O material de isolamento é um dos materiais mais importantes em transformadores, e seu desempenho e qualidade afetam diretamente a confiabilidade da operação do transformador e a vida útil dos transformadores. Nos últimos anos, novos materiais de isolamento têm sido constantemente usados em produtos de transformadores. Com o rápido desenvolvimento da ciência e tecnologia, a aplicação de equipamentos elétricos, como motores e transformadores, está se tornando cada vez mais difundida. A confiabilidade e a vida útil da operação do transformador dependem amplamente dos materiais de isolamento usados. Os materiais de isolamento são cada vez mais valorizados pelo pessoal envolvido no projeto e fabricação de transformadores. Nas últimas duas décadas, novos produtos, tecnologias e teorias no campo de materiais de isolamento de transformadores surgiram e se desenvolveram continuamente, tornando os materiais de isolamento de transformadores e suas aplicações uma disciplina muito importante.
Materiais de isolamento, também conhecidos como dielétricos, são materiais com alta resistividade elétrica e baixa condutividade. Materiais de isolamento podem ser usados para isolar condutores com carga ou potenciais diferentes, permitindo que a corrente flua em uma determinada direção. Em produtos de transformadores, materiais de isolamento também desempenham um papel na dissipação de calor, resfriamento, suporte, fixação, extinção de arco, melhoria do gradiente de potencial, resistência à umidade, resistência ao mofo e proteção de condutores. Os materiais de isolamento são classificados por nível de tensão: geralmente divididos em Y (90 graus), A (105), E (120 graus), B (130 graus), F (155 graus), H (180 graus) e C (maior que 180 graus). O nível de resistência ao calor do material de isolamento do transformador se refere à temperatura máxima que o material de isolamento pode suportar no transformador. Se os materiais de isolamento forem usados corretamente, uma vida útil de 20 anos pode ser garantida. Caso contrário, a vida útil será reduzida de acordo com a lei dos 8 graus (para cada aumento de 8 graus na temperatura do isolamento de grau A, a vida útil será reduzida pela metade, para o isolamento de grau B é de 10 graus, e para o grau H é de 12 graus. Esta lei é conhecida como a lei dos 8 graus do envelhecimento térmico). A resistência ao calor dos materiais de isolamento compostos de polímeros é metade menor do que a de meios não eletromecânicos.
O desempenho dos materiais de isolamento está intimamente relacionado à sua composição e estrutura molecular. Existem muitos tipos de materiais de isolamento para transformadores, que geralmente podem ser divididos em materiais de isolamento de gás, materiais de isolamento de líquido e materiais de isolamento sólido de acordo com suas formas.
Materiais de isolamento sólidos: Os materiais de isolamento sólidos usados em transformadores referem-se a materiais de isolamento que são sólidos em sua própria forma ou passaram por reações químicas ou mudanças físicas para se tornarem sólidos. Existem vários tipos de materiais de isolamento sólidos para transformadores, como papel isolante, papelão isolante, papel Nomex, papel adesivo, madeira laminada elétrica, placa de tecido de vidro epóxi, placa laminada de baixa perda dielétrica, tinta isolante, adesivo isolante, fita de tecido de algodão, fita de compressão, fita de poliéster não tecido de malha e assim por diante.
1. Papel isolante: O papel isolante aqui mencionado refere-se ao papel de polpa de madeira de sulfato puro, enquanto outros papéis isolantes incluem papel de fibra sintética (como papel NOMEX), papel isolante com adição de nitrila (como papel Denison) e assim por diante.
2. Papel enrugado isolado: feito por enrugamento de papel isolante usado por eletricistas. Há rugas ao longo de sua direção lateral, que são separadas quando esticadas. Devido a diferentes procedimentos de processamento de enrugamento, papel enrugado com alongamento diferente pode ser feito. A espessura do papel isolante é geralmente 0.05mm~0,12mm, com uma faixa de alongamento de 5%~200%. O papel enrugado isolante é comumente usado para isolamento de enrolamento de transformadores imersos em óleo, como saídas de enrolamento,
3. Papel Denison: O papel isolante é alterado para papel nitrílico e, durante o processo de fabricação, nitril amina, cianeto de etileno, etc. são adicionados à polpa. Produzido pela Denison Company nos Estados Unidos, a característica deste papel é que, após enrugado, é calandrado e tem um bom teor de cianeto mecânico e alongamento apropriado. É um material ideal para isolamento de grandes voltas de enrolamento de transformador. Usá-lo para enrolar fios transpostos pode garantir a estanqueidade sem inchaço.
4 O papel Nomex é um papel de fibra sintética resistente ao calor produzido pela DuPont nos Estados Unidos. Nomex é o nome comercial deste papel de fibra. O principal componente do Nomex é a poliamida aromática, que tem boas propriedades de envelhecimento térmico. Pode ser usado por um longo tempo a 220 graus e pertence ao material de isolamento Classe C.
5. Fita adesiva: Pode ser dividida em três tipos: fita adesiva de um lado, fita adesiva dupla-face e fita adesiva de grade de diamante. O tipo de papel adesivo é feito revestindo 0.07mm de papel de enrolamento com resina fenólica ou resina epóxi e assando e secando.
6 Papel metalizado: usado para telas de aterramento e eletrostáticas. O papel base é um papel isolante de 0.2mm de espessura, e a espessura da folha de alumínio é de 0.02mm para envoltório isolante dos fios e tela isolante.
7. Papelão isolante: feito de papel de polpa de madeira kraft. É usado para almofadas de lacuna de óleo, divisórias, tubos de papelão, papel corrugado, isolamento de jugo de ferro, isolamento de grampo e placas de pressão de enrolamento de isolamento final de enrolamentos de panqueca.
8 Tambores de isolamento: Os tambores de isolamento usados em transformadores incluem tambores de papel fenólico, tambores de tecido de vidro epóxi, tambores de fibra de vidro e tambores de papelão.
9. Papelão ondulado: Na estrutura de lacuna de placa de óleo composta de tubos de papel multicamadas em transformadores de alta tensão, papelão ondulado pode ser usado em vez de barras de suporte para formar lacunas de óleo. Esta estrutura de isolamento pode economizar materiais de isolamento enquanto garante o desempenho do isolamento.
10. Produtos laminados elétricos: Materiais isolantes com estruturas em camadas feitas de papel, tecido e folheados de madeira como substratos, revestidos com diferentes adesivos e prensados ou laminados a quente.
11 Papelão Nomex: um tipo de papelão feito de materiais sintéticos baseados em fibras de amida aromática.
12 tirantes: tirantes de fio de vidro são frequentemente usados para barras entre estágios, suportes de entreferro, parafusos e parafusos nas colunas de núcleo de ferro de transformadores do tipo seco.
13 Moldes finos elétricos e materiais compostos elétricos: Eles têm excelentes propriedades dielétricas e pertencem à categoria de materiais isolantes finos. Filmes elétricos incluem filmes de polipropileno, filmes de poliéster e filmes de poliimida. Materiais compostos são produtos compostos feitos pela ligação de um ou ambos os lados de um filme fino com materiais de fibra.
14 Tecido revestido de vidro: O tecido revestido de vidro é feito pela imersão de tecido de vidro sem álcalis usado por eletricistas em tinta isolante e cozimento. Usado para transformadores do tipo seco.
Materiais de isolamento para amarração de transformadores: Os materiais de isolamento usados para amarração de transformadores incluem fita de tecido de algodão, fita de compressão, fita de arame fino semi-seca, fita de malha sem trama semi-seca, fita de tecido de vidro e corda de poliéster.