油変变压器绝缘结构

2025-6-11

来源:未知

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一、变压器绝缘作用
（1）使导电体与其他部分相互绝缘。
（2）能分隔不同的带电部分。
（3）经合理绝缘布置，可改善电场分布的均匀性。
（4）使电气器件获得一定的电容量。
（5）起到机械支撑，固定和导油循环散热作用等。
二、变压器的绝缘分类和要求
1．变压器的绝缘的划分
变压器的绝缘可分为内绝缘和外绝缘，内绝缘是指油箱内的各部分绝缘，外绝缘是指套管上部对地和彼此之间的绝缘。内绝缘又可分为主绝缘和纵绝缘两部分。主绝缘是绕组与接地部分之间以及绕组之间的绝缘。在油浸式变压器中，主绝缘以油纸屏障绝缘结构最为常用。
主绝缘义可分为分级绝缘和全绝缘。分级绝缘就是指变压器的绕组靠近中性点的主绝缘水平比绕组端部的绝缘水平低。相反，若变压器首端与尾端绝缘水平一样就称为全绝缘。纵绝缘是同一绕组各部分之间的绝缘，如不同线匝间、匝间和匝间的绝缘等。
2．变压器绝缘的要求
对变压器绝缘的要求是在运行年限内不因绝缘损害而影响变压器正常运行。其主要要求如下。
（1）能够承受运行中的过电压和正常工作电压。
（2）能够承受运行中的短路电流、过电流和正常工作电流。
（3）受潮、老化程度不影响变压器正常运行。
3．变压器绝缘材料
变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、电话纸、皱纹纸。
（1）变压器油。
（2）绝缘纸板。绝缘纸板主要用未经漂白的硫酸盐纤维压制而成，在纤维之间有大量孔隙，因而具有很强的透气性、吸油性、吸水性等。若用耐热性能较高的聚酸胺纤维纸等，其寿命大大提高。例如作为绝缘纸筒、撑条、垫块、隔板、角环等。
（3）电缆纸。作为绝缘纸的一种，由硫酸盐纸浆制成，在变压器中采用型号为DL2-08和DL2-12的电缆纸，其厚度为0.08mm和0.12mm。主要用作导线外表面包裹的绝缘和线圈层间绝缘，引线包扎绝缘等，它是油浸式变压器主要绝缘材料之一。
（4）电话纸。由硫酸盐纸浆制成。在变压器中采用型号为DH-50的电话纸。其厚度为（0.5±5%）mm，卷成宽度为（500±10）mm纸卷。主要用作线圈导线绝缘和线圈的端绝缘等。
（5）皱纹纸。它也是作为绝缘纸的一种，由硫酸盐纸浆制成的电缆纸再加工而成，在油中的电气性能很好，表现为平均击穿电压高，介质损失角的正切值很小。皱纹纸主要作为变压器出线等处包扎用。
应该注意到，绝缘纸和纸板介电系数ε为4～5，比变压器油的介电系数ε=2.2高一倍以上。在电场作用下，复合绝缘中分担的场强与材料的介电系数成反比。
由此可见，油隙中的场强比纸板的场强大得多，于是油隙就成了油纸绝缘的薄弱环节。当它们之间的介电系数接近时，变压器的绝缘结构尺寸就可能缩小，因此低介电系数的新型纸板是目前研制开发的方向。 [3]
三、绝缘结构介绍
（一）主绝缘结构
1．绕组与铁心之间

图2 三绕组变压器的绝缘结构
铁心包括芯柱与铁轭，它们在运行中是处于接地状态的，靠近芯柱的绕组与芯柱之间，为绕组对地的主绝缘，如图2中15为绝缘纸筒，同着圆柱形的铁心。纸筒的外径与绕组的内径之间，用撑条垫开，如图2中18所示，以形成一定厚度的油隙绝缘。电压较高时可以用纸筒撑条一纸筒撑条重复使用的方法来构成，如图2中14、16所示。
在每相绕组的上、下两端，绕组与上部的钢压板、下部的铁轭之间，存在着绕组端部的主绝缘，称铁轭绝缘，如图2中2、8所示。轶轭绝缘的结构如图2所示，厚度可根据需要，电压较高时，可用纸圈一垫块一纸圈垫块交叉地放置数层。绕组和铁轭绝缘之间，还放置端圈，也起着端部绝缘作用。
绕组端部电场的分布是极不均匀的，为改善其分布，在110kV及以上的端部都放置静电屏。静电屏除能改善端部电场分布，使之均匀外，在冲击电压作用下，还能改善起始电压分布。另外，端部还放置一定数量的正、反角环，把油隙分成几段，也起着均匀电场分布的作用。
2．绕组与绕组之间
同一相中不同电压等级的绕组之间，或不同相的各电压绕组之间的主绝缘，已广泛采用纸筒油隙绝缘。在大容量超高压变压器中，多采用薄纸筒小油隙结构。
3．绕组与箱壳之间
最外层的绕组与油箱之间，构成绕组对箱壳的主绝缘，电压在110kV及以下时依靠绝缘油的厚度为主绝缘；电压在220kV及以上时，增加纸板围屏来加强对地之间的主绝缘。
4．引出线的绝缘
电压等级不同，绕组端头包裹皱纹纸的厚度也不同，电压等级越高，皱纹纸越厚。在绕组端头附近包以适当厚度的皱纹纸，离绕组稍远些，即用裸电缆线或金属硬母线，再焊接一段多层软铜皮线直接与瓷套管相连接。
5．分接开关的绝缘
分接开关的操动杆，也成为高、中压绕组对地之间的主绝缘，因为操动杆的一端连接着高、中压导电部分，但另一端则是安装在箱壳上，而箱壳是接地的。操动杆的材料大多数用酚醛绝缘纸管做成，也有用经过干燥处理的木料做成，表面涂以保护漆。分接开关安装在绝缘支架上，导电部分通过绝缘支架与地之间构成了主绝缘。主绝缘是南木材或酚醛纸板构成。
6．变压器的外部主绝缘
变压器的绝缘套管，是将变压器内部的高、低压引线引到油箱的外部，不但作为引线对地的绝缘，而且担负着固定引线的作用。因此，必须具有制造标准中规定的电气强度和足够的机械强度。
变压器瓷套管中的导体是载流元件之一，在变压器运行中长期通过负载电流，短路时通过短路电流，因此瓷套管必须具有良好的热稳定性。绝缘套管的主要结构取决于电压等级。
（二）纵向绝缘
纵向绝缘是指同一绕组的匝间、层间以及与静电屏之间的绝缘。在同一个线饼内，绕有数匝绕组，这时匝与匝之间需要有匝问绝缘。匝间绝缘是由包在导线上的电缆纸构成，电压等级越高，其匝间绝缘的厚度也越大。层间绝缘是指一个线饼与另一个相邻线饼之间的绝缘，也就是油道的宽度。

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