Ізоляційний матеріал є одним з найважливіших матеріалів у трансформаторах, і його характеристики та якість безпосередньо впливають на надійність роботи трансформатора та термін служби трансформаторів. В останні роки в трансформаторних виробах постійно використовуються нові ізоляційні матеріали. Зі швидким розвитком науки і техніки застосування електрообладнання, такого як двигуни і трансформатори, стає все більш поширеним. Надійність і термін служби трансформатора багато в чому залежать від використовуваних ізоляційних матеріалів. Ізоляційні матеріали все більше цінуються персоналом, який займається проектуванням і виробництвом трансформаторів. За останні два десятиліття нові продукти, технології та теорії в галузі ізоляційних матеріалів для трансформаторів постійно з’являлися та розвивалися, що зробило ізоляційні матеріали для трансформаторів та їх застосування дуже важливою дисципліною.
Ізоляційні матеріали, також відомі як діелектрики, є матеріалами з високим питомим електричним опором і низькою провідністю. Ізоляційні матеріали можна використовувати для ізоляції провідників із зарядом або різним потенціалом, що дозволяє струму текти в певному напрямку. У трансформаторних виробах ізоляційні матеріали також відіграють важливу роль у розсіюванні тепла, охолодженні, підтримці, фіксації, гасінні дуги, покращенні градієнта потенціалу, стійкості до вологи, стійкості до цвілі та захисту провідників. Ізоляційні матеріали класифікуються за рівнем напруги: зазвичай поділяються на Y (90 градусів), A (105), E (120 градусів), B (130 градусів), F (155 градусів), H (180 градусів) і C (більше). ніж 180 градусів). Рівень термостійкості ізоляційного матеріалу трансформатора означає максимальну температуру, яку ізоляційний матеріал може витримувати в трансформаторі. При правильному використанні ізоляційних матеріалів можна гарантувати термін служби 20 років. В іншому випадку термін служби буде зменшено відповідно до 8-градусного закону (для кожного підвищення температури ізоляції класу А на 8 градусів термін служби буде зменшуватися вдвічі, для ізоляції класу В він становить 10 градусів, а для Н- Цей закон відомий як закон термічного старіння 8 ступеня). Термостійкість ізоляційних матеріалів, що складаються з полімерів, вдвічі нижча, ніж у неелектромеханічних середовищ.
Ефективність ізоляційних матеріалів тісно пов’язана з їх молекулярним складом і структурою. Існує багато типів ізоляційних матеріалів для трансформаторів, які загалом можна розділити на газоізоляційні матеріали, рідкі ізоляційні матеріали та тверді ізоляційні матеріали відповідно до їх форм.
Тверді ізоляційні матеріали: тверді ізоляційні матеріали, що використовуються в трансформаторах, відносяться до ізоляційних матеріалів, які або є твердими за своєю формою, або зазнали хімічних реакцій або фізичних змін, щоб стати твердими. Існують різні типи твердих ізоляційних матеріалів для трансформаторів, таких як ізоляційний папір, ізоляційний картон, папір Nomex, клейкий папір, електрична ламінована деревина, епоксидна склотканина, ламінована дошка з низькими діелектричними втратами, ізоляційна фарба, ізоляційний клей, бавовняна стрічка, компресійна стрічка, сітчаста неткана поліефірна стрічка тощо.
1. Ізоляційний папір: ізоляційний папір, згаданий тут, відноситься до паперу з чистої сульфатної деревної целюлози, тоді як інший ізоляційний папір включає папір із синтетичних волокон (наприклад, папір NOMEX), ізоляційний папір з додаванням нітрилу (наприклад, папір Denison) тощо.
2. Ізольований зморшкуватий папір: виготовлений шляхом зморщування ізоляційного паперу, який використовують електрики. Уздовж його латерального напрямку є зморшки, які при розтягуванні розсуваються. Завдяки різним процедурам обробки зморшок можна виготовляти зморшкуватий папір з різним подовженням. Товщина ізоляційного паперу зазвичай становить 0.05 мм~0,12 мм із діапазоном подовження 5%~200%. Ізоляційний зморшкуватий папір зазвичай використовується для ізоляції обмоток масляних трансформаторів, таких як розетки обмоток,
3. Папір Denison: ізоляційний папір замінюється нітрильним папером, а під час виробничого процесу до целюлози додається нітриламін, етиленціанід тощо. Цей папір виробляється компанією Denison у Сполучених Штатах. Особливістю цього паперу є те, що після зморщування його каландрують, він має хороший механічний вміст ціаніду та відповідне подовження. Це ідеальний матеріал для ізоляції великих витків обмотки трансформатора. Використання його для обмотування транспонованих проводів може забезпечити герметичність без здуття.
4 Папір Nomex — це термостійкий папір із синтетичного волокна, виготовлений компанією DuPont у Сполучених Штатах. Nomex — торгова назва цього волокнистого паперу. Основним компонентом Nomex є ароматичний поліамід, який має хороші властивості термостаріння. Його можна використовувати протягом тривалого часу при 220 градусах і належить до ізоляційного матеріалу класу C.
5. Клейка стрічка: її можна розділити на три типи: одностороння клейка стрічка, двостороння клейка стрічка та клейка стрічка з алмазною сіткою. Клейкий папір виготовляється шляхом покриття намотувального паперу 0.07 мм фенольною смолою або епоксидною смолою, випікання та сушіння.
6 Металізований папір: використовується для наземних і електростатичних екранів. Папір-основа становить ізоляційний папір товщиною 0.2 мм, а товщина алюмінієвої фольги становить 0.02 мм для ізоляційного обгортання проводів та ізоляційного екрана.
7. Ізоляційний картон: виготовлений з крафт-паперу з деревної целюлози. Він використовується для прокладок масляного зазору, перегородок, картонних трубок, гофрованого паперу, ізоляції залізного ярма, ізоляції затискачів та натискних пластин обмотки кінцевої ізоляції млинців.
8 Ізоляційні барабани: Ізоляційні барабани, що використовуються в трансформаторах, включають барабани з фенольного паперу, барабани з епоксидної склотканини, барабани зі скловолокна та картонні барабани.
9. Гофрований картон: у структурі масляної плити, що складається з багатошарових паперових трубок у високовольтних трансформаторах, гофрований картон можна використовувати замість опорних планок для формування масляних проміжків. Ця ізоляційна структура може заощадити ізоляційні матеріали, забезпечуючи при цьому ефективність ізоляції.
10. Електричні ламіновані вироби: ізоляційні матеріали з шаруватими структурами, виготовлені з паперу, тканини та дерев’яного шпону як підкладки, покриті різними адгезивами та гаряче пресовані або згорнуті.
11 Картон Nomex: тип картону із синтетичних матеріалів на основі ароматичних амідних волокон.
12 тягових стрижнів: тягові стрижні зі скляного дроту часто використовуються для проміжних стрижнів, скоб повітряного зазору, гвинтів і гвинтів у колонах із залізним сердечником сухих трансформаторів.
13 Електричні тонкі форми та електротехнічні композитні матеріали: вони мають чудові діелектричні властивості та належать до категорії тонких ізоляційних матеріалів. Електротехнічні плівки включають поліпропіленові плівки, поліефірні плівки та поліімідні плівки. Композитні матеріали — це композитні вироби, виготовлені шляхом скріплення однієї або обох сторін тонкої плівки волокнистими матеріалами.
14 Склотканина: склотканина виготовляється шляхом занурення безлужної склотканини, яка використовується електриками, в ізоляційну фарбу та її запікання. Використовується для сухих трансформаторів.
Ізоляційні матеріали для зв’язування трансформатора: Ізоляційні матеріали, що використовуються для зв’язування трансформатора, включають бавовняну стрічку, компресійну стрічку, напівсуху стрічку з тонкого дроту, сітчасту напівсуху стрічку без качка, стрічку зі склотканини та поліефірну мотузку.