干式变压器的研究与发展

陈玉国 张继兰 山东现代达驰电工电气股份有限公司 (274200)  

1　概述

由于干式变压器具有结构简单、维护方便、防火、阻燃、防尘等特点，近10年来，在国内得到迅猛发展。我国干式变压器制造技术已经成熟，技术水平与产品质量与国外相当，已形成批量生产能力。

2　干式变压器的种类和特点

干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类。

2.1　浸渍绝缘干式变压器

这是干式变压器中应用最早的一种，绕组的结构与油浸式类似，早期就是用玻璃丝包线绕制成的绕组浸普通的绝缘漆。这类变压器绕组制造工装设备简单、成本低，但相对其它形式干式变压器，它承受短路能力较差。另外，绕组的防潮和防尘性能差，变压器停用再投入使用时，可能因为周围的环境因素产生吸潮甚至凝露，使其绝缘水平大大降低，使用前必须进行清理和干燥处理。

20世纪90年代末，国内出现了生产H级绝缘的敞开通风干式变压器(OVDT)，其低压一般为箔式绕组，高压为层式结构，绕组卷制后不用模子浇注，不用浇注设备，只用普通绕线机绕制即可。绕组采用真空压力浸漆，经过这样处理的绕组具有较强承受短路的能力和耐高温性能。该种变压器通风散热较好，有一定的过载裕度，过载能力强，再加上NOMEX纸在防火、防潮、环保安全方面所具有诸多优点，大大提高了它的技术性能。

2.2　环氧树脂绝缘干式变压器

环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，而且具有优越的电气性能，已逐渐为电工制造业所采用。

2.2.1　树脂浇注

树脂浇注式的工艺特点就是必须依靠模具并采用专用浇注设备，在真空状态下使线圈浇注成型。它又分为有填料树脂浇注和无填料树脂浇注两种类型。有填料树脂浇注绕组，由于在树脂中加入石英粉作为填料，可使树脂机械强度增加，膨胀系数减小，导热性能提高，从而可降低材料成本，且绕组外观较好。有填料树脂浇注又分为厚层有填料树脂浇注和薄层有填料树脂浇注两种形式。

(1)厚层有填料树脂浇注。早期的环氧浇注式干式变压器，都是采用厚绝缘的浇注式线圈，其低压绕组为铝箔绕制的F级圆筒式绕组，绕组端部用树脂浇注。高压绕组采用分段圆筒式结构，在真空状态下采用以石英粉为填料的环氧树脂用模具进行浇注。绝缘耐热等级为B级，树脂层的厚度一般为6～8mm。当变压器运行后由于发热温度变化差别大极易导致环氧浇注层的开裂，并形成小的空气隙，以致引发局部放电，这将严重威胁变压器的运行可靠性，加之由于局部放电所引起的电腐蚀还将大大缩短变压器的使用寿命。随着技术的进步，厚绝缘就逐步为薄绝缘所代替。

(2)薄层有填料树脂浇注。这种变压器低压绕组采用铜线或铜箔绕制成圆筒式，高压绕组采用铜导线绕制成分段圆筒式。高低压绕组分别装入模具，在真空状态下采用以超细石英粉为填料的环氧树脂进行浇注，但是这必须在严格的工艺与先进的工装下进行，否则，如果搅拌不均匀或者在浇注过程中将发生石英粉沉积现象。薄绝缘结构还可以在线圈内设置轴向气道，这样就可以增加线圈的散热面，从而散热能力好，给制造大容量干式变压器提供了有利的条件。

2.2.2　绕包绝缘

绕包绝缘干式变压器又称缠绕式树脂全包封干式变压器。绕组采用浸有树脂的长玻璃纤维丝用直绕和斜绕的方法把绕组包封起来，绕组在烘箱中边旋转边加温烘干。由于不需要模具，因此生产的灵活性较好。这种结构的绕组防开裂、抗短路能力优于浇注变压器。但是，由于无模成型使绕组外观比不上浇注式。

3　发展趋势

干式变压器与油浸式变压器相比，绝缘运行条件有所改善，但油浸式变压器的显著性能和低成本是干式变压器难以取代的。在户外及防火要求一般的场所，今后较长一段时间内，将仍以油浸变压器为主。

在新的世纪里，随着国家对防火安全性，变压器运行寿命终结后废弃物质的降解处理等环保要求的提高，以及未来国家具体的环保政策的走向等，使H级OVDT类干式变压器在我国的发展前景看好。