1 環(huán)氧澆注高壓電子變壓器絕緣設(shè)計(jì)需考慮的因素

　　1．1 絕緣電阻

　　絕緣電阻主要檢查變壓器絕緣系統(tǒng)的局部缺陷和普遍缺陷缺陷，是驗(yàn)證變壓器絕緣在常態(tài)、熱態(tài)、高溫和潮濕等環(huán)境條件下絕緣可靠性程度的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，也是決定變壓器抗電強(qiáng)度試驗(yàn)的主要參考依據(jù)。

　　1．2 抗電強(qiáng)度

　　抗電強(qiáng)度是考驗(yàn)變壓器絕緣系統(tǒng)承受暫態(tài)過電壓沖擊能力和絕緣系統(tǒng)是否存在潛在缺陷的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。為了證明變壓器的設(shè)計(jì)、選材和制造工藝的可靠性，必須要進(jìn)行的主絕緣可靠性試驗(yàn)。

　　1．3 局部放電

　　局部放電是變壓器線圈、絕緣內(nèi)部或表面兩電極間空氣在強(qiáng)電場作用下，發(fā)生的局部、非貫穿性的放電。局放可使變壓器絕緣材料的電氣性能和機(jī)械性能下降，是導(dǎo)致絕緣材料老化的主要原因，將直接影響著變壓器的安全運(yùn)行和壽命。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)措施，不允許絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生較強(qiáng)烈的局部放電。

　　1．4 熱老化和熱壽命

　　熱老化和熱壽命是考核變壓器絕緣材料在變壓器工作溫度特性作用下，其絕緣、防潮、機(jī)械等性能下降直到失效這一過程的重要性能指標(biāo)。為了減緩絕緣材料的熱老化進(jìn)程，使變壓器絕緣有足夠的熱壽命，必須按變壓器工作溫度來選擇絕緣材料的耐熱等級。

 

　　2 環(huán)氧澆注高壓電子變壓器的絕緣設(shè)計(jì)

　　2．1 高壓繞組的絕緣結(jié)構(gòu)

　　(1)繞制絕緣。由于變壓器的高電壓或高電位的要求，繞組宜采用心式、單線包結(jié)構(gòu)形式。繞制時(shí)，采用分段(正、反)繞制，首尾相連的方法，以達(dá)到降低層間和組間的電壓，合理減少絕緣(如厚度)以達(dá)到減小變壓器體積的目的。

　　(2)出頭與絕緣。繞組出頭的絕緣距離，應(yīng)根據(jù)繞組工作電壓、鄰近出頭之間的電位差及變壓器的工作環(huán)境確定。如果出頭按常規(guī)排列狀態(tài)不能滿足絕緣要求時(shí)，可采用加強(qiáng)絕緣、翻頭、焊片打彎、高壓電纜、沉孔灌注(螺母)和加隔墻(板)等方式改變出頭位置，增強(qiáng)出頭的絕緣性能，加大電距離，達(dá)到有效防止爬電或飛弧的目的。

　　2．2 采用環(huán)氧樹脂的絕緣設(shè)計(jì)

由于變壓器次級對初級與鐵心間抗電試驗(yàn)往往高達(dá)幾千伏、幾十千伏，而其漏電流卻要求非常小，如果按照常規(guī)進(jìn)行絕緣設(shè)計(jì)和選用一般的絕緣材料是很難滿足要求的。而環(huán)氧樹脂不僅具有良好的電氣性能、機(jī)械性能和工藝性能，還是一種難燃、阻燃，對環(huán)境條件的適應(yīng)性很強(qiáng)的材料。資料表明，環(huán)氧樹脂的固化產(chǎn)物具有優(yōu)異的電氣絕緣性能，擊穿電壓一般為35～50 kV／mm，體積電阻率為1013～1016Ω·cm。環(huán)氧樹脂產(chǎn)品粘合力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、收縮率小、尺寸穩(wěn)定。在常溫下或稍微加溫后，便可以成為流動(dòng)的液體，容易與各種試劑互相混合，保證各種加工工藝的順利進(jìn)行，因此被廣泛應(yīng)用于變壓器，特別是高壓或高電位變壓器的灌注。

　　(1)絕緣厚度設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，環(huán)氧樹脂的抗電強(qiáng)度與厚度關(guān)系是非線性的，取決于工藝水平，比較成熟的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是理論值的1／3～1／4。由于變壓器初、次級繞組的工作電位不同，其環(huán)氧澆注的厚薄差異很大，可對初、次級繞組分別進(jìn)行浸漬、澆注，而且高壓繞組在澆注前應(yīng)進(jìn)行真空絕緣浸漬，以達(dá)到提高機(jī)械性能、電性能的目的。但如果在初級繞組外采用同工藝制作的條形環(huán)氧樹脂墊塊定位后，再繞制次級高壓繞組，也可進(jìn)行一次性環(huán)氧澆注，能達(dá)到省時(shí)、省料的目的。

　　(2)外絕緣距離設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，變壓器高電位引出端至初級引出端、鐵芯及其緊固件之間，在沿著環(huán)氧樹脂固體表面或在極問空氣中會出現(xiàn)爬電或飛弧現(xiàn)象，這與外絕緣距離的設(shè)計(jì)及使用環(huán)境條件有關(guān)，在一般良好室內(nèi)環(huán)境條件下，其安全絕緣距離通常為400 V／mm。另外，如果使電介質(zhì)表面電場均勻，可大大縮小飛弧的絕緣間距。如在環(huán)氧樹脂澆注線圈表面建立導(dǎo)電鍍層或半導(dǎo)電鍍層，蓋住銳邊的邊緣，使絕緣電極和非絕緣電極的不均勻電場重新分配(布)，以達(dá)到使介質(zhì)(環(huán)氧樹脂)表面電場均勻的目的。還可采用同種工藝環(huán)氧樹脂填堵繞組與鐵心之間全部空氣間隙，可解決其結(jié)合部位局部電場不均勻造成的電暈。

變壓器的高壓繞組采用環(huán)氧樹脂作為其基本密封絕緣后，具有良好的電氣性能、絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，產(chǎn)品均具有難燃、自熄、防潮，抗震、防火，防塵，安全可靠等特點(diǎn)。