淺談變壓器常用的絕緣材料

徐鳳　胡少偉　常錚　范麗娟　蔣輝

[摘要]變壓器用絕緣件種類繁多。制造變壓器絕緣件，需要很多絕緣材料。絕緣材料在變壓器中用以將導(dǎo)電部分彼此之間和導(dǎo)電部分對(duì)地（零電位）之間的絕緣隔離。絕緣材料穩(wěn)定的技術(shù)性能在變壓器穩(wěn)定運(yùn)行可靠性以及變壓器的使用壽命上舉足輕重。

[關(guān)鍵詞]變壓器;絕緣材料;短路

大量的數(shù)據(jù)表明短路引起的故障是變壓器退出運(yùn)行的主要原因，絕緣材料作為變壓器重要組成部分，其合理的絕緣和機(jī)械性能必須能夠有效地達(dá)到高抗壓強(qiáng)度、高拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。并且其彈性形變可以忽略。但是由于絕緣件在變壓器中的作用不同，幾何形狀有差異，常見的油浸式變壓器常用絕緣材料有絕緣紙板、電工層壓木、上膠紙、絕緣膠、電纜紙、電工皺紋紙、環(huán)氧玻璃布板。

一、絕緣紙板

電工絕緣紙板是以100%的純硫酸鹽木漿為原料，通過真空干燥可以徹底干燥、去氣和浸油，具有良好的電氣性能和機(jī)械性能，是油浸式變壓器中最常用的絕緣材料。絕緣紙板的耐熱等級(jí)是Y級(jí)，浸油后變?yōu)锳級(jí)。

根據(jù)厚度不同，絕緣紙板有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm等不同規(guī)格。根據(jù)幅面不同，絕緣紙板有1000mm×2000mm、2030mm×4200mm、2100mm×3200mm、3200×4200mm、3200×6100mm等。按密度可分為低密度紙板、中密度紙板、高密度紙板。其中低密度紙板的密度為0.75～0.9g/cm3，強(qiáng)度較低。機(jī)械性能較差，但成型性號(hào)，主要用于制作成型件。中密度紙板也叫標(biāo)準(zhǔn)板，密度為0.95～1.15g/cm3，硬度較好，電氣強(qiáng)度較高，主要用于絕緣紙筒、撐條、墊塊等一般絕緣件及層壓制品。高密度紙板密度為1.15～1.3g/cm3，電氣性能和機(jī)械性能均很高，主要用于壓板、墊板、油隙墊塊等不折彎的零件。

二、電工層壓木

電工層壓木是采用色木、樺木及水曲柳等對(duì)變壓器油無污染的優(yōu)質(zhì)木材經(jīng)蒸煮、旋切干燥涂以絕緣膠，經(jīng)高溫高壓而成。具有比重適中、機(jī)械強(qiáng)度高、便于真空干燥、易于機(jī)械加工的優(yōu)點(diǎn)，其介電常數(shù)與變壓器油接近，可以在105°C的變壓器油中長(zhǎng)期使用。常用國產(chǎn)層壓木幅面一般為1500mm×1500mm，2000mm×2000mm、1500mm×3000mm，厚度從20mm開始，以5mm為基數(shù)遞增。常用進(jìn)口層壓木幅面一般為1000mm×2000mm、最大尺寸可達(dá)4200mm×3400mm。厚度6～200mm。層壓木主要用于加工壓板、托板、撐板、引線支架、夾件墊塊、成型絕緣件的胎具等工件。目前，國產(chǎn)層壓木還有圓環(huán)和大杠形式，圓環(huán)采用新工藝方法使電工層壓木毛坯沿各點(diǎn)的垂直彎曲強(qiáng)度均勻一致，整體力學(xué)強(qiáng)度高，彈性模量高，主要用于制作壓、托板。大杠規(guī)格一般為50×（50、60、70mm）×3000mm，主要用于加工導(dǎo)線夾。

三、上膠紙

上膠紙可分為單面上膠紙、雙面上膠紙和菱格上膠紙三種。上膠紙基紙采用DLZ-80的電力電纜紙涂1411酚醛樹脂溶液烘焙干燥制成。我公司常用的上膠紙為雙面上膠紙，來料為卷狀，在上膠紙層與層之間夾一層塑料膜便于紙張分開，使用時(shí)去掉。常用的雙面上膠紙寬度為620mm和950mm。雙面上膠紙有兩種含膠量，一種含膠量較高主要用于壓制層壓紙板。使用時(shí)，在兩張紙板之間鋪一張雙面上膠紙代替刷酚醛樹脂膠，操作簡(jiǎn)便，而且節(jié)省了刷膠時(shí)的晾置時(shí)間，提高了效率。另一種含膠量較低的上膠紙主要用于制作屏蔽板，鋪在絕緣紙板與半導(dǎo)電紙之間。

四、絕緣膠

第一，熱粘膠。常用的熱粘膠為酚醛樹脂膠，由甲醛和苯酚在介質(zhì)中縮合而成，為紅棕色有刺激性氣味的液體，使用時(shí)用酒精進(jìn)行稀釋，主要用于壓制層壓紙板，常用的酚醛樹脂牌號(hào)為1411。

第二，冷粘膠。冷粘膠的種類較多，根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)以及所粘結(jié)的材質(zhì)不同，主要有以下幾種。PVA膠（聚乙烯醇膠液）是變壓器制作中常用的冷粘膠，是聚乙烯醇粉末和蒸餾水按一定比例混合后加熱熬制作成，為無色透明的液體，有少量懸浮固體。用于紙與紙、紙板與紙、紙板與紙板、紙板與層壓紙板、紙板與層壓木、層壓紙板與層壓紙板的粘接。耐熱電工白乳膠主要成分為聚醋酸乙烯酯乳液，用于層壓木與層壓木、色木與色木、金屬材料與紙之間的粘結(jié)。Mowiol1：8、Mowiol1：12成分為Mowiol2899膠粉（主要成分聚乙烯醇）含5%n-丙醛，主要用于層壓紙板與層壓紙板、層壓木與層壓木、紙板與紙板、浸油的絕緣件間的粘接。PVB膠成分30%聚乙烯醇縮丁醛-B30T;28%Ethanol-溶劑;42%丙酮-溶劑，用于NOMEX紙——部件間粘接。酪素膠是以動(dòng)物乳汁中的含磷蛋白為基體的動(dòng)物膠粘劑。產(chǎn)品流動(dòng)性好，初粘力強(qiáng)，干燥快，可以根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)選用。

五、電纜紙

變壓器常用的電纜紙是由純硫酸鹽木漿制成。電纜紙具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度。電纜紙主要用于變壓器繞組導(dǎo)線的匝絕緣、層壓絕緣，以及引線、分接線、靜電環(huán)絕緣層、卷制絕緣管等。

六、電工皺紋紙

絕緣皺紋紙是由電工用絕緣紙起皺加工而制成，沿其橫向有皺紋，使用時(shí)將皺紋拉開。因起皺加工程序不同，可制成伸長(zhǎng)率不同的皺紋紙。皺紋紙常用于變壓器繞包絕緣，如繞組出頭、引線、靜電環(huán)的絕緣包扎等。

七、環(huán)氧玻璃布板

環(huán)氧玻璃布板是玻璃纖維布用環(huán)氧樹脂粘合而成加溫加壓制作，型號(hào)為3240，在中溫下機(jī)械性能高，在高溫下電氣性能穩(wěn)定。具有較高的機(jī)械和介電性能，有較好的耐熱性和耐潮性。主要用于制作框間油道和總裝用的調(diào)節(jié)片。

結(jié)語

變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)在提高變壓器的電氣性能和耐壓可靠性方面發(fā)揮了重要作用，絕緣材料的合理選擇可為制造商降低制造成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文為同行提供了油浸式變壓器中幾種常用的絕緣材料，供讀者參考。