1摘。耍環褻滕十式，器柬尤。浦，電氣產品，本文前棚樓纟晷胗咖件賬件方面作出闡述，給出整體變壓器的長期耐熱性試驗評估，論證了環氧樹脂澆注干式變速器具有長；余和高可靠的性能優勢。

　　1刖目電氣產品的可靠性和使用壽命始終是制造商和用戶共同關心的課，電氣產品額定壽命的設計在不同的電氣應用領域和不同的時代有不同的概念和要求，所以，壽命設計原則上應該在技術進步相對遲緩的有限時段內比較大程度地提高產品的可使用時間。

　　電氣產品的壽命設計和壽命保障是項系統工程，它涉及下述幾個方面的專結構強度的設計及應力作用的力學老化；電場強度設計及電場作用的電老化；溫升控制及其對絕緣結構的熱物理作用的熱老化；絕緣結構的額定初始性能的生命賦予；創傷的修復自愈或再生工程；電氣產品額定運行環境的保障。任何個環節的失效都將導致電氣產品的壽命終結，而其中變壓器的絕緣結構在運行溫度下的長期熱老化。是制約變壓器使用壽命的比較基本的因素。

　　2樹脂絕緣干式變壓器的絕緣結構從組成結構上看，樹脂絕緣干式變壓器的壽命由電磁結構的壽命絕緣結構的壽命結構緊固件的壽命部分構成。實踐證明。起決定性作用的要素在于絕緣結構的壽命。對于樹脂絕緣干式電力變壓器，其絕緣結構中除3；02般為玻璃纖維或硅微粉填料無機材料外，其余全部為有機高分子材料，且有機材料環氧樹脂占絕緣結構體積的4060對3；02材料來說，在屏蔽氧和水以及在有機物分解溫度以下的工作環境，其壽命幾乎是永恒線圈絕緣結構中的樹脂部分。

　　3同絕緣材料或絕緣結構長期耐熱性相關溫度指數耵及半差托根據216口標準來衡量絕緣材料的長久耐熱性的兩個指標，其基本定義的內涵是通過高溫加速熱老化試驗，采用數學處理外推的方法，獲得某性能衰減并失效的判據下材料壽命時間為200001對應的溫度點；00是在相同的失效判據前提下，壽命時間縮短或延長倍時對應的老化溫度的變化值，通俗講是造成半衰期需要的溫差。

　　性能衰減的終點判據正0216標準推薦選擇初始值的50或75，或25.性能指標可以是力學指標電氣指標或其它需要關注的指標。對同種材料，根據不同的性能指標和失效判據會得到不同的TI值和HIC值，故TI值的比較是有條件的，而旱拇笮≡蚍從沉瞬牧閑閱芩，減的速度。

　　絕緣結構的耐熱等級根據國標30802189電氣絕緣的耐熱性評定和200等若干等級1.標準中簡單使用溫度這個術語。但通常是基于材料的溫度指數丁1值劃分的耐熱級別。

　　標準3還指出在電工產品上標明的耐熱等級，通常該產品在額定負載和規定的其它條件下達到預期使用期時能承受的比較高溫度。標準未對預期使用期給予限定，可以慣指2000，也可以是合同約定的值。可，使用期長短和耐熱等級低發生直接關系。

　　時溫等效原理有機物普遍遵循的生命法則對有機高分子材料或結構，其壽命時間的對數和材料承受的絕對溫度的倒數存在線性關系，所以材料承受溫度每下降或上升壽命半差，其壽命相應延長或耐熱等級溫度耐熱等級溫度弋縮短倍。

　　不同的材料按相同的診斷因子或相同的材料按不同的診斷因子得到的半差只忙不同，環氧樹脂體系般為10反左右，也稱10度法則。由此，可以利用高溫加速老化進程獲得的數據來推測實際低溫運行時的壽命，從而評估電工產品的絕緣熱壽命。

　　入13定律。也稱熱壽命方程用公式為其中為壽命時間為試驗材料承受的絕對溫度，6為常數。由此通過作法很容易得到某種材料的耐熱50為終點判據得到的入成耶曲線。中45，為試驗取得的3個數據點1標準規定，試驗比較低溫度點4須保證該溫度下，失效時間大于50001試驗比較高溫度點0須保證該溫度下，失效時間不小于1且不得超過材料的性能轉變點溫度，0為壽命為20000對應的曲線上的外推點，該點對應的溫度廠值即為溫度指數丁1.同樣可以得到對應壽命為10000的溫度點6，6點和點的溫同的測定判據獲得的耵值顯著不同。

　　耵對絕緣結構的耐熱等級劃分有意義，電氣產品般以其絕緣結構為依托采用相同的劃分方案，但必須清楚該意義的內涵。

　　個絕緣結構或電氣產品必須同時具備多個性能指標要素，那么必須使按每個關注的指標要素獲得的耵值都達到相應耐熱等級溫度點才行。所以，當材料供應商稱其某種材料為只級或廠級耐熱水平時，不要籠統地接收，定要求提供相應的測定耵的方法。

　　僅比較材料的耵來評估材料的耐熱性優劣是不夠充分的，還必須兼顧壽命半差1從2中可以看出，不同樹脂體系及不同的測定判據獲得的HIC值顯著不同。對比純樹脂體系II的HIC，由彎曲強度判據和由失重判據獲得的值不同，分別對比2的匯大于材料1的。考慮到實際使用溫度，不難理解對相同耵但不同1！的材料優選原則若絕緣結構經常在耵溫度之上工作，匯值越大的材料越好若在耵溫度之下使用扣值越小的材料越好。

　　電工產品標明的耐熱等級，決不意味著該產品絕緣結構中的每種絕緣材料都具有相同的溫度極限。

　　絕緣結構中，種材料可能受到其它組成材料的保護或由于混雜效應導致其耐熱性提高，也可能因材料間不相容而使絕緣結構的溫度極限低于各個組成材料的溫度極限。由不同絕緣等級的材料構成的結構或制品。總體上達到的耐熱等級需要試驗測定，不可推論和臆測。例如，1級絕緣變壓器在墊塊線塍夾件髹等不同部位的絕緣可以不肖，某些部位可以制8翻料，釀些熱點部位可能需要使用級材料。

　　5有機固體絕緣材料的力學性能電性能差即為壽命半差值HIC.

　　4幾個命從上述幾個概念出發，我們可以推論出以下幾個值得重視的命1孤立地講，丁1是沒有意義的，不同的診斷因子和不同的終點判據可得到不同的耵結果，所以必須指出測定丁1時依據的條件，否則不同材料的耵對比沒有意義。從2中可以看出，不同樹脂體系及不性能指標純樹脂體系1純樹脂體系純樹脂體系1純樹脂體系1硅微粉填料環氧體系1玻璃氈增強環氧體系由彎曲強度判據得到的溫度指數叮由彎曲強度判據得到的抗熱老化能力的半差由失重判據得到的溫度指數耵，由失重判據得到的熱老化能力的半差10玻璃化轉變溫度巧1年年1嘛Y系的介電強度與壽命了的關系壽命特性曲線及介電強度和時間的老化關系可以看出，對新生態的樹脂，在室溫20和溫150丈的擊穿強度有所衰減但差距不大。

　　因此，在運行溫度下的材料性能指標的降低是產品設計靜定值中首要考慮的因素。

　　6樹脂絕緣干式電力變壓器的耐熱等級工作溫度和壽命設計對變壓器產品，其耐熱等級的分級就是針對其整個絕緣結構的耐熱等級而言的，其中包括線圈內部絕緣和變壓器部件之間的絕緣配合。當然，絕緣結構的耐熱性依賴于其組成材料的耐熱性。

　　象單項材料的丁1數據獲得方式那樣，變壓器的絕緣結構的耵獲得也依賴于不同的診斷因子和失效判據，只有選擇適當的評判試驗標準才能比較準確地推論變壓器的使用壽命。通過對絕緣結構耵和，的測試，獲得變壓器的耐熱或熱壽命方程。

　　環氧澆注變壓器，并不意味著天生有30年或更長的使用壽命，這需要根據耐熱或熱壽命方程設計和試驗評估，但有條是真理材料耐熱等級越局，運行溫度越低且偏離其丁1值越遠，壽命半差只1越小，則使用壽命會越長。事實上，變壓器的實際運行溫度并不是其耐熱等級對應的溫度。舉例說，設計丁1為155弋的，級的變壓器，如果其運行在155弋假設此溫度下力學強度仍然滿足要求，那么其使用壽命只有2000，1折合2年半；再如設計耵為170，壽命半差為工作溫度只有120，那么其壽命預期可達20000，217012010=640000折合73年。知道了此道理，用戶就可以索取基本數據自己來估算變壓器的使用壽命。

　　7變壓器的溫度指數及壽命評估試驗在澆注變壓器線圈結構中，纖維增強環氧樹脂既是絕緣材料。又是力學結構材料，承擔雙重責任，但力學結構是對絕緣結構完整性的支持。

　　從3外推數據顯，即使在150經歷30年時間，其介電強度仍然高達16kVnml，足環氧樹脂的電絕緣性能之強。由此奠定了環氧澆注變壓器長壽命的基礎。

　　其實。固體絕緣結構在溫度場電場和應力場的聯合作用下經受長期的老化考驗。迄今為止，人類的實踐經驗得知。只有溫度場的老化才具有規律性和壽命預測性。

　　試用整體變壓器以破壞性指標作診斷因子的熱老化試驗獲得耵或耐熱等級及1匯是不現實的，試驗的程序方法如下設計選材時首先保證所有組份材料自身滿足相應部位對耐熱溫度等級的預期；對絕緣結構進行縮比件模擬，保證能代變壓器的總體絕緣水平和力學結構的承力水平，談到有機絕緣結構的耐熱性，不能不對其短期耐熱性作出調查。

　　絕緣材料的電性能和機械性能均對溫度呈依賴性隨溫度的提高，介電常數介電損耗增加，絕緣電阻下降，電擊穿強度出現極大值；隨溫度的提高，拉伸強度彎曲強度降低，沖擊韌性增加。3列舉了常溫和100高溫下的部分材料數據，以給讀者個概念性認識。

　　提高絕緣結構的力學強度或降低絕緣結構的承力水平，都有利于保持絕緣的完整性和有效性，這就是玻璃纖維力學增強樹脂電氣絕緣干式變壓器的結構精髓。

　　性能指標溫度純樹脂澆注體玻纖增強樹脂彎曲強度拉伸強度介電損耗Tan相對介電體積電阻率pIIcm對縮比件的絕緣結構按所關注的診斷因子可能是多個因子進行測定，并獲得相應的熱壽命方程，比較后獲得比較保守的壽命方程，以此作為變壓器的熱壽命方程；用此方程來代變壓器的耐熱特性，并相應獲得變壓器耵值。

　　對縮比件模擬獲得的變壓器熱壽命方程的可靠性驗證按保守的熱壽命方程和變壓器的實際運行條件確定獲得期望運行壽命時整體變壓器必須承受和通過的加速熱老化的試驗條件。按此條件進行整體變壓器熱老化試驗俗稱放大試驗，若通過了加速熱老化試驗，則可以證明該型號的變壓器有預期的使用壽命，且熱壽命方程有效。

　　變壓器的耐熱等級試驗可參考相應的標準1我廠設計生產的，級變壓器通過嚴格的試驗程序考核，按平均120的實際運行溫度，通過了預期60年使用壽命的評估試驗。

　　8結束語以固體絕緣為特征的樹脂澆注干式變壓器是種極具生命力的城網終端變壓器。以其長壽命免維護可靠性不會有災難性事故發生等系列的性能優勢快速取代著油浸變壓器。從第臺樹脂澆注干式變壓器的誕生至今已有近半個世紀的歷史。良好的運行經驗和記錄證實了其生命力。

　　長期熱作用老化是這類變壓器比較主要的老化失效形計材料選用上都必須給予足夠的重視。

　　血617以1奴136761于海年譯。616他136恤記behaviourofcastepoxyresins繞注環氧樹脂的電氣及介電特性沈陽遼寧科學技術出版社，1997.

　　第作者簡介張長增，男，1966年生，河南人，大學本科，工程師。研宄領域樹脂絕緣干式變壓器及電抗器固體絕緣技術的應用。已發論文2篇。

　　編輯滕召旗上接第22頁測試彎曲關節系統在閥的出口安裝個壓力傳感器來測量人造關節的內部壓力，因為彈性殼軸線形的，直接測量人造關節的彎曲角似乎較難，但彈性殼的長度變化和彎曲角度是成線性比例的，而彈性殼的長度變化可以通過個位移傳感器來測試。實驗系統3.數字閥通過，計算機運行個控制程序來控制。從壓力傳感器和位移傳感器傳來的信號在紫外線波器中被即時記錄。實驗結果4.

　　1數字閥2彈簧3位移傳感器4金屬線5壓力傳感器6關節5結論節，并且建立了彎曲關節的充氣壓強與彎曲角之間的靜態關系。由4中可實驗值與理論曲線很接近，從而證明了理論模型的正確性。對于彎曲關節的精確控制和實際應用還有待于進步研宄。

　　理查德摩雷，李澤湘，夏恩卡薩思特里。機器人操作的數學導論北京機械工業出版社，1997.

　　劉鴻文主編。材料力學。北京高等教育出版社，1992.

　　第作者簡介陳剛，男，1976年生，重慶市人，碩士研究生。研宄領域機電控制。

　　編輯滕召旗