絕緣材料是變壓器中最重要的材料之一，其性能及質量直接影響變壓器運行的可靠性和變壓器使用壽命。近年來，變壓器產品所采用的新絕緣材料層出不窮。
1、變壓器絕緣材料概述。
  隨著科學技術的迅速發展，電機、變壓器等電氣設備的應用日益廣泛。而變壓器運行的可靠性和使用壽命卻在很大程度上取決于其所使用的絕緣材料。絕緣材料越來越為從事變壓器設計和制造人員所重視。
  近二十年來，變壓器絕緣材料方面的新產品、新技術、新理論不斷地涌現和發展，從而使變壓器絕緣材料及其應用形成了一門很重要的學科。
1．1 絕緣材料概論
  絕緣材料又稱電介質，是電阻率高、導電能力低的物資。絕緣材料可用于隔離帶電或不同電位的導體，使電流按一定方向流通。在變壓器產品中，絕緣材料還起著散熱、冷卻、支撐、固定、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護導體等作用。
  絕緣材料按電壓等級分類：一般分為：Y（90℃）、A（105）、E（120℃）、B（130℃）、F（155℃）、H（180℃）、C（大于180℃）。
  變壓器絕緣材料的耐熱等級是指絕緣材料在變壓器所允許承受的最高溫度。如果正確地使用絕緣材料，就能保證材料20年的使用壽命。否則就會依據8℃定律（A級絕緣溫度每升高8℃，使用壽命降低一半、B級絕緣是10℃，H級是12℃。這一規律被稱為熱老化的8℃規律）降低使用壽命。由高聚物組成的絕緣材料的耐熱性一半比無機電介質低。絕緣材料性能與其分子組成和分子結構密切相關。
  變壓器絕緣材料品種很多，按其形態一般可分氣體絕緣材料、液體絕緣材料和固體絕緣材料。
2、變壓器絕緣材料電器性能的四個基本參數。
  變壓器絕緣材料電氣性能的四個基本參數包括絕緣電阻、介電系數、介質損耗因數和絕緣強度。
2.1 絕緣電阻
2.1.1 絕緣電阻的概念  絕緣材料的電阻是指絕緣材料在直流電壓的作用下，加壓時間較長，且使線路上的充電電流和吸收電流消失，只有漏電電流通過時的電阻值/一般規定為電壓加上一分鐘后，所測得的電阻值即絕緣電阻值。對于高電壓大容量的變壓器，測量絕緣電阻時規定為加壓10分鐘。
2.1.2 影響絕緣電阻的因素
2.1.2.1 溫度與絕緣電阻的關系
  隨著溫度的升高，電阻率呈指數下降，這是因為當溫度升高時，分子熱運動加劇，分子得平均動能增大，使分子動能達到活化能得幾率增加，離子容易轉移。
2.1.2.2 濕度與絕緣電阻得關系
  水分浸入電介質中，增加了導電離子，又能促進雜質及極性分子離解。因此絕緣材料隨著濕度增大而下降，尤其是絕緣紙或絕緣紙板得絕緣電阻下降的幅度更大。
  電介質表面水分對其表面電阻影響很靈敏，離子晶體極性材料等親水物資對水的吸引力大于水分子間的內聚力，表面連續的水層降低表面電阻。因此電器設備由于受潮引起絕緣電阻降低，造成漏電電流過大而損壞設備。
2.1.2.3 雜質與絕緣電阻的關系電介質的雜質直接增加了導電離子，使電阻下降，雜質又容易混入極性材料中，促進極性分子離解使導電離子更多。
  電介質表面受雜質污染，并吸附水分會使表面電阻率迅速下降、絕緣材料的絕緣電阻是反映材料中雜質多少的最靈敏的參數之一。在絕緣材料的標準中常常用測量體積電阻率的方法來衡量絕緣材料的雜質含量，為了保證絕緣材料的絕緣水平，絕緣材料廠必須嚴格地控制生產環境的潔凈度。
2.1.2.4 電場強度與絕緣電阻的關系
    在電場強度不太高的情況下，電場強度對離子的轉移能力和對電阻率的影響都很小。當電場強度增高時，離子的遷移能力隨電場強度升高而增加，使電阻率下降，當電場強度升高到使電介質臨近擊穿時，由于出現大量電子遷移，使電阻率呈指數下降。
2.2 介質損耗
2.2.1 電介質損耗
    在交流電壓作用下，電介質中部分電能將轉變為熱能，這部分能量叫做介質損耗，它主要是由導電和緩慢松弛極化引起的，它又是導致電介質發生電擊穿的根源。通常把單位時間內消耗的能量叫做介質損耗功率
2.2.2電介質損耗的形式
   分為：游離損耗、偶極損耗、電導損耗、不均勻介質損耗

2.3 絕緣老化
2.3.1 絕緣老化的概念 
    在電氣設備運行過程中由于長期受各種因素作用，絕緣材料發生一系列不可逆的化學、物理變化，從而導致了電氣性能和機械性能的劣化，這種不可逆的變化通常稱為老化。
    絕緣老化分為熱老化、環境老化和電老化。造成老化的因素有熱、電、光、氧、輻射線及微生物等。
2.3.2 熱老化
    由于熱的原因，使得絕緣材料的老化稱為熱老化。在熱老化過程中，高分子絕緣材料往往發生熱降解、低分子物產生或逸出。使絕緣材料的絕緣性能和機械性能下降。
2.3.3 電老化
    在電氣設備中，絕緣材料在電場的作用下，性能發生不可逆的變化直至失效，這個過程稱為電老化。促使絕緣材料電老化的主要原因是局部放電。由于局部放電產生臭氧，臭氧是強氧化劑，使含雙鍵的大分子起加成反應，材料發生臭氧裂解。
2.3.4 環境老化
    環境老化是指絕緣材料在光、氧、輻射和酸堿等因素的作用下而引起的污染性化學反應，其中陽光中的紫外線是主要因素。
3 固體絕緣材料
    變壓器所用的固體絕緣材料是指材料本身形態為固體的或經過化學反應、物理變化為固體的絕緣材料。變壓器固體絕緣材料種類繁多，如絕緣紙、絕緣紙板、Nomex姿、上膠紙、電工層壓木、環氧玻璃布板、低介損層壓板、絕緣漆、絕緣膠、棉布帶、緊縮帶、網狀無緯聚脂帶等等。本此培訓將把變壓器所用的主要固體絕緣材料介紹給大家。
3.1 絕緣紙
    這里所述的絕緣紙是指純硫酸鹽木漿紙，其他絕緣紙包括合成纖維紙（如NOMEX紙）、加腈絕緣紙（如丹尼森紙）等等。
3.1.1絕緣紙分為植物纖維紙和合成纖維紙兩類。
3.1.2 纖維素分子結構與絕緣紙特性的關系
3.1.2.1 浸漬性
    由于纖維素分子結構中由羥基和伯醇，因此纖維素有良好的吸濕性。若纖維素置于潮濕的空氣中，水分子便會滲透到纖維素的大分子之間，使纖維素結構中毛細管潤漲。因此絕緣紙具有一定的浸漬性。

    絕緣紙的浸漬性與制漿、打漿和抄紙的工藝密切相觀。從制漿來說，紙漿制造得越純潔，質量越好，浸漬性越大。
3.1.2.2 機械性能
    紙的機械請度首先取決于纖維素分子量得大小。分子量越大，強度越大。從這個基本概念出發，如果要求強度更高的絕緣紙，可以不用木材作為原材料而改用麻纖維或棉纖維，因為棉、麻纖維的分子量比木纖維的分子量大得多。3.1.2.3 電氣性能
3.1.3 油浸變壓器用的主要絕緣紙
    在油浸變壓器中，經常使用的絕緣紙有電力電纜紙，高壓電纜紙和變壓器匝間絕緣紙等，下面分別對它們的性能指標加以介紹。
3.1.3.1 電力電纜紙
    電力電纜紙用于35KV及以下的電力電纜和變壓器或其他電器產品的絕緣。產品分DLZ-V、DLZ-A和DLZ-B三級，厚度分80μm、130μm和170μm三種。此電纜紙為卷筒紙。
3.1.3.2 高壓電纜紙
    高壓電纜紙適用于110~330KV變壓器，其為卷筒紙
3.1.3.3 變壓器匝絕緣紙
    變壓器匝絕緣紙也是高壓電纜紙的一種，紙不過性能更好一些，可用于550KV變壓器、互感器和電抗器
    絕緣紙和絕緣紙板所含水分有三種形式；1、化學結合水。2、物理化學結合水（吸附水）。3、物理機械結合水。
    其中化學結合水的結合力最強，一般含量在0.1%以下，如果在變壓器干燥時，如果將此結合水處理掉，絕緣紙板的聚合度就會下降，材料就會老化。對于超高壓變壓器來說，干燥處理后的材料含水量在0.2%~0.3%之間。
    物理化學結合水指物理吸附結合水，是以材料與水的分子間的作用為基礎。由于纖維素纖維的內外活性，而以物理化學引力吸附液體。物理化學形式吸收水分含量約在8%~9%之間。
    物理機械結合水是指自由水分，借液體在材料毛細管里的表面張力，存在于大毛細管系統中，即存在于細胞腔和細胞間隙中，于材料呈物理機械結合，在絕緣紙和紙板制造中，在紙和紙板干燥過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。
3.1.3.4 電話紙
    電話紙是用未漂硫酸鹽木漿制造的，主要用于生產電話電纜，也有變壓器廠把它用在變壓器的生產上，電話紙還用做絕緣皺紋紙的原紙。
    電話紙按質量分為A、B、C三等，其中A、B用于制造通訊電纜。電話紙分為DH-50、DH-75兩個規格，電話紙為卷筒紙。
3.1.3.5 電容器紙
    電容器紙分為A類和B類，A類用于電子工業金屬化紙介電電容器上，B類用于電力電容器的標準電容器紙，特點是緊度大、厚度薄。
3.1.3.6 卷纏絕緣紙
    卷纏絕緣紙用作上膠紙的底板（上膠紙有單面上膠紙、雙面上膠紙和網格上膠紙，上膠紙用來卷纏絕緣管和電容式套管。卷纏絕緣紙的特點是吸水度高于電纜紙，低于浸漬紙。其厚度為0.07mm、0.09mm.
3.1.3.7  浸漬絕緣紙
    浸漬絕緣紙是供浸漬樹脂后用來壓制層壓制品的絕緣紙，根據層壓制品的用途，浸漬絕緣紙分為：硫酸鹽木漿紙、亞硫酸鹽木漿紙。浸漬絕緣紙的最大特點是具有良好的浸漬性，其吸水高度是絕緣紙中最高者，浸漬絕緣紙呈中性。

3.2 絕緣皺紋紙
    絕緣皺紋紙是由電工用絕緣紙經起皺加工而制成的。沿其橫向有皺紋，拉伸時皺紋被拉開。因起皺加工程序不同，可制成伸長率不同的皺紋紙。絕緣紙的厚度一般為0.05mm~0.12mm,伸長率范圍為5%~200%。絕緣皺紋紙常用于油浸式變壓器的繞包絕緣，如繞組出頭，引線及絕緣屏的絕緣包扎。
3.3 丹尼森紙
    改絕緣紙被成為腈化紙，其在制造過程中，在紙漿中加入雙腈胺、乙烯氰等。由美國丹尼森公司生產，特點是該紙起皺后，經過壓光，具有交好的機械氰度和適當的延伸率，是大型變壓器繞組匝絕緣的理想材料，用它包扎換位導線可保證包緊而不會出現脹包的現象。
3.4 Nomex紙
3.4.1 Nomex紙是由美國杜邦公司生產的耐熱合成纖維紙。Nomex是這種纖維紙的商品名稱。Nomex的主要成分是芳香聚酰胺，具有良好的熱老化性?？稍?20℃下長期使用，屬于C級絕緣材料
3.4.2 Nomex紙的特性
3.4.2.1 固有的介電強度
    致密型Nomex紙有較低的介電常數，較低的介質損耗因數。
3.4.2.2 機械韌性
    致密的Nomex紙強度非常高，且彈性好。較薄級別的產品則具有較好的柔韌性、抗撕裂性和耐磨性
3.4.2.3 熱穩定性
    Nomex紙在溫度不高于200℃時，電氣性能及機械性能所受其影響極小。即使連續在220℃溫度下，也能夠長期保持其機械及電氣性能至少10年。3.4.2.4 低溫性能
    由于Nomex紙具有獨特的分子結構，因此可以用于各種低溫狀況下。
3.4.2.5耐潮濕性能
    Nomex紙在相對濕度為95%的環境中，其介電強度為完全干燥狀態下的90%。
3.4.2.6 耐輻射性能
    電離輻射強度即使達到很高時，Nomex紙也基本上不受其影響，而且愛受到多次輻射后，仍保持其有效锝機械性能及電器性能。
3.4.2.7 無度、耐燃性
    到目前未發現Nomex紙對人會動物有毒性反應，Nomex紙在空氣中不熔化、不助燃，不會燃燒。
    目前，許多變壓器廠采用0.05mm厚度的Nomex紙作為H級干式變壓器锝匝絕緣紙。由于H級干式變壓器采用Nomex紙，再加上真空壓力浸漆，浸漆后干燥固化處理，所以其具有很高的機械強度和較好的電氣性能。
3.5 上膠紙
    上膠紙可分為單面上膠紙、雙面上膠紙和菱格上膠紙三種。上膠紙式用0.07mm的卷繞紙涂上酚醛樹脂或環氧樹脂后烘焙干燥制成锝。
3.5.1 單面上膠紙
    單面上膠紙又稱為酚醛上膠紙，是由卷繞紙涂以酚醛樹脂后，經烘焙干燥收卷而成锝。該產品具有良好的絕緣性和可加工性。其耐熱等級為E級，適用于卷制膠紙筒（又稱電木筒）或膠紙管（直徑小的電木筒又稱電木管）或膠紙管（直徑小的電木筒，又稱電木管）。
3.5.2 雙面上膠紙
    雙面上膠紙是以卷繞紙或電纜紙涂以酚醛樹脂后，經烘焙干燥收卷而制得的。該材料代替酚醛樹脂膠，主要用于壓制絕緣層壓板
3.5.3 菱格上膠紙
    菱格上膠紙又稱網格上膠紙或點膠紙，是在0.075mm~0.5mm的電纜紙上單面或雙面涂環氧樹脂，膠層厚度為0.0125mm~0.025mm。環氧樹脂的固化劑采用潛伏固化劑，因此上膠紙的貯存期為6個月。
    菱格上膠紙可作匝絕緣，以提高繞組的抗短路能力，用作箔式繞組的層絕緣，即一層鋁箔一層網格上膠紙。也可以用作圓筒式繞組的層絕緣。
3.5.4 半導電電纜紙
    半導電電纜紙是用100%的本色硫酸鹽木漿制造而成的。在其中加入碳纖維等使表面電阻率控制在104Ω~106Ω之間。半導體電纜紙又稱半導體紙。分單色和雙色兩種。半導體電纜紙主要用于高壓引線和高壓電器的屏蔽。它可使電場均勻。
3.5.5 金屬化皺紋紙
    用于包扎靜電板、靜電屏、端環及引線和出頭的屏蔽。金屬化皺紋紙的底紙為帶色的電纜紙，單面有鋁箔。電纜紙和鋁箔用黏合劑粘和后起皺制成。
3.6 金屬化紙
    金屬化紙用于地屏及靜電屏。其底紙為0.2mm厚的絕緣紙，鋁箔厚度為0.02mm
3.7 絕緣紙板
    由硫酸鹽木漿抄紙制成。其用于餅式繞組的油隙墊塊、隔板、紙板筒、瓦楞紙、鐵軛絕緣、夾件絕緣和端絕緣繞組壓板等。
    按密度分為低密度紙板（T3軟紙板）、中密度紙板（T1紙板）、高密度紙板（T4硬紙板）；按紙板成型工藝分為熱壓型紙板和壓光型紙板。
3.8 絕緣筒
    變壓器中使用的絕緣筒有酚醛膠紙筒、環氧玻璃布筒、玻璃鋼筒和紙板筒等。
3.8.1酚醛膠紙筒
    E級絕緣，由單面上膠紙用卷管機卷制而成的。卷制過程為：漿上膠紙卷到管芯子上，經加溫加壓使膠紙上的膠熔合，并初步固化。卷到規定厚度后，連同管芯一起烘焙，使之完全固化/脫管后的膠紙筒，按圖紙的要求尺寸進行加工。為了防潮可以浸兩遍酚醛樹脂漆或1032漆
3.8.2 環氧玻璃布筒
   為B-F級絕緣，用作B-F級干式變壓器繞組支承筒或開關的護筒。
   環氧玻璃布筒是用環氧玻璃布卷制而成的。其工藝方法基本上與卷制酚醛膠紙筒相同。環氧玻璃布所用的玻璃布應為無堿玻璃布，即堿含量小于0.8%，否則會影響其電氣性能。
3.8.3 玻璃鋼筒
   玻璃鋼筒是以集束玻璃粗紗浸漬樹脂后，與軸心形成一定角度進行纏繞。在纏繞機中帶有加熱裝置，并達到初步固化，達到要求厚度后，進行旋轉固化，以防止膠的流失。
   玻璃鋼筒耐熱等級有B級、F級和H級。其耐溫等級主要由所用的樹脂的耐溫等級決定。
3.8.4 圍制的紙板筒
   酚醛膠紙筒優點：尺寸精確、機械強度好和不易受潮等，但在油變中，其吸油率差，而且難以保證內部沒有殘存的氣泡。所謂的圍制的紙板筒是以多層紙板卷制而成的紙板筒。
3.8.5 硬紙板筒
   硬紙板筒又稱為厚紙板筒。其主要用作大型變壓器繞組骨架筒。其電氣性能和吸油率比酚醛紙筒好得多。所用的紙板厚度一般為4、5、6mm，使用T4紙板。在搭接處用銑邊機銑成斜坡，坡口去毛刺后熱粘合。
3.9 瓦楞紙板
   在高壓變壓器多層紙筒組成的油板間隙結構中，可用瓦楞紙板代替撐條形成油隙。這種絕緣結構可在保證絕緣性能的基礎上節省絕緣材料。
    有間斷大瓦楞和連續小瓦楞紙板兩種。
3.10 電工層壓制品
    電工層壓制品是由紙、布及木質單板做底材，浸涂不同的膠粘劑，經熱壓或卷制而制成的層狀結構的絕緣材料。
    層壓制品主要包括層壓板、層壓木、層壓管、棒、電容陶管芯和其他特種型材等。層壓制品的性能取決于底材和膠粘劑的性質及其成型工藝。3.10.1 層壓玻璃布板
    是以硅烷處理的無堿玻璃布為底材，經浸膠、烘焙、熱壓而制成的。根據所浸樹脂的不同，可分為不同耐熱等級的玻璃布板。在變壓器產品中常使用的有：環氧玻璃布板、有機硅玻璃布板、雙馬玻璃布板和改性二苯醚玻璃布板等。
3.10.1.1
  環氧玻璃布板（3240）所用黏合劑樹脂是環氧酚醛樹脂。它具有很高的機械強度、電氣性能、較好的耐熱和耐潮性，并有良好的機械加工性，耐熱等級屬于B、F級。主要用于B、F級干式變壓器的氣隙撐條、氣隙墊塊、鐵軛墊塊和隔板等
3.10.1.2 有機硅玻璃布板
  3250有機硅環氧層壓玻璃布板是用硅烷處理的無堿玻璃布浸以有機硅環氧樹脂，經烘焙、干燥、熱壓處理及加工而成的耐熱等級為H級的布板
3.10.1.3 9331改性二苯醚玻璃布板
  是用電工專用無堿玻璃布浸以改性二苯醚樹脂，經烘焙、熱壓而成。該板具有較好的機械性能和浸水后的電器性能，耐熱等級為H級，目前H級干式變壓器普遍使用9331改性二苯醚玻璃布板做氣隙撐條、氣隙墊塊、鐵塊和相間隔板等。
3.10.1.4 9334雙馬來酰亞胺層壓玻璃布板（簡稱雙馬玻璃布板）是用玻璃布浸以雙馬來酰亞胺樹脂，經烘焙、熱壓而成。其具有較高的機械性能和介電性能，良好的耐潮性和可加工性，耐熱等級為H級
3.11 Nomex紙板
  Nomex紙板是一種以芳香酰胺纖維為基礎的合成材料抄成的紙板。
3.12 引拔棒
  干式變壓器鐵心柱的級間棒、氣隙撐條、螺桿和螺釘等往往采用玻璃絲引拔棒。
  引拔棒是用硅烷處理的無堿集束玻璃經過樹脂浸漬后，經導向輥，進入外模預熱器，再進入固化爐熱固成型，再由引拔裝置連續拉出。引拔棒的耐熱等級是由所用樹脂的耐熱等級而決定的?？梢陨a出B、F、H級各種不同的耐熱等級產品。如果在樹脂中加入磁性材料可以生產出磁性引拔件，如果加入碳纖維等材料可以生產出半導體引拔件。
3.13 電工薄模及電工復合材料
  具有優良的介電性能，都屬于薄片絕緣材料。
  電工薄膜有聚丙烯薄膜、聚脂薄膜和聚酰亞胺薄膜。復合材料是由薄膜的一面或兩面粘和纖維材料而制成的復合制品。
3.13.1 6020聚脂薄膜
3.13.2 6050聚酰亞胺薄膜
3.13.3 聚脂薄聚脂纖維非織布柔軟復合材料（DMD）
  它是在一層聚脂薄膜（M）兩側粘貼聚脂纖維非織布（D）制成的三層柔軟復合材料。DMD具有優異的電絕緣性、耐熱性和機械強度以及優異的浸漬性。它一般用做B級干式變壓器層絕緣。材料組成為聚脂薄膜兩邊粘貼0.05mm的聚脂無紡布。聚脂薄膜與無紡布靠聚氨脂黏合劑粘合。
3.13.4聚脂薄膜芳香胺纖維紙柔軟復合材料（NMN）
  由聚脂薄膜（M）兩面粘貼聚芳酰胺纖維紙（Nomex）而成的三層（NMN）柔軟復合材料。具有優異的耐熱性、介電性和較高的機械強度，它適用于F級的電器絕緣。
3.13.5聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料（NHN）
  由聚酰亞胺薄膜兩面用H級黏合劑粘合聚芳酰胺纖維紙（Nomex）而成，是目前最高檔的薄層絕緣材料，具有優異的耐熱性、較好的介電性能、較小的吸水性及優良的防潮能力，它屬于H級絕緣材料?？捎糜贖級干式變壓器的四層絕緣。
3.14 玻璃漆布
  玻璃漆布是以電工用的無堿玻璃布浸以絕緣漆，經烘焙而成。用語干式變壓器。
3.14.1 油性漆綢
  是由精練整理的優質桑蠶絲綢均勻地浸以油性絕緣清漆，經烘干加工而成，該材料具有一定的介電性能和機械性能。油性漆綢耐熱等級為A級，可用于油浸變壓器和互感器引線包扎。
3.15 變壓器綁扎用絕緣材料  
  變壓器綁扎用的絕緣材料有棉布帶、緊縮帶、半干稀線帶、網狀半干無緯帶、玻璃布帶和滌綸繩等。
3.15.1 玻璃纖維
  玻璃纖維按金屬氧化物（Na2O、K2O）的含量可分為有堿紗（大于1%）、中堿紗（1%左右）和無堿紗（小于0.8%）。按拉絲時表面潤滑劑來分：石蠟和硅烷兩種潤滑劑。
3.15.2 平紋無堿玻璃纖維帶
  由無堿玻璃纖維編織而成，厚度為0.06，0.08，0.17mm.
3.15.3 浸漬型平紋綁扎帶
3.15.4 環氧半干稀緯帶
3.15.5 樹脂浸漬玻璃纖維無緯綁扎帶
  電工用樹脂浸漬玻璃纖維無緯綁扎帶（以下簡稱無緯帶）用做電機電樞和變壓器鐵心緊固綁扎材料。在我國，1970年開始生產該產品。由于當時技術水平低，生產的無緯帶表面呈網狀，易掉絲，使用率70%左右。近幾年引進意大利和美國技術，生產出了網狀無緯帶。完全滿足鐵心機械化綁扎的要求，它具有抗張強度高，有一定的彈性和柔軟型。層間粘合良好能牢固地綁扎鐵心而不粘輥。綁扎用的樹脂能長期在105度變壓器油中使用，于變壓器油有良好的相容性。

其性能及質量直接影響變壓器運行的可靠性和變壓

器使用壽命。近年來，變壓器產品所采用的新絕緣材料層出不窮。

 

1

、變壓器絕緣材料概述。

 

  

隨著科學技術的迅速發展，

電機、

變壓器等電氣設備的應用日益廣泛。

而變壓器運行的可

靠性和使用壽命卻在很大程度上取決于其所使用的絕緣材料。

絕緣材料越來越為從事變壓器

設計和制造人員所重視。

 

  

近二十年來，

變壓器絕緣材料方面的新產品、新技術、

新理論不斷地涌現和發展，從而使

變壓器絕緣材料及其應用形成了一門很重要的學科。

 

1

．

1 

絕緣材料概論

 

  

絕緣材料又稱電介質，

是電阻率高、

導電能力低的物資。

絕緣材料可用于隔離帶電或不同

電位的導體，

使電流按一定方向流通。

在變壓器產品中，

絕緣材料還起著散熱、

冷卻、

支撐、

固定、滅弧、改善電位梯度、防潮、防霉和保護導體等作用。

 

  

絕緣材料按電壓等級分類：一般分為：

Y

（

90

℃）

、

A

（

105

）

、

E

（

120

℃）

、

B

（

130

℃）

、

F

（

155

℃）

、

H

（

180

℃）

、

C

（大于

180

℃）

。

 

  

變壓器絕緣材料的耐熱等級是指絕緣材料在變壓器所允許承受的最高溫度。

如果正確地使

用絕緣材料，

就能保證材料

20

年的使用壽命。

否則就會依據

8

℃定律

（

A

級絕緣溫度每升高

8

℃，使用壽命降低一半、

B

級絕緣是

10

℃，

H

級是

12

℃。這一規律被稱為熱老化的

8

℃規

律）

降低使用壽命。

由高聚物組成的絕緣材料的耐熱性一半比無機電介質低。

絕緣材料性能

與其分子組成和分子結構密切相關。

 

  

變壓器絕緣材料品種很多，

按其形態一般可分氣體絕緣材料、

液體絕緣材料和固體絕緣材

料。

 

2

、變壓器絕緣材料電器性能的四個基本參數。

 

  

變壓器絕緣材料電氣性能的四個基本參數包括絕緣電阻、

介電系數、

介質損耗因數和絕緣

強度。

 

2.1 

絕緣電阻

 

2.1.1 

絕緣電阻的概念

  

絕緣材料的電阻是指絕緣材料在直流電壓的作用下，加壓時間較

長，且使線路上的充電電流和吸收電流消失，只有漏電電流通過時的電阻值

/

一般規定為電

壓加上一分鐘后，

所測得的電阻值即絕緣電阻值。

對于高電壓大容量的變壓器，

測量絕緣電

阻時規定為加壓

10

分鐘。

 

2.1.2 

影響絕緣電阻的因素

 

2.1.2.1 

溫度與絕緣電阻的關系

 

  

隨著溫度的升高，

電阻率呈指數下降，

這是因為當溫度升高時，

分子熱運動加劇，分子得

平均動能增大，使分子動能達到活化能得幾率增加，離子容易轉移。

 

2.1.2.2 

濕度與絕緣電阻得關系

 

  

水分浸入電介質中，

因此絕緣材料隨著

濕度增大而下降，尤其是絕緣紙或絕緣紙板得絕緣電阻下降的幅度更大。

 

  

電介質表面水分對其表面電阻影響很靈敏，

離子晶體極性材料等親水物資對水的吸引力大

于水分子間的內聚力，

表面連續的水層降低表面電阻。

因此電器設備由于受潮引起絕緣電阻

降低，造成漏電電流過大而損壞設備。

 

2.1.2.3 

雜質與絕緣電阻的關系電介質的雜質直接增加了導電離子，

使電阻下降，

雜質又容

易混入極性材料中，促進極性分子離解使導電離子更多。

 

  

電介質表面受雜質污染，

并吸附水分會使表面電阻率迅速下降、

絕緣材料的絕緣電阻是反

映材料中雜質多少的最靈敏的參數之一。

在絕緣材料的標準中常常用測量體積電阻率的方法

來衡量絕緣材料的雜質含量，

為了保證絕緣材料的絕緣水平，

絕緣材料廠必須嚴格地控制生