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H级绝缘杜邦®Reliatran®技术干式变压器的特点
费 可

摘要：
我国目前市场上的干式配电变压器主要是"F"级耐热绝缘等级的环氧树脂浇注或缠绕的产品。最近国内推出一种采用NOMEX®纸作绝缘的"H"级耐热绝缘等级的由美国杜邦公司在全球注册的ReliatraN®技术干式变压器，它具有良好的电气和机械性能、较高的耐热等级，并且是一种可靠的安全性的环保产品，能适应多种恶劣环境，值得推广使用。
关键词： ReliatraN® 变压器 特点

1、 前言
随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的普遍提高，城市用电负荷量增长迅猛，很多城市在15%以上。为了减少电能损耗，缩小供电半径，提高电压质量和可靠性，越来越多的供电设备安装在负荷中心，使得人们对配电变压器的安全性、环保性、可靠性的要求越来越高。采用干式变压器是一种很好的措施，近年来除了常用的环氧树脂真空浇注型干式变压器外，又推出一种用NOMEX®纸作主要绝缘结构件的H级绝缘ReliatraN®技术干式变压器，它包含两个产品，SCR包封型和SG敞开型，前者在国外称为"SECURAMID®"技术（笔者注：SECURAMID®是美国杜邦公司在全球注册的商标，专供绝缘系统全部采用NOMEX?纸的干式变压器制造厂商使用）它在欧洲比较流行。而后者在美国比较流行，它的绝缘系统也得到UL的认证。如果说SECURAMID®技术只包含SCR包封型产品的话，那么ReliatraN®技术却包含了SCR包封型和SG敞开型两种产品。它们在我国市场上已经出现，本文就其特点和有关问题作些探讨。

2、 结构设计及制造工艺
任何一种干式变压器其安全性、可靠性是第一位的。因此，干式变压器不仅要有阻燃、防污秽、防潮等能力，当变压器在被燃烧时，烟雾浓度应该很低，并且不应释放出有害气体。若有较好的超铭牌运行能力和抗短路能力，将给安全供电带来可靠的保证。
现在，很多地区对产品的环保性，提出了越来越高的要求，如北京、上海、广州、深圳、福州、成都、西安、沈阳等发达地区。对于干式变压器而言，它的环保要求主要体现在它对环境的影响程度。当然现在还没有一个标准来具体规定它，但是我们在产品设计和绝缘材料的选用上就应当把它考虑进去。
2.1、SCR包封型的高压绕组采用分段层式，有效的降低了层间电压，并用NOMEX®纸和H级绝缘的胶包封、聚合或固化。低压绕组采用铜箔、层式，提高了绕组的动稳定，也用NOMEX® 纸加以包封。这样，高低压绕组都被NOMEX®纸绝缘和保护起来，加上采用高强度的胶进行粘结，高温聚合或固化。使得绕组的整体性很好，并且胶和纸都有一定的弹性，不会脆化开裂。
2.2、SG敞开型的高压绕组采用饼式结构，并用NOMEX® 纸板绝缘阻隔和固定。也有用梳状撑条（专利技术）的，此时绕组的抗短路能力特别强。低压绕组采用箔式或多根并绕的螺旋式、饼式线圈，这种结构的高低压线圈都与空气有直接的大面积接触，因而它们的散热状况很好，有较强的超铭牌运行能力。
2.3、在多接缝的铁芯上刷上一层粘接剂，在结构上采取悬浮隔噪措施，大大降低了噪声。
2.4、制造工艺过程不采用环氧树脂真空浇注或缠绕，而可以采用类似于油浸式变压器传统制造工艺，这样可以提高成品合格率，降低制造成本。即使在制造中、运输中或运行中绕组受到局部损坏，还可以进行修复。
2.5、SG敞开型变压器采用VPI系统（Vacuum Pressure Impregnation Systems）真空压力浸渍处理工艺，它有效的保护了线圈不受外部各种污秽物质的侵害。这种工艺在美国和欧洲已经很成熟，并广泛采用，也有各种胶和漆可以选用。

3、 产品特点
ReliatraN®技术干式变压器的绝缘体系是建立在NOMEX® 绝缘材料的基础上，具备了NOMEX® 纸的优良品质，并且在制造中采用先进的工艺措施和严格的质量控制，因而产品具有以下的特色。
3.1、可靠性高：
作为用户来说，选择变压器的第一原则首先是产品的可靠性要高。简单的说，①变压器在正常运行中不会因为产品自身的设计不合理或制造过程中质量没有得到有效控制而造成变压器出现故障，给用户带来不必要的损失。②当变压器处在不正常运行时，如在不很严重的过电压、过电流或两者同时存在的情况下，变压器仍能安全运行。③产品安装在一个比较恶劣的环境中，如周围气温比较高、环境比较脏或谐波分量较多等，变压器也能安全运行。④当然，所有问题都要变压器来解决也是不合理，用户也应当采取必要的保护措施。
a) 耐温等级高：
NOMEX® 纸属C级绝缘，长期可在220℃的高温下安全运行。在相同容量的情况下，它的体积小、重量轻，可以为用户节约安装费用。特别在地下室，通风不良且空间小，采用这种变压器有很大优越性。产品按H级绝缘设计，最高运行温度为180℃，而主要绝缘材料是可以耐220℃高温的NOMEX® 纸，这种选择使得绝缘材料有很大的耐热裕度（有40℃的裕度），可以保证变压器能在气温较高、谐波分量较多（这种情况往往会产生局部过热-这种过热点可能会比绕组平均温度高出10-20℃）和会发生短时严重超铭牌运行的情况下安全运行。
b) 机械强度高：
SCR包封型变压器的高低压绕组均用高粘接性能的H级绝缘胶高温聚合或固化，使绕组成一个坚固整体，并有一定的韧性。而SG敞开型变压器的高压绕组用坚固的NOMEX® 纸板支撑或用梳状撑条支撑线饼，这样变压器就能承受大电流突发短路故障。加上这种结构不存在由于导体与绝缘材料的热膨胀系数不一样而在局部严重过热时造成变压器损害。因此变压器有良好的机械特性。
C) 电气性能好，局部放电小：
NOMEX® 纸有较高的电气强度，哪怕在250℃的高温下仍然有很高的表面和体积电阻，不仅如此，更重要的是它有较小的介电常数。这在以空气为介质的干式变压器中，是极其重要的，NOMEX® 纸的介电常数通常在1.5～2.5之间（实际测量多数在1.6左右---笔者注），与空气的介电常数1很接近。在结构设计中，又采用了介电常数较低的其它绝缘材料，使整个变压器的电场分布比较均匀，即使绕组内部含有微量的气泡，都不会对产品造成危害。因此，变压器的局放较小，通常在3pc左右。同时，在相同的耐压水平下，产品的绝缘尺寸较小。
3.2、安全性好
制造厂开发干式变压器的目的是为了使用户能够选用到一种安全性高的产品，在变压器运行中或遇到火险时不会对人员、其它设备和环境造成危害，这是大家共同追求的目标。
a) 限氧指数(LOI)高：
物质的限氧指数与材料本身特性和它所处的温度有关。同一种材料，它的温度越高，限氧指数越小，也就是说容易被燃烧，通常说此时它被燃烧后不能自熄。因此，凡是限氧指数大于20.8%（大气中的氧分压值）的绝缘材料都不会自燃和助燃。NOMEX® 纸在220℃时的限氧指数为22% - 25%。在300℃时也大于21%。因此它在300℃以下温度时不会助燃能阻燃，即使被明火点着后也能自熄。当然也不会爆炸。
b) NOMEX® 纸不含任何毒素，即使被燃烧后，不会释放出有害气体，燃烧的烟雾温度不高，透明度高。因此，在变压器被着火后，温度低于300℃时会自熄，温度高时燃烧中无毒，烟雾浓度低，便于人员的疏散和消防人员的抢救。
3.3、环保性好：
大自然给我们的环境资源有限，当今世界上人们越来越自觉地
去保护自然环境，尽一切努力在求得发展的同时保护好我们的环境。这是人们当前最高的追求。我们认为变压器也应当基于这样考虑，开发出有强烈环保意识的产品，去满足社会的需求。
a) 噪声低：
ReliatraN®技术"干式变压器的SCR包封型采用了特殊的胶进行粘接，而SG敞开型采用了特殊的VPI工艺，它们都采用特殊的悬浮隔噪结构，使产品的噪声大为降低，通常情况下都在50dB以下。
b) 线圈可回收处理：
ReliatraN®技术干式变压器无论在制造、运行和使用寿命结束后都不会对环境造成危害。特别是可以降解处理，当产品报废后，纸可以无毒焚化处理，而铜和铁可以回收。

4、 适用场所
Reliatran®干式变压器由于具有以上优点，特别适用于以下场所：①海拔超过1000m的高原地区；②变压器室位于容易沉积可燃粉尘、可燃纤维场所；③变压器室附近有粮、棉及其他易燃物大量集中的露天场所；④在湿热、有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所；⑤在大气严重污秽地区、严重盐雾和非常潮湿的盆地和沿海地区；⑥在人口密集的地区，如学校、医院、居民住宅区等对噪音水平需要严格控制的地方；⑦谐波分量较多或容易发生短时严重过负荷的用户；⑧安置在户外的箱式变电站中。
广东珠海供电局的一位工程师在"电世界"杂志上的一篇文章中谈到：《为了节约土地，美化城市，珠海地区大多数的变压器都安装在室内或地下室。珠海靠近海岸，湿度高，盐雾大，特别是地下室由于潮湿，通风条件差，运行环境恶劣。从"赛格迈"（笔者注：这是指ReliatraN®技术干式变压器中的SCR包封型产品）干式变压器在沿海地区的挂网运行情况以及本人多年的安装施工经验来看，认为该种变压器特别适合沿海地区使用》。

5、 结束语
杜邦®ReliatraN®技术干式变压器是目前国内绝缘等级最高的干式配电变压器，属可靠、安全、环保、节能型新产品。相信在不久的将来，它会越来越受广大用户的欢迎。