
变压器实用知识分享
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2026年3月3日
2024年7月31日
20世纪60年代以前,干式变压器主要采用开启式通风结构和B级绝缘,产品型号定为SG。当时尚无箔式线圈,低压线圈多为多股绕制的层式或螺旋式结构,高压线圈则为饼式结构。所用导线为双玻璃丝包线或单玻璃丝包线加醇酸漆涂层。其他绝缘材料大多为酚醛玻璃纤维材料。浸渍工艺是在常温常压下用B级绝缘漆浸渍高、低压线圈,然后进行中温干燥(干燥温度不超过130°C)。这种干式变压器虽然在耐火性能上较油浸式变压器有显著提高,但其防潮和防污性能却令人担忧。因此,此类变压器的生产已经停止。尽管如此,其在电气、磁路和热计算以及结构布置方面的成功设计,为后来新型H级绝缘开启式通风干式变压器的发展奠定了坚实基础。
在美国,某些变压器制造商,如弗吉尼亚州的FPT公司,开发了一种以杜邦NOMEX®芳纶为主要绝缘材料的干式变压器。FPT的产品有两种型号:FB型绝缘系统耐温等级为180°C(H级),FH型绝缘系统耐温等级为220°C(C级),线圈温升分别为115K(中国为125K)和150K。低压线圈采用箔式或多股层式绕组,匝间和层间绝缘采用NOMEX®。高压线圈为饼式结构,导线包覆NOMEX®纸。线圈饼之间不采用常规垫块,而是采用梳形垫块,从而有效将饼间峰值电压降低一半,显著增强了高压线圈的轴向抗短路能力,但增加了绕制难度和制造工时。高、低压线圈同心绕制以增强机械强度。部分设计还采用NOMEX®绝缘板作为垫块和撑条。高、低压线圈之间的绝缘筒由0.76mm厚的NOMEX®纸板制成。浸渍工艺为多次真空压力浸渍(VPI)和高温干燥循环(干燥温度达180-190°C)。FPT生产的此类变压器最高电压可达34.5kV,最大容量为10,000kVA。该技术已通过美国UL认证。
在中国,一些变压器制造商采用杜邦的NOMEX®绝缘材料及相关制造规范(如HV-1或HV-2)和Reliatran®变压器技术标准,生产H级绝缘的SG型干式变压器,类似于FPT的FB型。但与FPT不同的是,国产产品只浸渍线圈,不对变压器整机进行浸渍。虽然整机浸渍的密封性更好,但外观不够美观,且要求在浸渍处理前完成所有相关产品试验。此外,浸渍漆容易受到污染,因此在国内只浸渍线圈的工艺更为合理。
在欧洲,干式变压器的发展更为多样化。除环氧树脂真空浇注和缠绕工艺外,还开发了类似于中国SCR型非浇注固体绝缘包封变压器和SG型开启式通风干式变压器的其他类型变压器。20世纪70年代,瑞典一家工厂采用NOMEX®绝缘材料开发了开启式通风干式变压器。后来,另一家工厂用玻璃纤维和DMD替代NOMEX®绝缘材料,降低了材料成本。线圈结构与早期B级绝缘产品类似,低压线圈为多股绕制或箔式绕制,高压线圈为饼式结构。匝间绝缘采用玻璃纤维,垫块采用陶瓷制成。其他绝缘件采用改性二苯醚树脂玻璃布层压板(筒)或改性聚酰胺酰亚胺玻璃布层压板(筒)、DMD、SMC等材料。线圈加工方法为VI真空浸渍,浸渍时不施加压力。该工艺的技术关键在于合理选择浸渍漆(树脂)和浸渍工艺,以及陶瓷件的制造。普通陶瓷质地脆,不上釉的陶瓷容易受潮,在应力不均或受热时可能开裂。因此,陶瓷件必须具有极高的密度和硬度,而这目前只能通过进口实现。