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電部分彼此之間和導電部分對地（零電位）之間的絕緣隔離。絕緣材料穩定的技術性能在變壓器穩定運行可靠性以及變壓器的使用壽命上舉足輕重。

[關鍵詞]變壓器;絕緣材料;短路

大量的數據表明短路引起的故障是變壓器退出運行的主要原因，絕緣材料作為變壓器重要組成部分，其合理的絕緣和機械性能必須能夠有效地達到高抗壓強度、高拉伸強度和彎曲強度。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是Y級，浸油后變為A級。

根據厚度不同，絕緣紙板有0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm等不同規格。根據幅面不同，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，強度較低。機械性能較差，但成型性號，主要用于制作成型件。中密度紙板也叫標準板，密度為0.95～1.15g/cm3，硬度較好，電氣強度較高，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、樺木及水曲柳等對變壓器油無污染的優質木材經蒸煮、旋切干燥涂以絕緣膠，經高溫高壓而成。具有比重適中、機械強度高、便于真空干燥、易于機械加工的優點，其介電常數與變壓器油接近，可以在105°C的變壓器油中長期使用。常用國產層壓木幅面一般為1500mm×1500mm，2000mm×2000mm、1500mm×3000mm，厚度從20mm開始，以5mm為基數遞增。常用進口層壓木幅面一般為1000mm×2000mm、最大尺寸可達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，國產層壓木還有圓環和大杠形式，圓環采用新工藝方法使電工層壓木毛坯沿各點的垂直彎曲強度均勻一致，整體力學強度高，彈性模量高，主要用于制作壓、托板。大杠規格一般為50×（50、60、70mm）×3000mm，主要用于加工導線夾。

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，在兩張紙板之間鋪一張雙面上膠紙代替刷酚醛樹脂膠，操作簡便，而且節省了刷膠時的晾置時間，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中縮合而成，為紅棕色有刺激性氣味的液體，使用時用酒精進行稀釋，主要用于壓制層壓紙板，常用的酚醛樹脂牌號為1411。

第二，冷粘膠。冷粘膠的種類較多，根據產品特點以及所粘結的材質不同，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。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。酪素膠是以動物乳汁中的含磷蛋白為基體的動物膠粘劑。產品流動性好，初粘力強，干燥快，可以根據產品特點選用。

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械強度和電氣強度。電纜紙主要用于變壓器繞組導線的匝絕緣、層壓絕緣，以及引線、分接線、靜電環絕緣層、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，使用時將皺紋拉開。因起皺加工程序不同，可制成伸長率不同的皺紋紙。皺紋紙常用于變壓器繞包絕緣，如繞組出頭、引線、靜電環的絕緣包扎等。

七、環氧玻璃布板

環氧玻璃布板是玻璃纖維布用環氧樹脂粘合而成加溫加壓制作，型號為3240，在中溫下機械性能高，在高溫下電氣性能穩定。具有較高的機械和介電性能，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節片。

結語

變壓器的絕緣結構在提高變壓器的電氣性能和耐壓可靠性方面發揮了重要作用，絕緣材料的合理選擇可為制造商降低制造成本，提高了市場競爭力。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。