Изоляционный материал является одним из важнейших материалов в трансформаторах, и его производительность и качество напрямую влияют на надежность работы трансформатора и срок службы трансформаторов. В последние годы в трансформаторной продукции постоянно используются новые изоляционные материалы. С быстрым развитием науки и техники применение электрооборудования, такого как двигатели и трансформаторы, становится все более распространенным. Надежность и срок службы работы трансформатора во многом зависят от используемых изоляционных материалов. Изоляционные материалы все больше ценятся персоналом, занимающимся проектированием и производством трансформаторов. За последние два десятилетия постоянно появлялись и развивались новые продукты, технологии и теории в области изоляционных материалов для трансформаторов, что делает изоляционные материалы для трансформаторов и их применение очень важной дисциплиной.
Изоляционные материалы, также известные как диэлектрики, представляют собой материалы с высоким электрическим сопротивлением и низкой проводимостью. Изоляционные материалы могут использоваться для изоляции проводников с зарядом или разными потенциалами, позволяя току течь в определенном направлении. В трансформаторных изделиях изоляционные материалы также играют роль в рассеивании тепла, охлаждении, поддержке, фиксации, гашении дуги, улучшении градиента потенциала, влагостойкости, устойчивости к плесени и защите проводников. Изоляционные материалы классифицируются по уровню напряжения: обычно делятся на Y (90 градусов), A (105), E (120 градусов), B (130 градусов), F (155 градусов), H (180 градусов) и C (более 180 градусов). Уровень термостойкости изоляционного материала трансформатора относится к максимальной температуре, которую изоляционный материал может выдерживать в трансформаторе. Если изоляционные материалы используются правильно, можно гарантировать срок службы 20 лет. В противном случае срок службы сократится по закону 8 градусов (при повышении температуры изоляции класса А на каждые 8 градусов срок службы сократится вдвое, для изоляции класса В — на 10 градусов, а для класса Н — на 12 градусов. Этот закон известен как закон 8 градусов теплового старения). Теплостойкость изоляционных материалов, состоящих из полимеров, вдвое ниже, чем у неэлектромеханических сред.
Эксплуатационные характеристики изоляционных материалов тесно связаны с их молекулярным составом и структурой. Существует много типов изоляционных материалов для трансформаторов, которые в целом можно разделить на газоизоляционные материалы, жидкие изоляционные материалы и твердые изоляционные материалы в зависимости от их формы.
Твердые изоляционные материалы: Твердые изоляционные материалы, используемые в трансформаторах, относятся к изоляционным материалам, которые либо являются твердыми в своей собственной форме, либо подверглись химическим реакциям или физическим изменениям, чтобы стать твердыми. Существуют различные типы твердых изоляционных материалов для трансформаторов, такие как изоляционная бумага, изоляционный картон, бумага Nomex, клейкая бумага, электротехническая ламинированная древесина, эпоксидная стеклоткань, ламинированная доска с низкими диэлектрическими потерями, изоляционная краска, изоляционный клей, хлопчатобумажная тканевая лента, компрессионная лента, сетчатая нетканая полиэфирная лента и так далее.
1. Изоляционная бумага: изоляционная бумага, о которой здесь идет речь, представляет собой бумагу из чистой сульфатной древесной целлюлозы, в то время как другие изоляционные бумаги включают бумагу из синтетических волокон (например, бумагу NOMEX), изоляционную бумагу с добавлением нитрила (например, бумагу Denison) и т. д.
2. Изолированная морщинистая бумага: производится путем сморщивания изоляционной бумаги, используемой электриками. Вдоль ее бокового направления имеются морщины, которые растягиваются при растяжении. Благодаря различным процедурам обработки морщин можно изготавливать морщинистую бумагу с различным удлинением. Толщина изоляционной бумаги обычно составляет 0.05 мм~0,12 мм, с диапазоном удлинения 5%~200%. Изоляционная морщинистая бумага обычно используется для изоляции обмоток масляных трансформаторов, таких как выводы обмоток,
3. Бумага Denison: Изоляционная бумага заменяется на нитриловую бумагу, и в процессе производства в пульпу добавляются нитриловый амин, этиленцианид и т. д. Произведенная компанией Denison Company в США, эта бумага характеризуется тем, что после сморщивания она каландрируется и имеет хорошее механическое содержание цианида и соответствующее удлинение. Это идеальный материал для изоляции больших витков обмотки трансформатора. Использование ее для обмотки транспонированных проводов может обеспечить герметичность без набухания.
4 Бумага Nomex — это термостойкая синтетическая волокнистая бумага, производимая компанией DuPont в США. Nomex — торговое название этой волокнистой бумаги. Основным компонентом Nomex является ароматический полиамид, обладающий хорошими свойствами термического старения. Он может использоваться в течение длительного времени при температуре 220 градусов и относится к изоляционным материалам класса C.
5. Клейкая лента: ее можно разделить на три типа: односторонняя клейкая лента, двухсторонняя клейкая лента и клейкая лента с алмазной сеткой. Клейкая бумажная лента изготавливается путем покрытия 0.07мм намоточной бумаги фенольной смолой или эпоксидной смолой с последующим выпеканием и сушкой.
6 Металлизированная бумага: используется для заземления и электростатических экранов. Основа бумаги — изоляционная бумага толщиной 0.2 мм, а толщина алюминиевой фольги — 0.02 мм для изоляционной обмотки выводов и изоляционного экрана.
7. Изоляционный картон: изготавливается из крафт-бумаги из древесной массы. Используется для прокладок масляных зазоров, перегородок, картонных трубок, гофрированной бумаги, изоляции железного ярма, изоляции зажимов и торцевой изоляции прижимных пластин обмоток блинчатых обмоток.
8 Изоляционные барабаны: Изоляционные барабаны, используемые в трансформаторах, включают барабаны из фенольной бумаги, барабаны из эпоксидной стеклоткани, барабаны из стекловолокна и картонные барабаны.
9. Гофрированный картон: В структуре зазора масляной пластины, состоящей из многослойных бумажных трубок в высоковольтных трансформаторах, гофрированный картон может использоваться вместо опорных стержней для формирования масляных зазоров. Такая изоляционная структура может экономить изоляционные материалы, обеспечивая при этом изоляционные характеристики.
10. Электротехнические слоистые изделия: изоляционные материалы со слоистой структурой, изготовленные из бумаги, ткани и деревянного шпона в качестве подложек, покрытые различными клеями и подвергнутые горячему прессованию или прокатке.
11 Картон Номекс: вид картона, изготавливаемый из синтетических материалов на основе ароматических амидных волокон.
12 тяговых стержней: тяговые стержни из стеклянной проволоки часто используются для межкаскадных перемычек, распорок воздушных зазоров, винтов и винтов в колоннах железного сердечника сухих трансформаторов.
13 Электрические тонкие формы и электрические композитные материалы: Они обладают превосходными диэлектрическими свойствами и относятся к категории тонких изоляционных материалов. Электрические пленки включают полипропиленовые пленки, полиэфирные пленки и полиимидные пленки. Композитные материалы — это композитные изделия, изготовленные путем склеивания одной или обеих сторон тонкой пленки с волокнистыми материалами.
14 Стеклоткань: Стеклоткань изготавливается путем погружения бесщелочной стеклоткани, используемой электриками, в изоляционную краску и ее запекания. Используется для сухих трансформаторов.
Изоляционные материалы для обвязки трансформаторов: Изоляционные материалы, используемые для обвязки трансформаторов, включают хлопчатобумажную тканевую ленту, компрессионную ленту, полусухую тонкую проволочную ленту, сетчатую полусухую ленту без утка, стеклотканевую ленту и полиэфирную веревку.