干式变压器生产过程中问题点

导读：请输入要清洗的文字1 环氧树脂浇注干式变压器具有阻燃，安全，运行可靠，维护方便，体积小等特点，已广泛应用于城市高层建筑和电站。近年来，我国干式变压器的生产发展很快。

请输入要清洗的文字1

环氧树脂浇注干式变压器具有阻燃，安全，运行可靠，维护方便，体积小等特点，已广泛应用于城市高层建筑和电站。近年来，我干式变压器的生产发展很快。制造商的数量从20世纪90年代初的七八个增加到近百个，生产能力从3,000增加到4,000 MVA到超过20,000 MVA。产品的性能和外观得到了很大的改善。

大多数环氧树脂浇铸干式变压器的绕组是由环氧树脂铸造的（许多制造商的低压绕组用铜箔缠绕），并且还确定了形成的绕组的固有特性。一旦形成，就形成了缠绕特性。如果不符合标准，将被废弃。因此，为了确保绕组铸造的质量，预制绕组的结构必须是可靠的。同时，要求缠绕铸造材料的配方合理，并提高铸造工艺。本文提出了无填料缠绕的铸造材料的选择和配方设计，工艺参数的选择，以及铸造过程中应注意的一些事项。

2.环氧树脂浇铸工艺的特点

环氧树脂浇铸工艺属于模具注塑成型技术，是干式变压器铸造绕组的成熟工艺，已在世界上许多家得到广泛应用。其主要特点是：

（1）绕组固定在金属模具中，注入的环氧树脂混合物渗透到绕组的层中，固化并形成，并与导线和绝缘材料牢固地结合在一起，固化成型后的绕组有一根杆子。机械强度高。

（2）由于绕组和树脂混合物都在高真空状态下脱气，因此在凝固成型后，绕组的局部放电量（测量结果通常低于10pC）低。

（3）在凝胶过程中，保持一定的压力以使补偿罐中的树脂流入空腔，以补偿由于树脂的固化和收缩导致的材料缺乏，并防止铸造缺陷。

（4）在固化过程中，采用分步固化工艺，使绕组内应力较小化，避免绕组开裂。

3.环氧树脂浇铸材料的选择和配方

3.1环氧树脂混合物的选择

环氧树脂复合物的选择应考虑产品的性能要求和铸件的加工性能。对于干式变压器，由于绕组的体积大，需要高电气性能和机械强度。因此，所选择的铸造材料必须满足变压器各方面的性能要求，并且通常要求绝缘水平达到3级或更高。

就加工性而言，主要要求在某些工艺条件下，混合物具有高流动性，易于浸渍和混合物的适用性，即，在一定条件下可以控制混合物的浇注时间。

目前，干式变压器绕组铸件（非填充型）的部件是：环氧树脂，固化剂，增塑剂，促进剂和色浆。

3.1.1环氧树脂

在铸造过程中，可以使用许多类型的环氧树脂。然而，由于干式变压器受到技术条件和工艺条件的限制，因此环氧树脂的材料特性非常严格。如果要求有机氯和无机氯的含量低，则如果环氧树脂中的有机氯含量高，则固化的环氧树脂的电性能在高温下会降低;如果环氧树脂中含有无机氯，环氧树脂固化产物的电性能在常温下会恶化，或者固化产物可能会破裂。同时，由于环氧树脂中存在氯离子等杂质，铸造过程中环氧树脂混合物的胶凝时间缩短，铸造过程不能顺利进行，导致胶凝过早混合物和报废。

目前，用于铸造变压器绕组的环氧树脂基本上是中等粘度的液体双酚！环氧树脂。无论树脂是进口还是产，其性能基本相同，均为高纯度环氧树脂。

3.1.2固化剂

在环氧树脂混合物中，由于环氧树脂必须与固化剂交联以形成不溶的，不溶的体状网络结构，因此可以表现出环氧树脂的优异的电学和机械性能。因此，固化剂是环氧树脂浇铸过程中必不可少的重要组分。

固化剂的类型和等级与铸造硫化体系的主要性质直接相关。由于固化剂中杂质，挥发物和主要组分的含量高，不仅降低了铸造工艺的异常，而且降低了固化体的电气和机械性能。因此，固化剂的选择必须谨慎，经过多种确定后，不应轻易改变。为了满足变压器的性能要求，选择用于变压器铸造绕组的固化剂基本上在高温下固化。这是因为早期使用的固化剂主要是固体酸酐，如聚邻苯二甲酸酐，邻苯二甲酸酐等。它们都具有良好的电气和机械性能，而且价格低廉。但是，由于铸造工艺不良，如升华问题，混合物温度控制问题，过滤器堵塞问题难以解决，它已被所有液体高温固化剂所取代。

目前，变压器绕组铸造用固化剂基本上是异构化的甲基四氢（或六氢）邻苯二甲酸酐。固化剂具有低粘度，低挥发物含量，优异的铸造加工性，以及固化后固化体的良好电气和机械性能。

3.1.3增塑剂

在环氧树脂混合物的配方中，或多或少地添加一定量的增塑剂以改善固化的环氧树脂的脆性，防止固化体的破裂，并满足产品的性能要求。然而，添加量不会过量，因为在混合物中，随着增塑剂的增加，环氧树脂固化体的热变形温度逐渐降低，并且电性能也降低。因此，在环氧树脂混合物中，应控制增塑剂的量。

适用于铸造干式变压器绕组的增塑剂必须是在高温条件下性能稳定的材料，其粘度小，有利于渗透，扩散和吸附。目前，变压器绕组铸造有两种主要类型的增塑剂：一种是侧链型环氧树脂;另一种是多元醇化合物。

3.1.4推广者

在环氧树脂混合物中，促进剂的主要功能是加速交联固化反应并调节凝胶时间以满足铸造工艺的要求。同时，它还具有降低混合物的固化温度的作用，从而减少固化产物的收缩并避免铸造固化体的破裂。

在高温固化混合物配方中，促进剂的量通常不应超过0.5％，特别是对于需要严格控制的大型铸件，例如铸造变压器绕组。由于在这种铸件中使用的混合物一次充电，一旦促进剂过量，混合物迅速凝胶固化并丢弃。另外，即使可以平稳地进行浇铸，在固化过程中环氧树脂固化体会过早凝胶化，并且在反应过程中高分子不能继续破碎和破裂，导致固化体破裂。

3.1.5色浆将少量色浆添加到环氧树脂混合物中以使浇铸体着色以获得所需的颜色。

环氧树脂混合物的色浆必须具有以下条件：强着色力，即通过加入少量色浆可以达到染色效果;在环氧树脂中分散性好;优良的耐热性，适用于F级干燥在变压器的情况下，它不应在155摄氏度下分解或褪色;它具有良好的电性能，即在添加色浆后不会影响环氧树脂固化体的电性能和其他综合性能。

3.2环氧树脂浇注料的配方设计

环氧浇注料的配方是整个铸造过程的关键。配方设计侧重于铸造产品的性能要求和铸造过程中的工艺要求。

3.2.1浇注料的性能要求

对于干式变压器，铸造绕组要求具有优良的电气性能，达到相应的绝缘等级（家达到F级的一般要求），并具有优良的机械性能。同时，铸造绕组需要具有相当好的韧性和刚性，以确保铸造绕组在变压器的长期运行期间不会破裂或分层。为了满足上述性能，浇注料通常必须选择高温固化环氧树脂混合物。

3.2.2铸造工艺要求

环氧树脂化合物的配方还必须满足工艺要求，主要考虑混合物的粘度和凝胶时间。对于也符合产品性能要求的环氧树脂化合物，应选择粘度较低的配方。由于低粘度混合物易于真空脱气，流动性好，因此铸件的渗透性也很好。

凝胶时间是环氧树脂浇铸过程中极为重要的工艺参数。凝胶时间太短，这可能导致混合物未展开，即凝胶凝固并且不能倾倒，具有严重后果。但是，凝胶时间不宜过长，否则会给批量生产带来很多不便。因此，必须将混合物的凝胶时间控制在合适的范围内。从实际操作情况来看，干式变压器绕组铸造工艺通常需要3至5小时的凝胶时间。

4在卷绕铸造过程中应注意几个问题

4.1浇注料的制备浇注料应根据工艺配方制备。在制备过程中应精确控制每种组分的剂量，尤其是加速剂。虽然添加比例小，但对固化反应有很大影响。加入的促进剂的量与绕组的结构和体积有关。通常，对于小绕组，加入的加速剂量可以更多，反之亦然。添加比例应通过实验确定。

4.2控制浇注温度

真空浇铸温度应根据浇铸材料的性质确定。

温度必须确保浇铸材料具有较低的粘度，这使其具有良好的流动性，便于真空脱气并在短时间内使待浇注的材料饱和，并且必须确保浇铸材料的使用寿命。如果将环氧树脂混合物添加到促进剂中，则可以在80摄氏度下固化。当选择该组分的环氧树脂混合物时，浇注温度不应超过80摄氏度。在实际使用中，通常适合将浇注温度控制在60-70摄氏度之间。

4.3真空度控制

在铸造过程中，真空度直接影响消除混合物中气体和浇注料的质量。如果真空度低，则应延长脱气时间，但不是真空越高越好，因为它受到灌封材料的饱和蒸汽压力的限制。如果真空度超过材料的饱和蒸汽压力，则会使材料挥发，导致混合物比例发生变化，并且不能保证或甚至报废铸件的质量。因此，仅真空低于混合物中较高组分的饱和蒸气压，以确保混合物的比例稳定。

4.4固化时间和固化温度控制

卷绕后，必须固化。每个工厂都有自己的工艺参数和固化过程的特征。然而，根据环氧树脂的固化反应特性和绕组的电性能要求，通常采用两步固化工艺，即在较低温度下预固化和在较高温度下后固化。使用METHA作为固化剂的预固化时间通常为3-5小时，并且温度控制在90-110摄氏度之间。此时的固化过程是从混合物的液态到固态的转化过程。预固化环氧树脂是促进脱模的弹性体。脱模后，铸造绕组必须进行后固化。目的是进一步交联和固化环氧树脂，使环氧树脂较终形成不溶的不溶性固体。为了获得较佳的电气和机械性能，此阶段的固化应该是逐步凝固过程。可以根据工件的尺寸确定步骤数和温度梯度。加热速率通常控制在每小时25摄氏度以下，这避免了由于过高的加热速率和强烈的固化反应引起的应力集中。

5结论

多年来，中在环氧树脂浇注工艺方面做了大量的研究工作，积累了丰富的制造经验。该技术已被广泛使用。随着干式变压器结构的改进和性能要求的提高，环氧树脂及其辅助材料的技术要求也有所提高，对铸造工艺提出了更高的要求。

为了满足干式变压器的电气和机械性能要求，除了合理设计环氧树脂混合物外，还必须有可行的铸造工艺和合理的工艺参数。通过这种方式，可以保证浇注料的优异性能，并且在该领域的许多工作还有待进一步探索和研究，以不断提高铸造技术和产品质量的水平。SCB10-2500kva环氧干式变压器铜干式变压器厂直

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1.产品型号：SCB10-2500 / 10-0.4

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