变压器绕组间的绝缘结构

admin

    绕组间的绝缘主要是根据隔板油隙的道理来处理的，其具体结构如下。

    (1)同一相高低压绕组之间。

    1)厚纸筒大油隙结构。这种结构所采用的绝缘纸筒厚度达5～8mm，油道宽度大于20mm。设计时考虑在过电压下，即使油隙全部击穿纸筒尚能承受全部过电压，待过电压消失后，油隙又恢复其绝缘性能。正常运行时，由于纸板筒的介电常数比油大，电压主要由油隙承受。此种结构如用在较高电压等级的变压器内，则绝缘距离要求较大，因此只用于35kV及以下的变压器。

    2)薄纸筒小油隙结构。这种结构主要用于大容量超高压变压器中，纸筒的厚度由其机械强度来决定，一般采用的纸筒的厚度约在3～4mm。油隙的宽度是由散热条件来确定的，因为油隙太小，虽然电气强度较好，但油流动困难，影响变压器的散热，所以油隙不能太小，一般采用7～15mm的油隙。采用纸筒来分隔油隙，一方面可以阻止杂质形成“小桥”，而且还可以改善电场分布，提高整个间隙的击穿电压。这种结构的特点是：①由于采用了薄纸筒，在纸筒的总厚度不变的情况下，使整个间隙的击穿电压可以提高。②薄纸简介电常数比厚纸筒小，在纸筒的总厚度相同时，使油中的电场强度比用厚纸筒时稍有下降。③同一尺寸的油隙，纸筒数越多，油隙分隔得越小，则整个油隙的击穿强度就越高。

    采用了薄纸筒小油隙后，绝缘间隙的击穿强度得到了提高，这样可以使主绝缘的尺寸减小，例如110kV高低压绕组之间的主绝缘距离在采用厚纸筒时为55mm，而采用薄纸筒小油隙时，绝缘距离可降到40～46mm；220kV级主绝缘距离由115 mm降到75～84mm。在薄纸筒小油隙结构中，应选用质地均匀，浸油性能好，耐压较高的纸板作绝缘筒，而不要采用胶纸筒，纸筒之间用层压纸板撑条或采用瓦楞纸板来形成油隙。由于主绝缘距离的缩小，在保证相同的阻抗电压条件下，能缩小绕组的直径，使材料消耗下降，提高经济效益。

    (2)相间绝缘。一般35kV及以下的变压器，相间绝缘主要靠油间隙。110kV及以上的变压器，为了缩小相间绝缘距离，在相间设置了绝缘隔板。

    (3)绕组端部绝缘。高压绕组端部由于电场的分布是极不均匀的，沿绝缘表面滑闪放电电压比击穿电压低得多；因此，一般在绕组的端部配合绝缘筒设置两个或三个角环，也就是围在绕组端部的环形隔板。通过角环可以将绕组端部的绝缘油隙分隔成几个短油隙，角环起着屏障的作用．它能够起到改善油隙中的电场分布，可以提高间隙的击穿电压。同时使得高、低压绕组端部之间的沿面放电距离大大地增加，因而也提高了滑闪放电电压值。

    另外，在高压绕组端部还加装了静电屏，以改善绕组端部的电场分布，使之均匀，并且还能改善在冲击电压作用时的起始电压分布，也起到了改善绕组端部绝缘的作用。

admin

    绕组与芯柱之间的绝缘通常是用厚度为2. 5～3mm的绝缘纸板围着圆柱形的铁芯柱，构成绝缘纸筒。根据电压的高低，可用纸板的张数多少来调节纸筒的总厚度。纸筒的外径与绕组的内径之间用撑条垫开，以形成一定厚度绝缘油隙。电压较高时，可以采用纸筒撑条一纸筒一撑条重复使用的办法来构成，重复的次数是根据工作电压的需要来确定。
    绕组上下端部与铁轭之间的绝缘是由绝缘纸板做成的垫圈和垫块组成。电压较高时，可采用垫圈垫块垫圈垫块交叉地放置数层，直到所需的厚度为止。

admin

    变压器的纵绝缘是指绕组的匝间绝缘、层间绝缘和段间绝缘，其特点分述如下。

    (1)匝间绝缘。绕组的匝绝缘是根据冲击电压作用时，匝间可能出现的电位梯度来考虑的，同时也要考虑长时间工频电压的影响。

    为了使绕组在冲击电压作用下，电压在匝间分布较均匀，以降低匝绝缘，减小绕组尺寸，对110kV及以上的高压大型变压器，常采用改变绕组的绕制方法（如用纠结式、内屏蔽式等）来改善匝间电压分布。但对电压等级较低的变压器，常采用适当加强匝间电压分布较高处的匝间绝缘来解决。例如对35kV连续式绕组在其进线端处的饼间油道加宽和匝绝缘加厚。

    匝绝缘一般由包在导线上的电缆纸构成，匝绝缘厚度增加太多会降低铁芯窗口的填充系数，降低变压器的技术经济指标。近年来，为了减少匝绝缘厚度，除采用高密度纸作匝绝缘外，还开始采用聚丙烯薄膜等合成绝缘材料。

    为了使变压器的匝间绝缘可靠，对不同电压等级的变压器，匝绝缘的厚度也有不同的要求，目前我国在设计时对纸包线匝绝缘的最小厚度要求如下。

    35kV及以下（各种绕组）为0.45mm；63kV（纠结部分）为0.95mm，连续部分为0. 6mm；110kV（纠结部分）为1.35mm，（连续部分）为0.95mm；220、330kV及500kV（全纠结式）分别为1. 95、2.45mm和2.95mm。匝间工频工作电场强度不超过2kV/mm。

    (2)层间绝缘。圆筒式绕组的层间绝缘一般采用0.08～0.17mm厚的电缆纸构成，其厚度按绕组两层之间的最大丁作电压来选取，层间场强一般取3～4kV/mm，绕组采用漆包线时取较小值，用纸包线时取较大值。层间绝缘最少为两张电缆纸，张数较多时，层间绝缘可采用分级绝缘结构，即层间电压高的部位多垫几张纸，电压较低的部位少垫几张纸。

    (3)段间（或饼间）绝缘。段间绝缘是由段间绝缘垫块（油隙）和导线的绝缘构成，其厚度由绕组的冲击电压分布来决定，常随绕组的型式和电压等级不同而不同。段间的绝缘尺寸除考虑电气绝缘强度外还要考虑满足绕组散热的需要。