัพท์ก็ทำจากเยื่อซัลเฟตเช่นกัน ซึ่งนิยมใช้ในสายโทรศัพท์ มีความแข็งแรงเชิงกลต่ำ และโดยทั่วไปใช้เป็นฉนวนหุ้มขดลวด ฉนวนชั้น หรือฉนวนหุ้มตัวนำ

3) กระดาษตัวเก็บประจุ: กระดาษตัวเก็บประจุแบ่งออกเป็นคลาส A และคลาส B ตามข้อกำหนดการใช้งาน กระดาษตัวเก็บประจุคลาส A ใช้สำหรับตัวเก็บประจุแบบไดอิเล็กทริกกระดาษเคลือบโลหะในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ส่วนคลาส B ส่วนใหญ่ใช้เป็นไดอิเล็กทริกคั่นกลางสำหรับตัวเก็บประจุไฟฟ้า กระดาษตัวเก็บประจุมีคุณสมบัติเด่นคือมีความแน่นสูงและบาง โดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ามักใช้กระดาษตัวเก็บประจุ และหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปไม่ค่อยใช้กระดาษตัวเก็บประจุ

4) กระดาษฉนวนแบบม้วน: กระดาษฉนวนแบบม้วนใช้เป็นกระดาษรองหลังของกระดาษเคลือบ และกระดาษเคลือบใช้สำหรับม้วนฉนวนทรงกระบอก (ท่อ) และปลอกตัวเก็บประจุ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ ความสามารถในการดูดซับน้ำสูงกว่ากระดาษสำหรับสายเคเบิล แต่ต่ำกว่ากระดาษชุบสาร กระดาษกาวแบ่งออกเป็นแบบกาวด้านเดียวหรือสองด้าน (ฟีนอลิกหรืออีพ็อกซีเรซิน) ซึ่งอบที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อใช้กระดาษกาวทำท่อกระดาษหรืออัดเป็นแผ่นลามิเนต กาวจะแข็งตัวเมื่อได้รับความร้อนและแรงกด โดยทั่วไปม้วนจะเป็นเทปด้านเดียว และเทปที่อัดแล้วจะเป็นเทปสองด้าน นอกจากนี้ยังมีกระดาษกาวแบบตาข่าย (กระดาษกาวแบบตาข่าย) ซึ่งใช้สำหรับเป็นฉนวนระหว่างชั้นของขดลวดฟอยล์ชุบน้ำมัน หลังจากอบแล้ว จะช่วยให้เกิดการยึดเกาะระหว่างฉนวนและระหว่างฉนวนกับฟอยล์ เพิ่มความแข็งแรงและมีการซึมผ่านของน้ำมันที่ดี

กระดาษฉนวนหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปส่วนใหญ่ใช้สำหรับทำสายเคเบิล กระดาษเครป และกระดาษรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ซึ่งใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นฉนวนระหว่างขดลวด ฉนวนระหว่างชั้น การผูกยึดสายไฟ ฯลฯ โดยปกติแล้ว ราคาของกระดาษฉนวนชนิดต่างๆ จะไม่แตกต่างกันมากนัก ราคาจะค่อนข้างสูง ประมาณ 20 หยวน/กิโลกรัม

4.4 วัสดุคอมโพสิตไฟฟ้า

ฟิล์มบางทางไฟฟ้าและวัสดุคอมโพสิตทางไฟฟ้ามีคุณสมบัติทางไดอิเล็กทริกที่ดีเยี่ยมและจัดอยู่ในกลุ่มวัสดุฉนวนแผ่นบาง ฟิล์มทางไฟฟ้า ได้แก่ ฟิล์มโพลีเอสเตอร์และฟิล์มโพลีอิไมด์ ซึ่งสามารถใช้เป็นฉนวนสายไฟและฉนวนชั้นกลางในหม้อแปลงไฟฟ้าได้ วัสดุคอมโพสิตทางไฟฟ้าเป็นผลิตภัณฑ์คอมโพสิตที่ทำจากวัสดุเส้นใยที่ยึดติดด้วยฟิล์มด้านเดียวหรือสองด้าน ซึ่งสามารถใช้เป็นฉนวนชั้นกลางในหม้อแปลงไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขดลวดฟอยล์แบบแห้ง และขดลวดแรงดันต่ำ มักทำจากวัสดุคอมโพสิต หลังจากชุบด้วยเรซินแล้ว จึงนำไปใช้เป็นฉนวนชั้นกลาง วัสดุคอมโพสิตที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ DMD, GHG และอื่นๆ

ชื่อเต็มของ DMD คือ วัสดุคอมโพสิตอ่อนแบบไม่ทอที่ทำจากฟิล์มโพลีเอสเตอร์และเส้นใยโพลีเอสเตอร์ ซึ่งแบ่งออกเป็น DMD ที่เคลือบเรซินไว้ล่วงหน้าและ DMD ที่ไม่ได้เคลือบเรซินไว้ล่วงหน้า DMD เป็นวัสดุคอมโพสิตอ่อนสามชั้นที่ผลิตขึ้น DMD มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ทนความร้อน และมีความแข็งแรงเชิงกลสูง รวมถึงมีคุณสมบัติในการดูดซับเรซินที่ดีเยี่ยม DMD ที่ไม่ได้เคลือบเรซินสามารถใช้เป็นฉนวนชั้นกลางสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมัน และ DMD ที่เคลือบเรซินไว้ล่วงหน้าสามารถใช้เป็นฉนวนชั้นกลางสำหรับขดลวดฟอยล์แรงดันต่ำในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งคลาส F ตัวชี้วัดประสิทธิภาพเฉพาะของ DMD แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

ชื่อเต็มของ GHG คือ วัสดุคอมโพสิตอ่อนใยแก้วเรซินเกรด H ที่เคลือบด้วยฟิล์มโพลีอิไมด์ เป็นวัสดุคอมโพสิตอ่อนสามชั้นที่ทำจากผ้าใยแก้ว (G) เคลือบอยู่ทั้งสองด้านของฟิล์มโพลีอิไมด์ (H) เมื่อเปรียบเทียบกับ DMD แล้ว GHG มีความทนทานต่อความร้อนได้ดีกว่า และสามารถใช้เป็นฉนวนชั้นกลางของขดลวดฟอยล์แรงดันต่ำในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งชนิดฉนวนเกรด H ได้

ชื่อเต็มของ NHN คือ วัสดุคอมโพสิตอ่อนชนิดกระดาษผสมฟิล์มโพลีอิไมด์และเส้นใยโพลีอะรามิด ปัจจุบัน NHN เป็นวัสดุฉนวนบางคุณภาพสูงที่สุด มีคุณสมบัติทนความร้อนดีเยี่ยม มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี ดูดซับน้ำน้อย และทนต่อความชื้นได้ดีเยี่ยม จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุฉนวนคลาส H และสามารถใช้เป็นฉนวนระหว่างชั้นของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งคลาส H ได้ พารามิเตอร์ประสิทธิภาพเฉพาะของ NHN แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้:

4.5 กระดาษแข็งฉนวนกันความร้อน

กระดาษแข็งฉนวนทำจากเยื่อไม้คราฟท์บริสุทธิ์ สามารถใช้ทำชิ้นส่วนต่างๆ เช่น ตัวเว้นระยะช่องว่างน้ำมัน ตัวยึดช่องว่างน้ำมัน ตัวคั่น ท่อกระดาษแข็ง กระดาษลูกฟูก ฉนวนแอกเหล็ก ฉนวนคลิป และแผ่นกดฉนวนปลายขดลวด เป็นต้น ความหนาที่ใช้กันทั่วไปคือ 1.0 มม., 1.5 มม., 2 มม., 3 มม., 4 มม., 6 มม. กระดาษแข็งฉนวนแบ่งออกเป็นกระดาษแข็งความหนาแน่นต่ำ กระดาษแข็งความหนาแน่นปานกลาง และกระดาษแข็งความหนาแน่นสูง ตามความหนาแน่น กระดาษความหนาแน่นต่ำมักเรียกว่ากระดาษแข็งอ่อน T3 ความหนาแน่นอยู่ระหว่าง 0.75 กรัม/ซม³ ถึง 0.9 กรัม/ซม³ ความแข็งแรงต่ำ และมักใช้สำหรับชิ้นส่วนดัดงอหรือชิ้นส่วนยืดหลังจากทำให้เปียก เช่น การขึ้นรูปวงแหวนมุม ชิ้นส่วนวงแหวน และท่อกระดาษอ่อน กระดาษแข็งความหนาแน่นต่ำมีอัตราการดูดซับน้ำมันสูง ขึ้นรูปได้ดี แต่คุณสมบัติทางกลไม่ดี กระดาษแข็งความหนาแน่นปานกลางมักเรียกว่ากระดาษแข็ง T1 มีความหนาแน่นระหว่าง 0.95 กรัม/ซม³ ถึง 1.15 กรัม/ซม³ ใช้เป็นแผ่นรอง เป็นต้น กระดาษแข็งความหนาแน่นสูงมักเรียกว่ากระดาษแข็ง T4 มีความหนาแน่น 1.15 กรัม/ซม³ ถึง 1.3 กรัม/ซม³ ใช้เป็นท่อกระดาษแข็งฉนวน แผ่นกดฉนวน และวงแหวนปลาย ในโครงสร้างตัวเว้นระยะน้ำมันที่ประกอบด้วยท่อกระดาษหลายชั้นสำหรับขดลวดแรงดันสูง กระดาษแข็งลูกฟูกยังสามารถใช้แทนกระดาษแข็งค้ำยันเพื่อสร้างช่องว่างน้ำมัน ซึ่งสามารถประหยัดวัสดุได้โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพการเป็นฉนวนไว้ได้

4.6 ฟิล์มโพลีโพรพีลีน

ฟิล์มโพลีโพรพีลีนทำจากเรซินโพลีโพรพีลีน (PP) ที่อัดขึ้นรูปเป็นแผ่นหนาและยืดในทิศทางเดียว 0.92 กรัม/ซม³ 2) มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีและเสถียรภาพทางเคมีที่ดี ค่าสัมประสิทธิ์ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์อยู่ที่ 2 ถึง 2.2 และแรงดันพังทลายมากกว่า 150 MV/m; 3) มีคุณสมบัติทางกลที่ดี และความแข็งแรงดึงมากกว่า 100 MPa; 4) สามารถใช้งานได้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิ 125 ℃ และจัดเป็นฉนวนระดับ E; 5) มีคุณสมบัติกันน้ำและมีความสามารถในการป้องกันการดูดซับน้ำสูง และสามารถใช้เป็นฉนวนสายไฟของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันได้

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