環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)干變指主要用環(huán)氧樹(shù)脂做為絕緣材料的干式變壓器，它又可分為澆注式與包繞式兩類(lèi)。在現有產(chǎn)品中，絕大多數都是環(huán)氧澆注式。

　　1.環(huán)氧樹(shù)脂澆注干變

　　(1)概述。

　　環(huán)氧樹(shù)脂比起空氣和變壓器油來(lái)具有很高的絕緣強度，加之澆注成型后又具有機械強度高以及優(yōu)越的防潮、防塵性能，所以特別適合于制造干式變壓器。早期的環(huán)氧澆注式干變?yōu)锽級絕緣，目前國內產(chǎn)品大多數均為F級絕緣，也有少數為H級絕緣的。目前，從全面的技術(shù)經(jīng)濟性來(lái)看，世界上公認的環(huán)氧澆注式干變的最高電壓為35kV(個(gè)別產(chǎn)品曾達66/77kV)，最大容量為20MVA，基準沖擊水平(BIL)不超過(guò)250kVo

　　(2)環(huán)氧撓注式干變的特點(diǎn)。

　　1)絕緣強度高:澆注用環(huán)氧樹(shù)脂具有18～22kV/mm的絕緣擊穿場(chǎng)強，且與電壓等級相同的油浸變具有大致相同的雷電沖擊強度。

　　2)抗短路能力強:由于樹(shù)脂的材料特性，加之繞組是整體澆注，經(jīng)加熱固化成型后成為一個(gè)剛體，所以機械強度很高，經(jīng)突發(fā)短路試驗證明，澆注式變壓器因短路而損壞的極少。

　　3)防災性能突出:環(huán)氧樹(shù)脂難燃、阻燃并能自行熄滅，不致引發(fā)爆炸等二次災害。

　　4)環(huán)境性能優(yōu)越:環(huán)氧樹(shù)脂是化學(xué)上極其穩定的一種材料，防潮、防塵，即使在大氣污穢等惡劣環(huán)境下也能可靠地運行，甚至可在100% 溫度下正常運行，停運后無(wú)需干燥預熱即可再次投運?？梢栽趷毫拥沫h(huán)境條件下運行，是環(huán)氧澆注式干變較之浸漬式干變的突出優(yōu)點(diǎn)之一。

　　5)維護工作量很小:由于有了完善的溫控、溫顯系統，目前環(huán)氧澆注式干變的日常 運行維護工作量很小，從而可以大大減輕運行人員的負擔，并降低運行費用。

　　6)運行損耗低，運行效率高。

　　7)噪聲低。

　　8)體積小、重量輕，安裝調試方便。

　　9)不需單獨的變壓器室，不需吊芯檢修，節約占地面積，相應節省土建投資。

　　(3)環(huán)氧澆注式干變的類(lèi)型及其相互比較。

　　環(huán)氧澆注式干變又稱(chēng)為注型式干變，這種產(chǎn)品的特點(diǎn)就是必須依靠模具并采用專(zhuān)用澆注設備，在真空狀態(tài)下使繞組澆注并固化成型。目前國產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂干變也大多是這類(lèi)產(chǎn)品。它又有下列類(lèi)型：

　　1)厚絕緣。早期的環(huán)氧澆注式干變都是采用厚絕緣的澆注式繞組，在環(huán)氧樹(shù)脂內加有石英粉作為填料，樹(shù)脂層厚度一般為6mm ，也有厚達15mm的。耐熱等級多為B級絕緣。高壓繞組一般用玻璃絲包鋁扁線(xiàn)繞制成分段圓筒式繞組，采用絕緣薄膜作為層間絕緣，繞組的兩端用玻璃布板(條)作為絕緣端圈，繞好的分段圓筒式繞組在浸漆處理后裝入模具，然后在真空狀態(tài)下進(jìn)行環(huán)氧樹(shù)脂澆注。由于環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數與導線(xiàn)的熱膨脹系數不相同，所以當變壓器運行后由于發(fā)熱極易導致環(huán)氧澆注層的開(kāi)裂，并形成小的空氣隙，以致引發(fā)局部放電，這將嚴重威脅變壓器的運行可靠性，加之由于局部放電所引起的電腐蝕還將大大縮短變壓器的使用壽命。因此，如何防止開(kāi)裂一直是早年困擾著(zhù)這類(lèi)干變的一項重要課題。

　　人們發(fā)現銅材的熱膨脹系數為6×1O-6/℃，鋁材的熱膨脹系數為24×1O-6/℃，而以石英粉為填料的環(huán)氧樹(shù)脂層的熱膨脹系數則為40×1O-6/℃ 。由于鋁的熱膨脹系數與樹(shù)脂較為接近，所以后期的厚絕緣干變一般都采用鋁繞組，以減少熱應力。但是，運行實(shí)踐證明，即使采用這樣的措施，也并不能完全防止開(kāi)裂的產(chǎn)生。因而隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，厚絕緣就逐步為薄絕緣所代替。

　　2)薄絕緣。為了解決上述樹(shù)脂層的開(kāi)裂問(wèn)題，國外的一些廠(chǎng)家先后推出了F級薄絕緣的環(huán)氧樹(shù)脂澆注式干變。目前我國的產(chǎn)品也基本上都是薄絕緣結構，其結構特點(diǎn)為:高、低壓繞組導體都被玻璃纖維增強的薄層樹(shù)脂所包封，當樹(shù)脂內不加填料時(shí)絕緣層的厚度為1.5～2mm 。由于采用了玻璃纖維增強，因而大大加強了樹(shù)脂包封層的機械強度，這種既韌又薄的樹(shù)脂包封層富有彈性可隨繞組一起膨脹和收縮，因而不再擔心會(huì )發(fā)生開(kāi)裂。另外，由于包封絕緣層的厚度很薄，既達到了包封的效果，又減少了包封層的溫差，因而對改善澆注繞組的熱傳導是非常有益的。另外，薄絕緣結構還可以在繞組內設置軸向氣道，這樣就可以增加散熱面，從而給制造大容量干式變壓器提供了有利的條件。

　　薄絕緣樹(shù)脂澆注變壓器也可以做成是帶填料的結構，一般用石英粉作填料，這時(shí)絕緣層的厚度將增加為2.5～4mm(見(jiàn)圖1 - 2)。由于填料的價(jià)格大大低于樹(shù)脂的價(jià)格，加填料后可使變壓器的制造成本降低，并對改善樹(shù)脂的導熱性能有利，而且，加填料后，變壓器的外觀(guān)也更加光潔。但是加填料必須在嚴恪的工藝與先進(jìn)的工裝下來(lái)進(jìn)行。否則，如果攪拌不均勻或者在澆注過(guò)程中發(fā)生石英粉沉積現象，就可能使樹(shù)脂的各部分膨脹系數不相同，這樣的繞組在溫度變化時(shí)就可能發(fā)生開(kāi)裂，并使變壓器的抗短路強度降低。為了增強這種結構的繞組的機械強度，一般在繞組澆注層內埋設有增強玻璃纖維網(wǎng)格布板。

　　3)澆注式變壓器的繞組型式。澆注式變壓器的繞組結構主要有下列三種類(lèi)型：

　?、俑?、低壓繞組均采用導線(xiàn)繞制的層式繞組，目前一般采用銅導線(xiàn)，低壓一般為多層圓筒式、高壓則為分段圓筒式，大容量澆注變均采用這種結構。

　?、诟邏簽殂~導線(xiàn)繞制的分段圓筒式繞組，低壓采用銅箔或鋁箔繞式繞組(見(jiàn)圖1-1)。當低壓采用箔式繞組時(shí)，目前一般在層間設置DMD預浸紙作為層間絕緣，在箔繞機上繞好后只要加熱固化成形即可，這樣低壓繞組就無(wú)需模具與澆注了。箔式繞組除了工藝性好，可提高生產(chǎn)效率之外，還可以降低橫向漏磁從而使軸向電動(dòng)力減小，相應提高了抗短路強度，降低了附加損耗。這種結構目前在干式配電變壓器中采用較多。

　　薄絕緣環(huán)氧澆注干變外形

　?、鄹?、低壓均為箔式。高壓做成箔式結構的分段圓筒式，而低壓則為一般的箔式結構，這主要是為了更充分發(fā)揮波式結構的優(yōu)點(diǎn)。這種結構對高壓箔式而言，無(wú)論對材料、制造工藝等都有較高的要求，否則將降低變壓器工作的可靠性。當采用箔式繞組時(shí)輸出容量因受銅(鋁)箔材料的尺寸所限制，目前一般不超過(guò)2500kVA，最大也不超過(guò)4000kVA。

繞包式(纏繞式)環(huán)氧樹(shù)脂干變

　　這種結構的典型代表是ABB公司在20世紀70年代中期所開(kāi)發(fā)出的“雷神”式變壓器(RESI- BLOC)。這種變壓器低壓一般為箔式繞組，高壓繞組則在繞線(xiàn)機上繞包，內模為環(huán)氧玻璃布筒。繞包時(shí)邊繞導線(xiàn)，邊繞玻璃纖維，再經(jīng)過(guò)一樹(shù)脂槽將浸好樹(shù)脂的纖維纏繞在已繞好的導線(xiàn)上面。待整個(gè)繞組繞完后，再進(jìn)烘箱加熱固化，使之成為一個(gè)整體。繞包式結構的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需專(zhuān)門(mén)的模具與專(zhuān)用澆注設備。但是由于樹(shù)脂是常規條件下加入，而不是真空澆注的，難免在它的內部混有空氣。這就容易引起局部放電從而降低其運行可靠性，所以為了可靠起見(jiàn)，往往把設計場(chǎng)強取得低一些，這又將使變壓器的體積增大。另外，這種繞包式變壓器所費的工時(shí)也較多。綜上所述可知，它的成本將高于一般的澆注式變壓器，同時(shí)運行可靠性也要差-些，因此這種纏繞式結構在國內僅少數廠(chǎng)家生產(chǎn)，在世界上的應用也遠遠沒(méi)有澆注式多。