關于35kV環氧樹脂澆注干式變壓器局放的控制探討

吳洽

（中山凱旋真空科技股份有限公司，廣東 中山 528478）

變壓器內部絕緣在長期運行的過程中，在工作電壓不穩定的情況下，容易在其絕域的薄弱處產生局部放電的情況，就會對變壓器造成傷害，毀壞變壓器內的絕緣材料，導致變壓器不能正常的進行工作。嚴重的情況下，局部放電附近的絕緣材料在受損后，影響變壓器的使用效果，或者導致發生安全事故，最終會導致整個變壓器被損壞。

1 局部放電的要素分析

1.1 材料的選擇與控制

（1）導體的選擇。導體的選擇對變壓器局部放電產生的影響十分巨大，由于干式變壓器的高、低壓繞組一般是沿軸向段來設計，這種設計往往會存在一定的安全隱患，如果在導體上存在毛刺，繞阻就會出現不緊密的現象，在澆注、裝配后，在進行電場測試時，在毛刺的地方就會形成電場，試驗加電壓時，就會形成電場，對變壓器的內部產生危害。毛刺處的電場強度就會很大，當電場達到一定強度時，就會形成尖端放電的情況，而且放電量的大小主要與毛刺的大小與數量有關。因此，在對變壓器的導體進行設計時，選擇專用的材料十分重要，達到控制變壓器局部放電的效果。

（2）環氧樹脂料的選擇。由于環氧樹脂具有不同的特征，在變壓器中需要整體考慮這些內容，對變壓器的局部放電、綜合性能的影響十分巨大。在選擇環氧樹脂料時，需要選擇豁度小、韌性好、絕緣強度高的樹脂，可以提高變壓器的安全性，并制定相應的工藝規范，防止在樹脂部位出現放電的情況。

（3）層間絕緣材料的選擇。干式變壓器局部放電與各個繞阻之間的絕緣材料有著密切的相關性，而且絕緣材料的優劣直接影響著變壓器局部放電量的大小，在選擇絕緣材料時，一般主要選擇0.05～0.1mm的聚醋薄膜，并選擇與相對應的10kV和35kV的DMD絕緣紙作為繞阻的絕緣材料。

1.2 繞阻結構的設計

（1）變壓器的主絕緣材料之間的距離。在進行繞阻設計時，需要認真分析變壓器的高低壓線圈、高壓線圈之間的距離，防止產生放電的現象，這就需要保證它們之間的絕緣距離，一般情況下，高低壓線圈、高壓線圈之間選擇的絕緣距離在85～95mm之間，高壓導體以變壓器的鐵扼的絕緣距離可以控制在180～200mm，將變壓器的端絕緣距離控制在40～50mm之間，在允許的情況下，可以將高低壓線圈的距離設計得越大越好，例如可以將10kV變壓器高低壓線圈的絕緣距離擴大至2～3mm，35kV的變壓器可取4～6mm，以達到降低高低壓絕緣線圈的外部場強，提高變壓器整體的安全性。

（2）層間、段間電壓控制。電壓的控制是保證變壓器安全的重要前提條件，如果在變壓器的高壓繞組段，采用分段式銅箔繞制，這時變壓器的層間電壓就等于匝間電壓，在規定的情況下比較安全，但是如果分段式電磁線結構的線圈層間電壓可達400～800V之間，需要將分段控制在18段以上，才能有效地控制層間電壓。

（3）屏蔽控制。在變壓器的高低壓線圈上采用屏蔽措施，將變壓器的尖角、毛刺等控制在屏蔽層內，能夠有效的減少尖端與氣隙放電，在變壓器的高壓與低壓屏蔽的端電壓之間，應該采用可靠的連接線，而且需要整個屏蔽層保持清潔，沒有尖端出現。

2 真空澆注工藝的控制

干式變壓器在真空澆注時，需要對整個過程進行控制，澆注過程混料罐與澆注罐之間的真空度控制十分重要，防止形成二次脫氣，在澆注過程中如果出現一個微小的氣孔，都會對變壓器造成局放的現象，在具體的澆注過程中，需要整體進行控制。

2.1 配料與脫氣

在實施真空澆注之前，需要對整個配料進行嚴格的控制，依據配料與脫氣的工藝要求，分別配置環氧樹脂及固化劑，配料需要按照具體設計的要求進行配置，然后將配置好的環氧樹脂與填料的混合物打入樹脂罐，并對材料進行具體的控制，然后利用脫氣設備對樹脂、固化劑進行脫氣處理，要求脫氣的時間至少在8h以上，以保證材料能夠有效的對線圈進行澆注。

2.2 真空度與溫度的全程控制

在對變壓器澆注的過程中，需要考慮變壓器內的真空度與溫度，同時還要控制好整個環氧樹脂、固化劑以及澆注混合物的溫度與真空度，要求澆注罐與樹脂罐、固化劑罐內的壓強保持在規定的真空度，澆注過程中溫度的調整就整個澆注罐材料的豁度及脫氣的難度有著直接的影響。在澆注的過程中，需要制訂詳細的工藝參數，對整個真空度與溫度進行全程控制，及時調整澆注過程中出現的問題，選擇最佳的澆注參數。需要綜合的對管道、真空泵的效果與時間進行控制，保證澆注的真空度。

2.3 澆注的過程控制

在澆注時，需要根據變壓器線圈樹脂的定額與分段的數量來計算出需要的混合料的質量，并結合澆注的實際情況，適當放寬澆注的余量，提高澆注過程的效率，有效對各種混合料進行控制，然后打開終混罐真空泵及終混罐進行攪拌混和，期間保證各個罐體的氣壓正常，具體的每個罐參數的配置如表1所示。

表1 各個澆注罐的參數配置

在澆注時，保證配料的最終混合時間控制在0.5h左右，然后開始澆注，手動控制需要人工控制澆注的流量與速度，一般情況下將流速控制在1.5～2kg/min，需要根據具體的模具大小與結構進行調整，保證罐體內不會出現氣隙，澆注時間和終混、靜置時間要按照具體的設計標準進行整體性的控制，保證澆注的時間能夠保證具體的要求，這時就會直接影響著繞阻澆注的安全。因此，在澆注的過程中，需要密切關注出料口混合料的豁度、氣泡，及時控制各個設備儀表的顯示溫度，并在整個澆注過程中進行控制，整個過程要求勻速進行。但是在澆注時，工作人員要能夠掌握具體的控制度，憑借工作人員的長期經驗來完成所有的澆注控制，并對澆注的過程進行控制。在澆注完成后，為保證材料在模具內能夠流動，必須迅速將澆注件推入固化爐中進行固化，保證澆注后的結實度，同時還要盡量避免在低溫環境中停留過長的時間。

2.4 固化及拆模控制

在完成各個過程的澆注之后，需對整個澆注過程進行完整的控制，并將繞組吊入固化爐內固化，要求保證固化時的各個氣壓均在規定的范圍之內，同時固化時需要嚴格按照固化曲線進行，保證足夠的凝膠時間，保證澆注的固化時間符合具體的要求，在低溫下進行開爐，可以有效避免線圈的開裂現象，提高整個澆注流程的安全與可靠性。

3 結語

35kV環氧樹脂澆注干式變壓器局放的因素比較多，外部的結構件的圓角化、毛刺處理的情況、屏蔽材料的選擇、繞組控制、裝模工序等都是影響其穩定性的重要因素。變壓器局部放電的發生，主要原因是制造廠在產品澆注過程中存在的缺陷所引起，在具體的制造過程中，需要制定詳細、周密的計劃，盡最大努力，減少可能存在局放的因素，積極提高變壓器穩定工作的效果。