ep专题之电气一干变设计113塑料板

ep专题之电气(一)干变设计11

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。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，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中国机械网okmao.com。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。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，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：

(1)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——中国环氧树脂行业协会专家强调，这里指所有；

(2)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。

(3)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。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，某厂设计生产的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，室温状态的数据获得TI的。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，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。

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