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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划绝缘材料与绝缘件制.变压器用绝缘材料专题讲座-绝缘材料是变压器中最重要的材料之一，其性能及质量直接影响变压器运行的可靠性和变压器使用寿命。近年来，变压器产品所采用的新绝缘材料层出不穷。作为一个天天和绝缘件打交道的绝缘组员工，应该了解到更多更全面的绝缘材料知识。在这次培训中将介绍变压器绝缘材料的基础知识、最新进展等。希望通过培训能丰富大家的绝缘知识，并对今后的绝缘件的生产有所帮助。1、变压器绝缘材料概述。随着科学技术的迅速发展，电机、变压器等电气设备的应用日益广泛。而变压器运行的可靠性
2、和使用寿命却在很大程度上取决于其所使用的绝缘材料。绝缘材料越来越为从事变压器设计和制造人员所重视。近二十年来，变压器绝缘材料方面的新产品、新技术、新理论不断地涌现和发展，从而使变压器绝缘材料及其应用形成了一门很重要的学科。11绝缘材料概论绝缘材料又称电介质，是电阻率高、导电能力低的物资。绝缘材料可用于隔离带电或不同电位的导体，使电流按一定方向流通。在变压器产品中，绝缘材料还起着散热、冷却、支撑、固定、灭弧、改善电位梯度、防潮、防霉和保护导体等作用。绝缘材料按电压等级分类：一般分为：Y、A、E、B、F、H、C。变压器绝缘材料的耐热等级是指绝缘材料在变压器所允许承受的最高温度。如果正确地使用绝缘材
3、料，就能保证材料20年的使用寿命。否则就会依据8定律降低使用寿命。由高聚物组成的绝缘材料的耐热性一半比无机电介质低。绝缘材料性能与其分子组成和分子结构密切相关。变压器绝缘材料品种很多，按其形态一般可分气体绝缘材料、液体绝缘材料和固体绝缘材料。2、变压器绝缘材料电器性能的四个基本参数。变压器绝缘材料电气性能的四个基本参数包括绝缘电阻、介电系数、介质损耗因数和绝缘强度。绝缘电阻绝缘电阻的概念绝缘材料的电阻是指绝缘材料在直流电压的作用下，加压时间较长，且使线路上的充电电流和吸收电流消失，只有漏电电流通过时的电阻值/一般规定为电压加上一分钟后，所测得的电阻值即绝缘电阻值。对于高电压大容量的变压器，测量
4、绝缘电阻时规定为加压10分钟。影响绝缘电阻的因素温度与绝缘电阻的关系随着温度的升高，电阻率呈指数下降，这是因为当温度升高时，分子热运动加剧，分子得平均动能增大，使分子动能达到活化能得几率增加，离子容易转移。湿度与绝缘电阻得关系水分浸入电介质中，增加了导电离子，又能促进杂质及极性分子离解。因此绝缘材料随着湿度增大而下降，尤其是绝缘纸或绝缘纸板得绝缘电阻下降的幅度更大。电介质表面水分对其表面电阻影响很灵敏，离子晶体极性材料等亲水物资对水的吸引力大于水分子间的内聚力，表面连续的水层降低表面电阻。因此电器设备由于受潮引起绝缘电阻降低，造成漏电电流过大而损坏设备。杂质与绝缘电阻的关系电介质的杂质直接增加
5、了导电离子，使电阻下降，杂质又容易混入极性材料中，促进极性分子离解使导电离子更多。电介质表面受杂质污染，并吸附水分会使表面电阻率迅速下降、绝缘材料的绝缘电阻是反映材料中杂质多少的最灵敏的参数之一。在绝缘材料的标准中常常用测量体积电阻率的方法来衡量绝缘材料的杂质含量，为了保证绝缘材料的绝缘水平，绝缘材料厂必须严格地控制生产环境的洁净度。电场强度与绝缘电阻的关系在电场强度不太高的情况下，电场强度对离子的转移能力和对电阻率的影响都很小。当电场强度增高时，离子的迁移能力随电场强度升高而增加，使电阻率下降，当电场强度升高到使电介质临近击穿时，由于出现大量电子迁移，使电阻率呈指数下降。介质损耗电介质损耗在
6、交流电压作用下，电介质中部分电能将转变为热能，这部分能量叫做介质损耗，它主要是由导电和缓慢松弛极化引起的，它又是导致电介质发生电击穿的根源。通常把单位时间内消耗的能量叫做介质损耗功率电介质损耗的形式分为：游离损耗、偶极损耗、电导损耗、不均匀介质损耗绝缘老化绝缘老化的概念在电气设备运行过程中由于长期受各种因素作用，绝缘材料发生一系列不可逆的化学、物理变化，从而导致了电气性能和机械性能的劣化，这种不可逆的变化通常称为老化。绝缘老化分为热老化、环境老化和电老化。造成老化的因素有热、电、光、氧、辐射线及微生物等。热老化由于热的原因，使得绝缘材料的老化称为热老化。在热老化过程中，高分子绝缘材料往往发生热
7、降解、低分子物产生或逸出。使绝缘材料的绝缘性能和机械性能下降。电老化在电气设备中，绝缘材料在电场的作用下，性能发生不可逆的变化直至失效，这个过程称为电老化。促使绝缘材料电老化的主要原因是局部放电。由于局部放电产生臭氧，臭氧是强氧化剂，使含双键的大分子起加成反应，材料发生臭氧裂解。环境老化环境老化是指绝缘材料在光、氧、辐射和酸碱等因素的作用下而引起的污染性化学反应，其中阳光中的紫外线是主要因素。3固体绝缘材料变压器所用的固体绝缘材料是指材料本身形态为固体的或经过化学反应、物理变化为固体的绝缘材料。变压器固体绝缘材料种类繁多，如绝缘纸、绝缘纸板、Nomex姿、上胶纸、电工层压木、环氧玻璃布板、低介
8、损层压板、绝缘漆、绝缘胶、棉布带、紧缩带、网状无纬聚脂带等等。本此培训将把变压器所用的主要固体绝缘材料介绍给大家。绝缘纸这里所述的绝缘纸是指纯硫酸盐木浆纸，其他绝缘纸包括合成纤维纸、加腈绝缘纸等等。绝缘纸分为植物纤维纸和合成纤维纸两类。纤维素分子结构与绝缘纸特性的关系浸渍性由于纤维素分子结构中由羟基和伯醇，因此纤维素有良好的吸湿性。若纤维素臵于潮湿的空气中，水分子便会渗透到纤维素的大分子之间，使纤维素结构中毛细管润涨。因此绝缘纸具有一定的浸渍性。绝缘纸的浸渍性与制浆、打浆和抄纸的工艺密切相观。从制浆来说，纸浆制造得越纯洁，质量越好，浸渍性越大。机械性能纸的机械请度首先取决于纤维素分子量得大小。
9、分子量越大，强度越大。从这个基本概念出发，如果要求强度更高的绝缘纸，可以不用木材作为原材料而改用麻纤维或棉纤维，因为棉、麻纤维的分子量比木纤维的分子量大得多。电气性能油浸变压器用的主要绝缘纸在油浸变压器中，经常使用的绝缘纸有电力电缆纸，高压电缆纸和变压器匝间绝缘纸等，下面分别对它们的性能指标加以介绍。电力电缆纸电力电缆纸用于35KV及以下的电力电缆和变压器或其他电器产品的绝缘。产品分DLZ-V、DLZ-A和DLZ-B三级，厚度分80m、130m和170m三种。此电缆纸为卷筒纸。高压电缆纸高压电缆纸适用于110330KV变压器，其为卷筒纸变压器匝绝缘纸变压器匝绝缘纸也是高压电缆纸的一种，纸不过性
10、能更好一些，可用于550KV变压器、互感器和电抗器绝缘纸和绝缘纸板所含水分有三种形式；1、化学结合水。2、物理化学结合水。3、物理机械结合水。其中化学结合水的结合力最强，一般含量在%以下，如果在变压器干燥时，如果将此结合水处理掉，绝缘纸板的聚合度就会下降，材料就会老化。对于超高压变压器来说，干燥处理后的材料含水量在%之间。物理化学结合水指物理吸附结合水，是以材料与水的分子间的作用为基础。由于纤维素纤维的内外活性，而以物理化学引力吸附液体。物理化学形式吸收水分含量约在8%9%之间。物理机械结合水是指自由水分，借液体在材料毛细管里的表面张力，存在于大毛细管系统中，即存在于细胞腔和细胞间隙中，于材料
11、呈物理机械结合，在绝缘纸和纸板制造中，在纸和纸板干燥过程中首先去掉自由水，而后是部分吸附水，其含水量控制在6%左右。电话纸电话纸是用未漂硫酸盐木浆制造的，主要用于生产电话电缆，也有变压器厂把它用在变压器的生产上，电话纸还用做绝缘皱纹纸的原纸。电话纸按质量分为A、B、C三等，其中A、B用于制造通讯电缆。电话纸分为DH-50、DH-75两个规格，电话纸为卷筒纸。电容器纸电容器纸分为A类和B类，A类用于电子工业金属化纸介电电容器上，B类用于电力电容器的标准电容器纸，特点是紧度大、厚度薄。卷缠绝缘纸卷缠绝缘纸用作上胶纸的底板或胶纸管或胶纸管。双面上胶纸目前常用绝缘材料分为三类：无机绝缘材料：云母、瓷器
12、、石棉、大理石、玻璃、硫磺等。用于电机、电器的绕组绝缘，开关底板和绝缘子等。有机绝缘材料：橡胶、树脂、虫胶、棉纱纸、麻、蚕丝、人造丝管等。用于制造绝缘漆、绕组导线的外层绝缘等。混合绝缘材料：由两种绝缘材料进行加工的成型绝缘材料。用于电器的底座、外壳等。有机绝缘材料可以分为一下几类：1.树脂树脂分为天然树脂和合成树脂两种，合成树脂包括热塑性树脂和热固性树脂。(1)热塑性合成树脂。热塑性合成树脂是由化学方法通过聚合反应人工合成的，其聚合物是线型结构，具有热塑性。热塑性合成树脂应用较广。聚乙烯有相当的弹性和柔韧性，可制成薄膜，常用做高频电缆的绝缘材料，高频骨架和电容器的薄膜介质;聚苯乙烯的电阻率高，
13、常用做高频和超高频的低损耗绝缘：聚四氟乙烯的化学稳定性高，不会燃烧，用于耐高温的电容器;聚氯乙烯广泛用于制造各种塑料、导线绝缘及电缆的保护层，以及用于制造绝缘漆;聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃，可用于装饰，制作一般结构零件，读数透镜，绝缘零件及壳、罩、接线柱等。(2)热固性合成树脂。热固性合成树脂是通过化学缩聚反应产生的，聚合物大多是空间结构，具有热固性。常用的热固性合成树脂主要有：酚醛树脂：酚醛树脂大多数为热固性的，是由苯酚和甲醛缩聚所得的热固性酚醛，又称胶木(电木)，价格低廉，在电子工业中应用相当普遍。如用于制造合成电阻器及合成电位器的电阻体、酚醛塑料、酚醛层压板，电工中的各类开关、插座、插
14、头等。但其高频损耗较大，只适用于工频和音频等低频场合。环氧树脂：环氧树脂本来呈热塑性，在各种固化剂作用下，会变成热固性。环氧树脂的电气绝缘性好，耐热，耐气候变化，稳定性高，透湿性小，巍结性好，能与金属、陶瓷等多种材料密切粘合。在电子工业中主要用于编结、浇注、包封、涂覆及层压板中。硅氧树脂：又称有机树脂，具有有机物和无机物优点的一类新型高分子化合物。有较好的机械性能和耐热性，介电性能好，防水，防潮，耐寒，耐化学腐蚀，耐电弧高压电晕。广泛用于制造有机硅漆，有机硅模塑料，用于浸渍、涂覆和电子元器件的封装。透明的有机硅玻璃树脂，电气性能和高频性能好，适用高温、高湿条件下使用，常用做各种材料表面涂2.塑
15、料塑料是以合成树脂为主要原料，加入填料和各种添加剂等配制而成的粉状、粒状或纤维状，在一定的温度、压力条件下可以塑制的高分子材料。塑料质轻，电气性能优良，有足够的硬度和机械强度，易于用模具加工成型，所以在电气设备中得到广泛的应用。(U塑料的基本成分。塑料的基本成分是胶教剂和填料。胶教剂将全部成分胶融起来，它决定了塑料制品的基本特性，常用的胶教剂是合成树脂。加入填料可提高塑料的机械强度，降低成本。为了使塑料获得某些不同性能，有时还加入不同种类的添加剂，如增塑剂、着色剂、稳定剂、润滑剂、固化剂等。(2)塑料的分类。塑料按其主要成分树脂的类型可分为热因性和热塑性两大类。热固性塑料热压成型后成为不溶不熔的固化物，常用的有以酚醛树脂为主要成分的酚醛塑料，还有耐高温的4250塑料、聚酰亚胺塑料、聚能塑料等。热塑性塑料在热挤压成型后虽固化，但其物理、化学性质不发生明显变化，仍可溶、可熔，可反复成型。常用的热塑性塑料有以下几种。A
