目前,随着工程对环境要求日益提高,提倡用环保的硅油在小容量、35kV 以下的变压器替代变压器油运用成为一种趋势。硅油是有机硅液体,是有机硅聚 合物的一种。可供变压器用的硅油是 50 年代才发明的,目前,已发明了 40 多种 硅油。很多将硅油用于电器设备上。
二、硅油的基本特性 1. 热稳定定性 硅油的热稳定性高于变压器油,其闪点和燃点均大约是变压器油的两倍,它 难以起火,自然温度高达近 400℃,且具有自熄灭性能。可燃性较低,燃烧热仅 为变压器油的一半, 热释放率也很低。 硅油在 360℃着火, 400℃开始分解, 600℃ 产生二氧化碳覆盖在硅油表面,形成终灭火的外壳。 此外,硅油的稳定性还在于其存储寿命几乎是无限的。 2. 危害性 硅油据认为是工业化学物品中毒性低的一种, 其燃烧时产生的烟毒性也是 相当低的。而且试验结果表明,硅油不会在周围环境中持续存在,对硅油作过各 种危害性试验, 证明硅油几乎无毒, 对皮肤也无任何刺激作用。 在操作、 维护中, 硅油往往可倾倒出来,可用破布或溶剂将其擦净,不会污染环境。因此,1976 年美国环境保护署宣布,他们尚未察觉与硅油的使用、生产和处理有关的不良环 境影响。 3.电气性能 硅油的电气性能是比较理想的。其击穿电压和介电常数均高于变压器油,体 积电阻系数也比它高得多,而介质损耗 却低得多。因此,在油浸纸绝缘结构中, 在冲击条件下,硅油可提供与变压器油相当甚至稍高的绝缘强度,另外,当它用 于油绝缘结构时,电压分布的效果也比较好。 但是,硅油对局部放电或击穿的分解物敏感,耐电和火花的稳定性较低差, 而且在击穿电压的重复作用下,绝缘强度会有所降低,但降低的幅度并不大。因 此,硅油一般高只能用于 35KV 级的变压器。 4.相容性 国内外曾对硅油进行过相容性试验。所试验的材料包括:金属(钢、铜、, ) 橡胶(天然橡胶、异丁烯橡胶、氟橡胶) ,器身绝缘材料(绝缘纸、绝缘纸板、 聚酰亚胺、聚四氟聚乙烯、 聚乙烯 、聚丙烯、Nomex 纸等) 。经过试验,证明 变压器上常用的各种材料是和硅油相容的。 但是,应注意的是,硅油能从某些成分的天然橡胶和异 烯 橡胶中吸附其增 塑剂,因此在使用橡胶时应事行试验。另外,硅油也不能与黄铜、硅橡胶兼 容。由于各厂家生产的硅油性能有一定差别,因此在使用前重做相容性试验。 5.其他性能 硅油的粘度比变压器油的粘度大一倍以上,其密度也大于变压器油。由于硅 油粘度大,不利于油的流动,从而影响散热。但是,硅油的冷油和热油之间的密 度差大于变压器油从而可增加硅油的热虹吸对流速度,可部分补偿粘度大的缺 点。 硅油的膨胀系数比变压器油大 40%,但其气体吸收率较大。在 25℃,一个大气压下为 16.5%,而变压器油为 10%,可部分补偿这一缺点。 三.硅油变压器的结构特点 硅油变压器的结构与普通油浸变压器无很大区别。 但是硅油和变压器油性能 不同,硅油变压器的结构也有区别于普通油浸变压器的地方。其中主要有: 1) 由于硅油的膨胀系数比变压器油大 40%,因此,在设计变压器油箱结构 时,应充分考虑这一因素。国内外生产的硅油变压器大致有以下几种结构:A、 带金属波纹片式膨胀器的无储油柜结构.通常变压器厂生产的硅油变压器采用了 两个金属膨胀器.两年来的运行实践证明这也是个很成熟的结构。B、带储油柜 的结构。硅油变压器的储油柜要比普通油浸变压器的储油柜容积大一些,以适应 环境和负载温度变化的要求。C、全密封的无储油柜结构。该结构除了靠波纹油 箱的波纹片来为硅油提供膨胀空间外, 还应在油箱的波纹部分上面加一段平滑箱 壁,以放置气垫。另外,还在箱盖上安装安全阀,既限制油箱内部的压力不致过 大,又在内部压力减少时,不会使油箱产生剩余变形。这样的油箱结构使变压器 在其周围发生火灾时,以及火灾后均能够正常运行。 2) 除了尽量选用粘度较低的硅油外,在结构上也要加以考虑。如适当增大 道横截面积或通过分割线圈来增加冷却油道的数目, 对容量较大的变压器可增设 油泵,以促进油的循环。 3) 硅油比变压器油易于受潮。因此,必须在结构上要告别注意胶圈等密封 件的密封, 选用抗老化的弹性较大的胶圈。 另外, 变压器装配时应采用真空注油, 以减少器身的水分,提高整体绝缘水平。 4) 由于硅油变压器要用于易燃、易爆及对安全要求的场所,所采用的绝缘 材料应是 F 级或 H 级的耐热等级,如 Nomex 纸和耐高温的玻璃纤维等。因此,与 普通油浸变压器相比,其绝缘材料要求比较高,价格显然也昂贵得多。 四、技术经济比较 硅油变压器中的硅油价格比变压器油要贵, 但是其综合技术性能在变压器市 场有其特有的优势。下面就硅油变压器、变压器油变压器、H 级干式变压器的技 术性能技术进行比较,见表 1 表 1 各种变压器的性能比较 项目 硅油变压器 变压器油变压器 H 级干式变压器 价格 中等 低 高 电压等级 ≤35 无限制 ≤35 运行成本 中等 低 高 成本 损耗 燃烧性 爆炸性 体积 噪声 环境保护 使用场所 维护量 中等 低 难燃 很小 较小 低 一般 户内外 较小 低 低 易燃 有 大 中等 差 户内外 较小 高 高 难燃 无 大 高 好 户内 高
五、结束语 目前,国内硅油变压器的推广主要障碍在于市场定位,硅油变压器因硅油价 格高,比变压器油变压器价格要贵 20%~30%,在环境要求不高的地方竞争不过 变压器油变压器,但是在地铁、酒店、机车等对环境要求高的场所,这些地方一 般都使用干式变压器,硅油变压器在价格、运行维护、噪声、体积、安全性比干 式变压器更具优势,相对于干式变压器更节省铜、矽钢片,所以硅油变压器值得 大力推广。 www.021lvyouji.com.cn电话