环氧浇注变压器寿命设计及保障[宝典]

环氧浇注变压器寿命 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 及保障[宝典] 环氧浇注变压器寿命设计及保障 摘要:电气产品的寿命设计和寿命保障是一项系统工程，它涉及下述6个方面:结构强度的设计及应力作用的力学老化;电场强度设计及电场作用的电老化;运行温度及其对绝缘结构的热物理作用的热老化;绝缘结构的额定初始性能的赋予;创伤的修复、自愈或再生工程;额定运行环境的保障。其中任何一个方面设计或处理不当都会影响产品总体寿命，任何一个环节产生的性能失效都将导致产品的寿命终结。固体树脂绝缘有其独特的绝缘成型工艺和独特的性能特点，本文针对上述6个环节，阐述固体绝缘的寿命特性，及环氧浇注型干式变压器的设计、制造和使用中应当考虑的问题。同时阐述了一些易混淆的概念或术语，以期读者在商务谈判及技术交流中得到裨益。 关键词:变压器、树脂绝缘、可靠性、老化。 一.前言 电气产品的可靠性和使用寿命始终是制造商和用户共同关心的课题，电气产品额定寿命的设计在不同的电气应用领域和不同的时代有不同的概念和要求，它要考虑到本领域的技术进步的速度和总体的社会经济效益性，不能太短，但也不会无限长。正如由于损耗水平或噪声标准的不断改进及绝缘技术的不断提升使得老式的变压器不断被淘汰的结果一样，因为他们太过时了，尽管它们可能还能用。其实一台新系列的变压器在其投运的几年内其节能效益已远高于报废一台旧式变压器所付出的代价。 所以，寿命设计原则上应该在技术进步相对迟缓的有限时段内最大程度地提高产品的寿命。 电气产品的寿命设计和寿命保障是一项系统工程，它涉及下述6个方面的专题:结构强度的设计及应力作用的力学老化;电场强度设计及电场作用的电老化;温升控制及其对绝缘结构的热物理作用的热老化;绝缘结构的额定初始性能的生命赋予;创伤的修复、自愈或再生工程;电气产品额定运行环境的保障。其中任何一个方面设计或处理不当都会影响其总体寿命，任何一个环节的失效都将导致电气产品的寿命终结。 二.树脂绝缘干式变压器生命周期概念: 生命周期:从全部性能的赋予开始到主体性能的完全丧失的全过程。 一种绝缘材料、一个绝缘结构甚至到一台电气产品，都不是一个简单体，需同时具备多个构成要素，诸如电性能、力学性能和理化性能等。在其生命期内，任何一个必备要素的失效均导致其寿命的终结。所以，寿命终结有时会表现为自然老化型，有时则表现为意外的突发性。影响寿命的因素很多。自然，有内部的和外部的因素，外部因素通过内部因素起作用。 从组成结构上看，树脂绝缘干式变压器的寿命由电磁结构的寿命、绝缘结构的寿命、结构紧固件的寿命三部分构成。实践证明，起决定性作用的要素在于绝缘结构的寿命。对于树脂绝缘干式电力变压器，其绝缘结构中除SiO2(一般为玻璃纤维或硅微粉填料)无机材料外，其余全部为有机高分子材料，且有机材料(环氧树脂)占绝缘结构体积含量的40,,60,。对SiO2材料来说在屏蔽氧和水以及在有机物分解温度以下的工作环境，其寿命几乎是永恒的。所以，树脂绝缘干式电力变压器寿命主要取决于线圈绝缘结构中的树脂部分。 影响绝缘结构寿命的因素很多。主要有:电场的分布及强弱;电动力的作用及强弱;运行温度和内应力状态;绝缘结构的组成及其组成材料的性能优劣;产品的运行环境。 所以，实现变压器的寿命，提倡从“胚胎”做起。变压器的生命由制造商赋予，由用户养育。 三、有机固体绝缘材料的力学性能、电性能的温度效应。 1. 同材料耐热性相关的几个重要概念: Δ Tg,玻璃化转变温度:是指非晶体高分子物质(线型或体形分子结构)发生相变时的温度(例如，玻璃由固体转变为流体时存在一个有一定宽度的转变温区，通过技术处理得到的温度点)。 它是一种固态材料失去承力能力的重要标志。Tg测定一般利用DSC差热扫描 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 通过量热测定相变能方法得到，也可通过TDA或DMA法测定。 Δ HDT,热变形温度:是固体材料在特定弯曲负荷下达到规定形变时对应的温度值。 它实质上代表了材料在工程领域力学应用的极限参考温度。 Δ TI,温度指数及HIC,半差:是根据IEC216标准来衡量材料的长久耐热性的两个指标，其基本定义的内涵是:通过高温加速热老化试验，采用数学处理外推的方法，获得某性能衰减并失效的判据下材料寿命时间为20000h对应的温度点;HIC是在相同的失效判据前提下，寿命时间缩短或延长一倍时对应的老化温度的变化值，通俗讲是造成半衰期需要的温差。 性能衰减的终点判据IEC216标准推荐选择初始值的50,(或75,，或25,)，性能指标可以是力学指标、电气指标或其它需要关注的指标。对同种材料，根据不同的性能指标和失效判据会得到不同的TI值和HIC值。故TI值的比较是有条件的。而HIC的大小则反映了材料性能衰减的速度。 Δ RTI,相对温度指数:根据IEC216标准，从具有满意运行史的已知TI及HIC的绝缘结构或材料和具有相同老化机理的材料的对比试验获得温度指数，该值称为相对温度指数RTI。 Δ 绝缘“耐热等级”概念，根据GB11021,89 《电气绝缘的耐热性评定和分级》(eq. IEC85,1984)划分为Y、A、E、B、F、H、200等若干级梯(见表1)。标准中简单使用“温度”这个术语，但通常是基于材料的温度指数TI值划分的耐热级别。 耐热等级 温度? Y 90 A 105 E 120 B 130 F 155 H 180 200 200 220 220 250 250 表 1 标准如是说:“由于习惯上的原因，目前无论对绝缘材料、绝缘结构和电工产品均笼统地使用“耐热等级”这一术语。但今后的趋势是，对绝缘材料推荐采用“温度指数”和“相对温度指数”这两个术语;对绝缘结构则推荐采用“鉴别标志”这个术语，绝缘结构的“鉴别标志”只和所设计的特定产品发生联系;而对电工产品则保留采用“耐热等级”这个术语。” 标准还指出:在电工产品上标明的耐热等级，通常表示该产品在额定负载和规定的其它条件下达到预期使用期时能承受的最高温度。标准未对“预期使用期” 给予限定， 可以惯指20000h，也可以是 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 约定的值。可见，“使用期”长短和“耐热等级”高低发生直接关系。相比之下，绝缘材料的温度指数TI则有对应2000h的明确含义。 2. 有机固体绝缘材料的力学性能、电性能的温度效应。 对有机高分子基体材料普遍存在随温度的升高力学性能、电性能特性下降的规律，一般都遵循一定温度范围内的指数规律变化。有些指标的变化是有益的有些是不希望的。 高温，使有机高分子材料的力学强度下降或丧失，冲击韧性增加，使介电强度下降，介电损耗增加等。表2 部分列举了常温和100?高温下的材料数据，以给读者一个概念性认识。 材料性能在运行温度下的衰减是产品设计中首要考虑的因素。 性能指标 单位 温度 纯树脂浇注体 玻纤增强树脂 弯曲强度 MPa 23?2? / 100?2? 82.8 / 0.774 189 / 36.4 拉伸强度 Mpa 23?2? / 100?2? 50.6 / 7.13 106 / 16.2 介电损耗Tan δ % 23?2? / 100?2? 0.3-0.4 /1.3-1.7 2-3 /8-10 相对介电常数εr 23?2? / 100?2? 3-3.5 /3.3-3.7 3.5-4.3 /5.4-5.8 16 1416 15 体积电阻率ρ Ωcm 23?2? / 100?2? 10/10 10/10 表2 材料温度效应 3.“时温等效”原理,有机物普遍遵循的生命法则。 对有机高分子材料组成的绝缘结构，实践证明都遵循Arrhenius定律，即著名的"时温等效"原理，简言之就是:对特定的有机高分子材料或结构，其寿命时间t的对数和材料承受的绝对温度的倒数存在线性关系。所以材料承受温度每下降(或上升)寿命半差温度HIC，其寿命相应延长(或缩短)一倍。不同的材料按相同的诊断因子或相同的材料按不同的诊断因子得到的半差HIC不同，环氧树脂体系一般为10?左右，也称10度法则。由此，可以利用高温加速老化进程获得的数据来推测实际低温运行时的寿命，从而评估电工产品的热寿命。 Arrhenius定律(也称热寿命方程)用公式表示为: LOG(t)=a+b*(1/T) 其中t:寿命时间，T:试验材料承受的绝对温度，a、b:常数。 由此通过作图法很容易得到某种材料的耐热图。并从图中直接得到温度指数TI和寿命半差HIC值，当然，也可利用下式计算TI及HIC。 TI=(b/log20000-a)-273 HIK=log2/b HIC=Tr*HIK Tr为参考点绝对温度，一般取对应TI或RTI的热力学温度。实质上HIC值随温度是变化的。 图1是按IEC216标准对一种材料按弯曲强度衰减50,为终点判据得到的Arrhenius曲线。图中A、B、C为试验取得的3个数据点(IEC标准规定，试验最低温度点A须保证该温度下，失效时间大于5000h，试验最高温度点C须保证该温度下，失效时间不小于100h，且不得超过材料的性能转变点温度)，D为寿命为20000h对应的曲线上的外推点，该点对应的温度F值即为温度指数TI。同样可以得到对应寿命为10000h的温度点G，G点和F点的温差即为寿命半差值HIC。 4. 从上述几个概念出发，我们可以推论出以下几个值得重视的命题: Δ 孤立地讲Tg或HDT是有意义的。 Tg或HDT反应材料的力学性能的绝对耐热性。Tg或HDT值越高，材料的高温力学性能越好，如表3中树脂体系III，其Tg可达150?，但树脂体系I，其 Tg只有93?。对比树脂体系I/II/III的100?弯曲强度保留率分别为0.93% / 26.7% / 61.6%。可见树脂体系I在100?基本丧失弯曲强度。 硅微粉填料环玻璃毡增强 材料种类 纯树脂体系I 纯树脂体系II 纯树脂体系III 纯树脂体系IV 性能指标 氧体系I 环氧体系I 有机(基体)材料 双酚A环氧/双酚A环氧/酸双酚A环氧/芳双酚F环氧/芳香双酚A环氧/酸双酚A环氧 酸酐，高温固酐，高温固化体香胺，高温固化胺，室温固化体酐，高温固化体/酸酐，高温 化体系 系 体系 系 系 固化体系 由弯曲强度判据得到的温度158.0 146.0 150.4 152.4 184.5 * 指数TI(?) 由弯曲强度判据得到的抗热11.7 12.6 14.0 10.1 15.3 * 老化能力的半差HIC(?) 由失重判据得到的温度指数155.0 165.0 168.0 * 160.0 158.0 TI(?) 由失重判据得到的热老化能15.0 12.8 10.4 * 13.4 11.8 力的半差HIC(?) 200?/5000h后电击穿强度变* 无 无 下降30% 无 无 化 室温初始弯曲强度Mpa 82.8 104 87.2 * 114 189 100?高温弯曲强度Mpa 0.774 27.8 53.7 * 10.1 36.4 玻璃化转变温度Tg(?) 93 110 150 120 93 93 应该注意高聚物基体材料和纤维增强高聚物基体复合材料的性能有显著差异。 无论线型的还是体形的高分子聚合物材料，其力学强度及弹性模量随温度变化大约呈指数关系，当达到其Tg温度后，分子结构发生粘流态变化，即认为丧失强度(图1)。对力学结构来讲，可以说Tg是高分子材料应用的极限使用温度。但是，对于玻璃纤维增强的高聚物基复合材料(或称复合绝缘结构)来讲，由于复合效应，高分子基体的Tg不代表复合绝缘结构的最高使用温度，其最高使用温度应该是复合绝缘结构的HDT。如:单纯环氧浇注体基体材料，一般Tg比HDT高10?,20?;但对纤维增强环氧浇注体复合材料(如挤拉撑条)， HDT可能比Tg高出许多，视纤维复合结构不同其结果相差悬殊。再如表4的工程塑料，其纤维增强材料的HDT要比基体的HDT高出许多。同样，环氧树脂和玻纤增强环氧树脂几乎有相同的Tg值(基于DSC测试)，但后者的HDT远远高于纯树脂材料的HDT。 所以，工程应用中，用HDT指标作比较更有实用意义。 Δ 孤立地讲TI是没有意义的。 因为材料的TI值的获得是相对的、有前提的。不同的诊断因子和不同的终点判据可得到不同的TI结果，所以必须指出测定TI时依据的条件，否则不同材料的TI对比没有意义。从表3中可以看出，不同树脂体系及不同的测定判据获得的TI值显著不同。 Δ TI对绝缘结构的耐热等级划分有意义，电气产品一般以其绝缘结构为依托采用相同的划分 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。但必须清楚该意义的内涵。 一个绝缘结构或电气产品必须同时具备多个性能指标要素，那么必须使按每个指标要素获得的TI值都达到相应耐热等级温度点才行。当然，按该耐热等级设计绝缘结构或 电气产品时,必须依照测定TI时相同的失效终点判据进行,两者必须一致，如果设计考虑的是按50,初始弯曲强度值为设计控制要素，而供应商的TI数据是热失重判据获得的，该TI值对你的设计没有意义。所以，当材料供应商称其某种材料为H级或F级耐热水平时，不要笼统地接收，一定要提供其相应的温度指数TI和测定TI的方法，否则，产品的设计是盲目的。如果供应商提供的是其材料的RTI值，那么，还必须出示其获得RTI时参考材料的TI及HIC值，最直观的资料是其试验获得的耐热图。 仅对比较材料的TI来评估材料的耐热性好坏不够充分，还必须兼顾寿命半差HIC。 从表3中可以看出，不同树脂体系及不同的测定判据获得的HIC值显著不同。对比纯树脂体系I/II/III的HIC，由弯曲强度判据和由失重判据获得的值趋势相反，分别对比为:/11.7/12.6/14.0/ vs. /15.0/12.8/10.4/。 为延长变压器的寿命或增加可靠性，如图2示意，材料1和材料2具有相同TI值，但材料2的HIC大于材料1的。考虑到实际使用温度，不难理解对相同TI但不同HIC的材料优选原则:若绝缘结构经常在TI温度之上工作，HIC值越大的材料越好，若在TI温度之下使用，HIC值越小的材料越好。 得到提高，但玻纤对HDT贡献远远大于对TI的贡献，因为TI值主要取决于有机基体材料。 Δ 绝缘结构或电气产品设计必须同时兼顾TI值和Tg或HDT，作出综合考虑。 一方面，TI达到155?的绝缘结构，其使用温度不一定能达到155?，可能行，也可能不行。例如表3中的树脂体系I的Tg只有93?，却是F级环氧树脂，但在没有玻纤增强时浇注的线圈由于温度大于93?后没有力学强度，线圈是不可能在93?以上安全运行的，但纤维增强后，100?温度下可有36Mpa的弯曲强度(强度保留率由1,提高到20,)。 另一方面，Tg只有100?的F级环氧树脂经玻纤增强后的复合结构的HDT可能达到180?，TI可能变成大于180?，该绝缘结构甚至可以在200?使用(但寿命会缩短)。比如拉挤工艺成型的玻璃钢绝缘拉杆。这就是材料的复合效应。 表4例举绝缘用工程塑料的典型实例。可以看出，聚甲醛的热变形温度比尼龙6高 60?，但其长期耐热温度却比尼龙6低25?。聚甲醛可以在100?以上当结构件使用，但尼龙6不能，但30,玻纤增强尼龙6却能在更高的温度如150?以上使用，但因为其TI只有115?，故只能短期使用。同时看出，玻纤增强的工程塑料使得HDT和TI同时 工程塑料 热变形温度(HDT) UL长期耐热温(TI) 尼龙6 63 105 30,玻纤增强尼龙6 190 115 聚甲醛 123 80 25,玻纤增强聚甲醛 163 100 聚酰亚胺 357 290 所以在许多场合需要区分树脂体系和玻纤增强(或硅微粉增强)树脂基复合材料的Tg、HDT、TI(HIC)等，不可混为一谈。其值高低取决于材料的组织结构，来源于试验结果，不可推论和臆测。 Δ 电工产品标明的耐热等级，决不意味着该产品绝缘结构中的每一种绝缘材料都具有相同的温度极限。绝缘结构中，一种材料可能受到其它组成材料的保护或由于混杂效应导致其耐热性提高，也可能因材料间不相容而使绝缘结构的温度极限低于各个组成材料的温度极限。由不同绝缘等级的材料构成的结构或制品，总体上达到的耐热等级需要试验测定，不可推论和臆测。例如，F级绝缘变压器在垫块、引线绝缘、夹件绝缘等不同部位的绝缘可以不同, 某些部位可以使用B级材料,而某些热点部位可能需要使用H级材料。 5、重要的实验结论: 介电强度是材料作为绝缘材料的重要考核指标(不同材料的电击穿强度差异很大)，却不是考核绝缘结构热老化能够采用的指标。 从表3的数据看出，绝缘材料的耐电场击穿的能力非常的强，即使材料的分子化学键已破坏降解，仍然具有足够的电击穿强度，所以，很难以电击穿强度指标获得TI值。 图3为环氧树脂不同温度下的介电强度和时间的关系。外推数据显示，即使在150?经 历30年时间，其介电强度仍然高达16kV/mm。 Δ 绝缘材料的电性能和机械性能均对温度呈依赖性:随温度的提高，介电常数、介电损耗增加，绝缘电阻下降，电击穿强度出现一极大值;随温度的提高，拉伸强度、弯曲强度降低、冲击韧性增加。 Δ 提高绝缘结构的力学强度或降低绝缘结构的承力水平，都有利于保持绝缘的完整性，从而实现绝缘的有效性。这就是玻璃纤维(力学)增强、树脂(电气)绝缘干式变压器的结构精髓。 四、固体绝缘结构的本征特性,内应力和不可愈局放 树脂绝缘干式变压器的技术重点在线圈的结构设计和制造技术上。总体或局部的处理不当，都会造成绝缘失效。其中最主要的两个方面就是热应力和局部放电。 线圈在制造、存储、和投网运行的过程中，可能会伴随着温度的-25?,180?的温度变化，由于绝缘材料和导体材料的热膨胀系数的失配，在线圈内会存在巨大的内应力(也称残余热应力)。这种内应力的存在，降低了线圈的承载能力，就是说，线圈在无负载状态下可能是完好的，但当线圈在冷态或热态极端情况下，一旦遭受短路电动力，线圈则很容易出现问题，比如出现开裂或微裂纹，导致击穿或局放结果，局放天长日久便出现绝缘失效。所以，内应力控制和设计、校核是树脂浇注变压器线圈必须研讨的课题，这点同油浸式变压器或气体绝缘干式变压器有所不同。 浇注线圈一般要求采用真空技术浇注，原理上讲是为了避免出现空穴，从而降低或避免局放，局部放电实质上是一种电场腐蚀，在交变电场作用下的反复放电会造成局部绝缘的永久性损坏，并且固体绝缘不同流体绝缘，没有自愈能力，所以出厂试验的一个重要指标是局放量测试。当然，如前所述，在运行过程中可能会导致局放的产生和局放部位的增加，所以稳恒的运行环境是有益的，最主要的是要防止短路灾害。值得注意的是运行过程造成的局放现象是不可逆的。 保证干式变压器的制造质量是固体绝缘变压器长寿命和免维护的基石。这对采购招标中重价轻质的行为无疑是一个警钟。ISO9001质量管理和变压器产品的可靠性设计评 估是重大工程项目变压器采购选型的两块法宝。 五、树脂绝缘干式电力变压器热老化寿命设计 1. 变压器的耐热等级、工作温度和寿命 表1同样适用于变压器的耐热等级分类。 对变压器产品而言，其耐热等级的分级就是针对其整个绝缘结构的耐热等级而言的，不是单纯针对某个材料，其中包括线圈内部绝缘和变压器部件之间的绝缘配合。当然，绝缘结构的耐热性依赖于其组成材料的耐热性。 象单项材料的TI数据获得方式那样，变压器的绝缘结构的TI获得也依赖于不同的诊断因子和失效判据。只有选择适当的评判试验标准才能比较准确的推论变压器的使用寿命。通过绝缘结构TI和HIC的测试，获得变压器的耐热图或热寿命方程。 环氧浇注变压器，并不意味着天生有30年或更长的使用寿命，这需要根据耐热图或热寿命方程设计和试验评估。但有一条是真理:耐热等级越高，运行温度越低且偏离其TI值越远，寿命半差HIC越小，则使用寿命会越长。事实上，变压器的实际运行温度并不是其耐热等级对应的温度。举例说，设计TI为155?的F级的变压器，如果其运行在155?(假设此温度下力学强度仍然满足要求)，那么其使用寿命只有20000小时(折合2年半);再如设计TI为170?，寿命半差为10?，工作温度只有120?，那么其寿命预期可达20000×2(170,120)/10=640000小时(折合73年)。知道了此道理，用户就可以索取基本数据自己来估算变压器的使用寿命。 2. 变压器的温度指数及寿命评估试验 在浇注变压器线圈结构中，纤维增强环氧树脂既是绝缘材料，又是力学结构材料，承担双重责任，但力学结构是对绝缘特性的支持，由力学强度来保证绝缘结构自始至终的完整性。所以，变压器整体的耐热性评定就比较复杂，而且试验费用极为昂贵。 其实，固体绝缘结构在温度场、电场和应力场的联合作用下经受长期的老化考验。现有的标准试验也仅仅局限于温度场的老化作用。在热老化的试验历程中，变压器并没有施加交变电场和交变的电动应力场的作用，所以是单因素的考核。 迄今为止人类的实践经验得知，只有温度场的老化才具有规律性和寿命预测性。 试图用整体变压器以破坏性指标作诊断因子的热老化试验获得TI(或耐热等级)及HIC是不现实的，一般作法是: ?设计选材时首先保证所有组份材料自身满足相应部位对耐热温度等级的预期; ?对绝缘结构进行缩比件模拟，保证能代表变压器的总体绝缘水平和力学结构的承力水平，对缩比件的绝缘结构按所关注的诊断因子(可能是多个因子)进行TI测定，并获得相应的热寿命方程，比较后获得最保守的寿命方程，以此作为变压器的热寿命方程;并用此方程来代表变压器的耐热特性，并相应获得变压器TI值。 ?对缩比件模拟获得的变压器热寿命方程的可靠性验证:按保守的热寿命方程和变压器的实际运行条件确定获得期望运行寿命时整体变压器必须承受和通过的加速热老化的试验条件。按此条件进行整体变压器热老化试验(俗称放大试验)。若通过了加速热老化试验，则可以结论该型号的变压器有预期的使用寿命，且热寿命方程有效。 变压器的耐热等级试验可参考相应的标准。我厂设计生产的F级变压器通过严格的试验程序考核，按平均120?的实际运行温度，通过了预期60年使用寿命的评估试验。 3. 变压器的绝缘结构设计隐含的温度特性限制 有些材料受热超过一定温度会软化或发生其它劣变，但冷却后又恢复其原来的性能。仅从单项绝缘材料的TI试验无法知道这种限制，因为试验方法是对比材料热老化 前后的室温状态的数据获得TI的。 若变压器的TI获得依据50,初始力学强度值，那么变压器设计时最基本的约束就是室温下绝缘结构承受的力学应力(内应力、装配应力和电磁应力的合成)不应该超过此50,值，这是底线，裕量越大寿命越长。 其实，在高温下有些材料并不具备力学强度，而且绝缘结构必须在存储低温或运行高温下均满足强度要求，这就要求结构设计时参考结构材料的“力学强度,温度”特性曲线，并通过应力计算和校核。 六、树脂浇注干式变压器初始性能的赋予 1、设计过程: Δ 必须清楚绝缘结构及绝缘材料的各种性能随温度的变化关系。不能简单取室温状态的数据来设计变压器。 Δ 绝缘结构及绝缘配合的设计主要应从静态值考虑，对树脂浇注型干变，必须考虑温度变化导致的内应力的存在，必须同时考虑绝缘结构在最高和最低运行温度下的电气强度和力学强度满足要求。这是最基本的。 Δ 绝缘结构长期耐热性的设计，应从变压器不同部位对绝缘结构耐热性的要求出发，合理地设计和使用材料。 Δ 材料选择:从组份材料组成的绝缘结构出发(如填料增强树脂形成的段间结构，树脂浇注聚酯无纺布形成的层间结构等)，确认其能够达到要求的耐热等级。当以材料供应商的数据为依据时，必须确认其报告的数据完整性和试验有效性。 Δ 结构的改型则须重新作耐热性评估;材料的代换，则须证明其适应性或相容性。 Δ 充分考虑电场和温度场的不均匀性，给出合适的裕度。 Δ 在绝缘结构热寿命方程已经确定的前提下，限制温升是最直接的延长寿命或提高可靠性的途径。 Δ 充分认识足够的力学强度对可靠的电气绝缘的支持作用。 Δ 充分认识振动疲劳和预应力紧固系统的重要性。 Δ 综合各种考核因素，给出变压器的可靠性系数。 2、工艺过程控制: Δ 原材料的质量和工艺稳定性把关: 作好对供应商的质保体系的考评，严格认真的作好进货检验。 Δ 工艺技术的成熟和可靠性验证。工艺参数应具有合适的裕度。 Δ 工艺过程的严格控制: 包括绝缘材料的放置及绝缘间隔的误差控制，避免随意性操作，保证浇注设备的可靠性、稳定性及计量精度的达标，日常和定期点检合格，防止人为差错的出现，严格的固化和热处理程序等。 Δ 充分重视工艺过程的统计技术在质量控制和公差设计时的正确应用。 Δ 干净的作业环境，不同工区避免交叉污染等。 Δ 对零部件、在制品、半成品、成品等的暂置、在制、存放等环节的质量安全性保证。 七、树脂浇注干式变压器创伤的修复 Δ 油浸变压器的绝缘结构的创伤在某种程度上讲有可修复性或自愈能力，因存在流体绝缘介质的迁移和对流时的液相均化作用。但固体绝缘的树脂浇注干变不同，创伤和破坏是不可逆转的，所以在设计阶段要求考虑创伤和破坏的最大可修复性。 Δ 浇注并固化后的线圈结构为一个刚硬的块体，其损伤的修复是有限的，而且需要相应的高超的技术和技巧。修复时要保护好周边完好的组织结构，要求处理好其修复界面，采用性能等级不低于原有结构组成的材料，采用更高更严格的工艺方案成型，同时不能 出现固化收缩引起的界面开裂或过度应力集中等。 Δ 其它相对独立的绝缘零件、导体零件或结构件可通过更换和再装配实现修复。 八、电气产品额定运行环境的保障 马王堆汉墓能完整保存2000年而不朽归功于2个方面，一是高超的防腐处理技术，二则是巧合的温湿地层环境因素。 赋予初始生命的变压器的使用寿命同样由运行环境决定，用户需要特别重视以下一些方面: Δ 电网的电压波动、雷电冲击与保护、合闸涌流、掉电时自感反电动势等都直接对绝缘击穿造成威胁，电网完善的自动保护是必要的; Δ 低压侧瞬时短路的巨大电动力会造成绝缘的宏观或微观开裂，或紧定系统的崩溃，尽管树脂浇注变压器无油变的爆炸火灾事故，但绝缘开裂实质上已不同程度破坏了绝缘结构，严重时即刻导致绝缘失效而击穿。 Δ 不良的散热、通风环境或不当的安装海拔高度会使得变压器异常“发烧”，这种热作用直接加速绝缘结构的热老化，从而降低其力学强度和介电性能，而且按指数规律衰减。 Δ 尽管有些变压器宣称可过负荷50,运行，那是就安全性而言的，不提倡用户长期过负荷使用变压器是针对变压器的寿命而言的。因此用电规划时要以发展的眼光预留负荷裕度。 Δ 粉尘和污秽的集聚及凝露会造成沿面放电，一旦形成放电通路线圈表面的绝缘特性宣告失效，出现此类放电迹象，就要求及时维护处理。 Δ 特殊的运行环境，如湿热带气候环境、海洋采油平台及船用变等，还需要考虑三防处理，需要配置适当防护级别的保护外壳。 九、结束语 以固体绝缘为特征的树脂浇注干式变压器是一种极具生命力的城网终端变压器，以其寿命长、免维护、可靠性高、不会有灾难性事故发生等一系列的性能优势快速取代着油浸变压器。从第一台树脂浇注干式变压器的诞生至今已有近半个世纪的历史，良好的运行经验和记录证实了其生命力。尽管如此，不当的设计、制造和使用都会影响到变压器的寿命或使用效果。 热老化是这类变压器最主要的老化失效形式，因此在根据用户合同确定变压器耐热等 级、结构型式和材料选用上都必须给予足够的重视。 热应力和不可愈局放是固体绝缘变压器的本征特性，结构设计和制造工艺都会对这两个要素造成影响，必须引起高度重视。 本文为笔者的观点，未免带有狭隘性，本文略带科普色彩，不足或错误之处，恳请读者不吝指正。 参考标准和文献资料: GB1634 《塑料弯曲负荷热变形温度试验方法》 GB11998 《塑料玻璃化温度试验方法 热机械分析法》 IEC1006 《测定电气绝缘材料玻璃化转变温度的试验方法》 GB11021 《电气绝缘的耐热性评定和分级》 GB11026.1 《确定电气绝缘材料耐热性的导则 制定老化试验方法和评价试验结果的总规程》 IEC216 Guide for the determination of thermal edurance properties of electricalinsulating materials ( part 1,5) IEEE Std C57.12.60-1992 IEEE Trial-use standard Test Procedures for Thermal Evaluation of Insulation Systems for Solid-cast and Resin-Encapsulated Power and Distribution Transformers ANSI/IEEEC57.12.56 通风干式电力和配电变压器的绝缘结构耐热性评定试验方法 IEC941 电气绝缘结构耐机械功能性试验。 IEC727 电气绝缘结构电老化性能的评定。 IEC792 电气绝缘结构的多因子功能性试验。 IEC791 基于运行经验和功能性试验的绝缘结构寿命评定。 IEC610 电气绝缘结构功能性评定要点:老化机理和诊断方法。 IEC611 制定评价电气绝缘结构耐热性试验方法的导则。 《在热和电组合、脉冲电压应力作用下绕组绝缘寿命》 G.Borner,M.Elererhardt,Elektrie Vol.45 1991 《electrical and dielectric behaviour of cast epoxy resins 》 edited by Manfred Beyer 《变压器设计原理》 尹克宁编著