關(guān)于35kV環(huán)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(nèi)部絕緣在長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，在工作電壓不穩(wěn)定的情況下，容易在其絕域的薄弱處產(chǎn)生局部放電的情況，就會(huì)對(duì)變壓器造成傷害，毀壞變壓器內(nèi)的絕緣材料，導(dǎo)致變壓器不能正常的進(jìn)行工作。嚴(yán)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(dǎo)致發(fā)生安全事故，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)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(dǎo)體的選擇。導(dǎo)體的選擇對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)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(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)往往會(huì)存在一定的安全隱患，如果在導(dǎo)體上存在毛刺，繞阻就會(huì)出現(xiàn)不緊密的現(xiàn)象，在澆注、裝配后，在進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)試時(shí)，在毛刺的地方就會(huì)形成電場(chǎng)，試驗(yàn)加電壓時(shí)，就會(huì)形成電場(chǎng)，對(duì)變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生危害。毛刺處的電場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)很大，當(dāng)電場(chǎng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)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(shù)量有關(guān)。因此，在對(duì)變壓器的導(dǎo)體進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，選擇專用的材料十分重要，達(dá)到控制變壓器局部放電的效果。

（2）環(huán)氧樹脂料的選擇。由于環(huán)氧樹脂具有不同的特征，在變壓器中需要整體考慮這些內(nèi)容，對(duì)變壓器的局部放電、綜合性能的影響十分巨大。在選擇環(huán)氧樹脂料時(shí)，需要選擇豁度小、韌性好、絕緣強(qiáng)度高的樹脂，可以提高變壓器的安全性，并制定相應(yīng)的工藝規(guī)范，防止在樹脂部位出現(xiàn)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(gè)繞阻之間的絕緣材料有著密切的相關(guān)性，而且絕緣材料的優(yōu)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(shí)，一般主要選擇0.05～0.1mm的聚醋薄膜，并選擇與相對(duì)應(yīng)的10kV和35kV的DMD絕緣紙作為繞阻的絕緣材料。

1.2 繞阻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（1）變壓器的主絕緣材料之間的距離。在進(jìn)行繞阻設(shè)計(jì)時(shí)，需要認(rèn)真分析變壓器的高低壓線圈、高壓線圈之間的距離，防止產(chǎn)生放電的現(xiàn)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(dǎo)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(shè)計(jì)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(kuò)大至2～3mm，35kV的變壓器可取4～6mm，以達(dá)到降低高低壓絕緣線圈的外部場(chǎng)強(qiáng)，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(shí)變壓器的層間電壓就等于匝間電壓，在規(guī)定的情況下比較安全，但是如果分段式電磁線結(jié)構(gòu)的線圈層間電壓可達(dá)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(nèi)，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(yīng)該采用可靠的連接線，而且需要整個(gè)屏蔽層保持清潔，沒有尖端出現(xiàn)。

2 真空澆注工藝的控制

干式變壓器在真空澆注時(shí)，需要對(duì)整個(gè)過程進(jìn)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(xiàn)一個(gè)微小的氣孔，都會(huì)對(duì)變壓器造成局放的現(xiàn)象，在具體的澆注過程中，需要整體進(jìn)行控制。

2.1 配料與脫氣

在實(shí)施真空澆注之前，需要對(duì)整個(gè)配料進(jìn)行嚴(yán)格的控制，依據(jù)配料與脫氣的工藝要求，分別配置環(huán)氧樹脂及固化劑，配料需要按照具體設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行配置，然后將配置好的環(huán)氧樹脂與填料的混合物打入樹脂罐，并對(duì)材料進(jìn)行具體的控制，然后利用脫氣設(shè)備對(duì)樹脂、固化劑進(jìn)行脫氣處理，要求脫氣的時(shí)間至少在8h以上，以保證材料能夠有效的對(duì)線圈進(jìn)行澆注。

2.2 真空度與溫度的全程控制

在對(duì)變壓器澆注的過程中，需要考慮變壓器內(nèi)的真空度與溫度，同時(shí)還要控制好整個(gè)環(huán)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(nèi)的壓強(qiáng)保持在規(guī)定的真空度，澆注過程中溫度的調(diào)整就整個(gè)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(xì)的工藝參數(shù)，對(duì)整個(gè)真空度與溫度進(jìn)行全程控制，及時(shí)調(diào)整澆注過程中出現(xiàn)的問題，選擇最佳的澆注參數(shù)。需要綜合的對(duì)管道、真空泵的效果與時(shí)間進(jìn)行控制，保證澆注的真空度。

2.3 澆注的過程控制

在澆注時(shí)，需要根據(jù)變壓器線圈樹脂的定額與分段的數(shù)量來計(jì)算出需要的混合料的質(zhì)量，并結(jié)合澆注的實(shí)際情況，適當(dāng)放寬澆注的余量，提高澆注過程的效率，有效對(duì)各種混合料進(jìn)行控制，然后打開終混罐真空泵及終混罐進(jìn)行攪拌混和，期間保證各個(gè)罐體的氣壓正常，具體的每個(gè)罐參數(shù)的配置如表1所示。

表1 各個(gè)澆注罐的參數(shù)配置

在澆注時(shí)，保證配料的最終混合時(shí)間控制在0.5h左右，然后開始澆注，手動(dòng)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(jù)具體的模具大小與結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，保證罐體內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)氣隙，澆注時(shí)間和終混、靜置時(shí)間要按照具體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整體性的控制，保證澆注的時(shí)間能夠保證具體的要求，這時(shí)就會(huì)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(guān)注出料口混合料的豁度、氣泡，及時(shí)控制各個(gè)設(shè)備儀表的顯示溫度，并在整個(gè)澆注過程中進(jìn)行控制，整個(gè)過程要求勻速進(jìn)行。但是在澆注時(shí)，工作人員要能夠掌握具體的控制度，憑借工作人員的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)來完成所有的澆注控制，并對(duì)澆注的過程進(jìn)行控制。在澆注完成后，為保證材料在模具內(nèi)能夠流動(dòng)，必須迅速將澆注件推入固化爐中進(jìn)行固化，保證澆注后的結(jié)實(shí)度，同時(shí)還要盡量避免在低溫環(huán)境中停留過長(zhǎng)的時(shí)間。

2.4 固化及拆模控制

在完成各個(gè)過程的澆注之后，需對(duì)整個(gè)澆注過程進(jìn)行完整的控制，并將繞組吊入固化爐內(nèi)固化，要求保證固化時(shí)的各個(gè)氣壓均在規(guī)定的范圍之內(nèi)，同時(shí)固化時(shí)需要嚴(yán)格按照固化曲線進(jìn)行，保證足夠的凝膠時(shí)間，保證澆注的固化時(shí)間符合具體的要求，在低溫下進(jìn)行開爐，可以有效避免線圈的開裂現(xiàn)象，提高整個(gè)澆注流程的安全與可靠性。

3 結(jié)語

35kV環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器局放的因素比較多，外部的結(jié)構(gòu)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(wěn)定性的重要因素。變壓器局部放電的發(fā)生，主要原因是制造廠在產(chǎn)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(xì)、周密的計(jì)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(wěn)定工作的效果。