Os materiais de isolamento são um dos materiais mais importantes em transformadores, e seu desempenho e qualidade afetam diretamente a confiabilidade da operação do transformador e sua vida útil.Nos últimos anos, novos materiais de isolamento utilizados em produtos de transformadores têm surgido em grande quantidade.Como um funcionário do grupo de isolamento que lida com peças de isolamento diariamente, ele deve aprender conhecimentos cada vez mais abrangentes sobre materiais de isolamento.Neste treinamento, serão apresentados os conhecimentos básicos e os desenvolvimentos mais recentes em materiais de isolamento para transformadores.Esperamos que, através deste treinamento, possamos enriquecer o conhecimento de todos sobre isolamento e auxiliar na produção de peças de isolamento no futuro.

1. Visão geral dos materiais de isolamento para transformadores.

Com o rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia, equipamentos elétricos como motores e transformadores são cada vez mais utilizados.No entanto, a confiabilidade e a vida útil da operação do transformador dependem em grande parte do material de isolamento utilizado.Os materiais de isolamento são cada vez mais valorizados por aqueles envolvidos no projeto e fabricação de transformadores.

Nas últimas duas décadas, novos produtos, tecnologias e teorias em materiais de isolamento para transformadores surgiram e se desenvolveram continuamente, de modo que os materiais de isolamento para transformadores e suas aplicações se tornaram uma disciplina muito importante.

1.1 Introdução aos materiais de isolamento

Materiais de isolamento, também conhecidos como dielétricos, são materiais com alta resistividade e baixa condutividade.Os materiais de isolamento podem ser usados para isolar condutores com carga ou potenciais diferentes, de modo que a corrente flua em uma determinada direção.Em produtos de transformadores, os materiais de isolamento também desempenham funções como dissipação de calor, resfriamento, suporte, fixação, extinção de arco, melhoria do gradiente de potencial, proteção contra umidade, mofo e proteção de condutores.

Os materiais de isolamento são classificados de acordo com o nível de tensão: geralmente divididos em: Y (90°), A (105), E (120°C), B (130°C), F (155°C), H (180°C), C (maior que 180°C).

O nível de resistência ao calor do material de isolamento do transformador refere-se à temperatura máxima que o material de isolamento pode suportar no transformador.Se o material de isolamento for usado corretamente, a vida útil do material pode ser garantida por 20 anos.Caso contrário, será baseado na lei 8C (para cada aumento de 8°C na temperatura de isolamento da classe A, a vida útil é reduzida pela metade, o isolamento da classe B é 10°C e o isolamento da classe H é 12°C.Esta lei é chamada de lei 8°C do envelhecimento térmico) reduz a vida útil.A resistência ao calor dos materiais de isolamento compostos por materiais poliméricos é metade da dos dielétricos inorgânicos.

As propriedades dos materiais de isolamento estão intimamente relacionadas à sua composição molecular e estrutura molecular.

Existem muitas variedades de materiais de isolamento para transformadores, que podem ser divididos em materiais de isolamento gasosos, materiais de isolamento líquidos e materiais de isolamento sólidos, de acordo com suas formas.

2. Os quatro parâmetros básicos das propriedades elétricas dos materiais de isolamento para transformadores.

Os quatro parâmetros básicos das propriedades elétricas dos materiais de isolamento para transformadores incluem resistência de isolamento, coeficiente dielétrico, fator de perda dielétrica e resistência de isolamento.

2.1 Resistência de isolamento

2.1.1 O conceito de resistência de isolamento

A resistência de um material de isolamento refere-se ao fato de que o material de isolamento é pressurizado por um longo período sob a ação de uma tensão contínua, e a corrente de carga e a corrente de absorção na linha desaparecem. Apenas o valor de resistência quando a corrente de fuga passa/É geralmente estipulado que após a tensão ser aplicada por um minuto, o valor de resistência medido é o valor da resistência de isolamento.Para transformadores de alta tensão e grande capacidade, a resistência de isolamento é medida como pressurizada por 10 minutos.

2.1.2 Fatores que afetam a resistência de isolamento

2.1.2.1 A relação entre temperatura e resistência de isolamento

À medida que a temperatura aumenta, a resistividade diminui exponencialmente. Isso ocorre porque, quando a temperatura aumenta, o movimento térmico das moléculas se intensifica, e a energia cinética média das moléculas aumenta, de modo que a probabilidade de a energia cinética molecular atingir a energia de ativação aumenta, e os íons são facilmente transferidos.

2.1.2.2 A relação entre umidade e resistência de isolamento

A água impregnada no dielétrico aumenta os íons condutores e pode promover a dissociação de impurezas e moléculas polares.Portanto, o material de isolamento diminui à medida que a umidade aumenta, especialmente o papel isolante ou o papelão isolante, a resistência de isolamento diminui ainda mais.

A umidade superficial do dielétrico tem um efeito muito sensível em sua resistência superficial. A atração de materiais hidrofílicos, como materiais polares de cristais iônicos, pela água é maior que a coesão entre as moléculas de água, e a camada contínua de água na superfície reduz a resistência superficial.Portanto, a resistência de isolamento do equipamento elétrico é reduzida devido à umidade, resultando em corrente de fuga excessiva e danos ao equipamento.

2.1.2.3 A relação entre impurezas e resistência de isolamento

As impurezas no dielétrico aumentam diretamente os íons condutores, causando a diminuição da resistência, e as impurezas são facilmente misturadas ao material polar, promovendo a dissociação de moléculas polares e gerando mais íons condutores.

A superfície do dielétrico é contaminada por impurezas, e a adsorção de umidade fará com que a condutividade superficial diminua rapidamente. A resistência de isolamento do material de isolamento é um dos parâmetros mais sensíveis que refletem a quantidade de impurezas no material.Nos padrões de materiais de isolamento, o método de medição da resistividade volumétrica é frequentemente usado para medir o conteúdo de impurezas dos materiais de isolamento. Para garantir o nível de isolamento dos materiais de isolamento, as fábricas de materiais de isolamento devem controlar rigorosamente a limpeza do ambiente de produção.

2.1.2.4 A relação entre a intensidade do campo elétrico e a resistência de isolamento Quando a intensidade do campo elétrico não é muito alta, a intensidade do campo elétrico tem pouco efeito na capacidade de transferência de íons e na resistividade.Quando a intensidade do campo elétrico aumenta, a capacidade de migração dos íons aumenta com o aumento da intensidade do campo elétrico, causando a diminuição da resistividade. Quando a intensidade do campo elétrico aumenta ao ponto em que o dielétrico está próximo ao rompimento, a resistividade diminui exponencialmente devido a um grande número de migrações de elétrons.