高強(qiáng)絕緣材料在小型變壓器中的應(yīng)用

李海國(guó)

（山東普益電氣有限公司，山東濱州 256600）

引言

小型干式變壓器具有抗短路能力強(qiáng)、維護(hù)工作量小、運(yùn)行效率高、體積小、噪音低等優(yōu)點(diǎn), 廣泛用于局部照明、高層建筑、機(jī)場(chǎng)、碼頭機(jī)械設(shè)備等場(chǎng)所。干式變壓器主要由硅鋼片組成的鐵芯和環(huán)氧樹脂澆注的線圈組成。目前應(yīng)用于小型干式變壓器的支撐裝置，一般由鐵夾件、夾件絕緣板、絕緣套管、夾緊螺栓和接線板等零部件組成，這種支撐裝置使用多年，已形成標(biāo)配。但在近幾年生產(chǎn)變壓器中發(fā)現(xiàn)鐵夾件組合存在的電氣絕緣、制造成本等問(wèn)題比較多，于是根據(jù)突出問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，使用尼龍夾件組合支撐裝置，以適用于小型干式變壓器、電抗器等。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間應(yīng)用，有益效果比較突出。

1 鐵夾件組合干式變壓器

如圖1 所示，傳統(tǒng)的小型干式變壓器主要由鐵芯、夾件絕緣板、鐵夾件、螺母、夾緊螺栓、骨架、線圈、輸入接線板、輸出接線板等零部件組成。因?yàn)殍F芯與鐵夾件之間需要絕緣，需要放置夾件絕緣板，且兩個(gè)鐵夾件之間需要通過(guò)夾緊螺栓夾緊鐵芯，它們之間聯(lián)通又出現(xiàn)絕緣問(wèn)題，所以需要在夾緊螺栓上套絕緣套管，在穿過(guò)鐵芯時(shí)絕緣套管容易被劃破，喪失絕緣功能，夾緊螺栓和螺母之間還需要放置絕緣墊圈來(lái)保證絕緣效果。同時(shí)鐵夾件加工需要剪切、鈑金、機(jī)加工、熱鍍鋅防銹等加工處理，工藝非常復(fù)雜，造成成本居高不下。

圖1 小型干式變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

從以上敘述可知，鐵芯與鐵夾件之間的電氣絕緣難以保證，鐵夾件制造成本高，鐵芯安裝不牢固，夾緊螺栓不易安裝，額外放置夾件絕緣板等成為主要問(wèn)題所在。

2 尼龍夾件設(shè)計(jì)

針對(duì)干式變壓器鐵夾件支撐裝置存在的問(wèn)題，迫切需要一種新型零件改變現(xiàn)狀。這種支撐件首先必須是絕緣件，再者要有足夠的強(qiáng)度以支撐起鐵芯和線圈的質(zhì)量。這需要從選材和零件結(jié)構(gòu)上綜合考慮這些問(wèn)題。

圖2 所示的為尼龍夾件結(jié)構(gòu)，采用腹板式加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)以提高強(qiáng)度，其中ɑ尺寸和孔尺寸按硅鋼片鐵芯結(jié)構(gòu)尺寸確定，材料選擇強(qiáng)度很高的增強(qiáng)尼龍PA66 加GF40（加長(zhǎng)玻璃纖維40%增強(qiáng)材料）合成材料。

圖2 尼龍夾件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

尼龍夾件上端設(shè)置一內(nèi)嵌螺紋孔，用于安裝接線板；底部設(shè)置一光孔，用于安裝整個(gè)變壓器。根據(jù)鐵芯的外形尺寸，絕緣夾件設(shè)置上下止口，用于定位鐵芯。設(shè)計(jì)尼龍夾件時(shí)注意根部留有內(nèi)R弧，一是避免安裝干涉，二是防止形成應(yīng)力集中斷裂。整個(gè)結(jié)構(gòu)外形設(shè)計(jì)成條狀筋形式，其目的一是增加整個(gè)零件的強(qiáng)度，再就是節(jié)省材料，降低成本。

3 組合夾件的應(yīng)用

組合夾件的應(yīng)用簡(jiǎn)圖如圖3 所示，使用4 個(gè)尼龍夾件組成一套組合夾件。將鐵芯和線圈制作完成后，用4個(gè)尼龍夾件支撐起整個(gè)鐵芯，放入四個(gè)夾緊螺栓螺母組合，調(diào)整后夾緊即可。無(wú)需再增加夾件絕緣板、絕緣套管、絕緣墊圈等零件即可保證電氣絕緣完好。上面再安裝上輸入和輸出接線板即可完成。

圖3 組合夾件的應(yīng)用簡(jiǎn)圖

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）使用PA66 加GF40 組成的合成材料制成的絕緣夾件具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，成本低等特點(diǎn)。

（2）使用尼龍夾件只需一次開模的費(fèi)用投入，零件成本相比傳統(tǒng)鐵夾件組合降低五分之一。

（3）組合夾件安裝方便、牢固，電氣絕緣效果好，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)。