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纤维软木橡胶在全密封变压器上的应用 |
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作者： |
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摘要：简述了油浸式电力变压器渗漏油的原因，介绍了纤维软木橡胶的性能及其在全密封变压器上的应用。
关键词：全密封变压器；渗漏油；纤维软木橡胶；密封结构；应用
油浸式电力变压器渗漏油是变压器行业长期存在的质量问题。经过近十年的工艺攻关，已取得了较好的效果。但与国外工业发达国家的同类产品相比，渗漏油还没有从根本上得到解决，特别是中小型生产厂家，在这方面存在的问题更为普遍。变压器渗漏油多发生在焊缝处、密封面及密封材料等处。
为了适应城乡电网改造对产品质量的要求，我公司对解决变压器渗漏油做了专门的研究工作，在全密封变压器上进行了试制应用，取得了比较满意的效果。具体做法有：①解决焊接质量；②改进密封结构及密封面质量；③采用性能优良的密封材料。本文仅对采用的密封材料和密封结构加以阐述。
2 纤维软木橡胶
传统的软木橡胶是橡胶及其配合剂与软木粒子有机结合的硫化物。而纤维软木橡胶是橡胶、软木、纤维三相体材料有机结合的复合体。集软木橡胶、纤维橡胶优点于一体，具有耐老化、高耐油、耐水、耐压缩、弹性好等优点。这种材料表面摩擦系数大，密封性能好，更具有抗挤出、抗蠕变，在作密封垫时具有遇油密封自紧效应的特点，克服了软木橡胶不耐压，丁腈橡胶密封材料耐油不耐老化的致命弱点。纤维软木橡胶用作密封材料时，通过合理的结构设计，充分发挥其优点，是全密封变压器较理想的密封材料。表1是我公司应用的HL-BM-1(A)纤维软木橡胶与JB/T8448.2—1996《变压器类产品用密封件技术条件第二部分软木橡胶密封件》的主要性能对比表。
从表1可以看出，纤维软木橡胶在拉伸强度、扯断伸长率、压缩永久变形、抗臭氧老化、工作温度等几方面比普通软木橡胶性能有较大的提高和改进。其性能具有软木橡胶和丁腈橡胶的双重性，为其在全密封变压器上的大量应用奠定了基础。表1 两种软木橡胶主要性能对比表
| 序号 | 项目 | JB/T8448.2—1996 | HL-BM-1(A) | | 1 | 硬度(邵尔A)，度 | 70±10 | 70±10 | | 2 | 拉伸强度/MPa | ≥2.0 | ≥3.0 | | 3 | 扯断伸长率/% | ≥70 | ≥80 | | 4 | 脆性温度/℃(不高于) | -30
-45 | -40
| | 5 | 热空气压缩永久变形(压缩25%，125℃，24h)/% | ≤70 | ≤55 | | 6 | 浸25号变压器油压缩永久变形(压缩25%，125℃，168h)/% | ≤80 | ≤70 | | 7 | 耐25号变压器油试验(125℃，168h) | 体积变化率/% | -5～+10 | -3～+10 | | 硬度变化值/度 | 0～+7 | 0～+7 | | 8 | 与变压器油相容性(800ml油，试样厚度为6mm，表面积65cm2，100℃，164h) | 变压器油介质损耗因数tanδ(90℃)变化/% | ≤1 | ≤1 | | 变压器油酸值/mgKOH．g-1 | ≤0.03 | ≤0.03 | | 变压器油界面张力/mN．m-1 | 与空白油相比差值0～2 | 与空白油相比差值0～2 | | 9 | 臭氧老化试验(伸长20%，50pphm，16h，40℃) | 易裂纹① | 无裂纹① | | 10 | 可压缩性/% | 30±5 | 25±5 | | 11 | 压缩恢复性/% | ≥80 | ≥85 | | 12 | 工作温度/℃ | -30～105 | -40～135 |
①为实际用样品试验结果，原JB/T8448.2—1996规定为无裂纹。3 密封结构及全密封变压器
90年代以来，我国电力部门开始大量使用全密封变压器。波纹油箱的全密封变压器无储油柜、吸湿器，变压器油与外界空气完全隔离，从而避免了氧气和潮气进入变压器油箱体，较大地减缓了变压器油和绝缘材料的老化(受潮)速度，使变压器使用寿命延长，可长期不维护保养，因此也叫免维护变压器。
变压器要做到长期免维护，除具有良好的运行性能之外，还必须做到不渗漏油，因此要在产品密封结构、密封材料、密封面质量几方面加以改进。
3.1 改进密封件结构
将箱沿密封件结构由橡胶绳(O形)改为斜形密封条(成形结构)，如图1所示。压缩时密封条受垂直压力，密封面没有受到紫外线直接照射，且可进行二次压缩密封，从而充分发挥了纤维软木橡胶的优点。对于S9-M-30～1 600kVA/10kV系列变压器，如果箱沿不焊死可采用图1所示的斜形密封条，按图2的装配方式进行装配。图1中的相关尺寸推荐值为：A≈8～10mm，C≈40～45mm，D≈13mm，B≈6.5～7.2mm，E和Φd值与箱沿配套。密封条与箱沿内外侧应留3～5mm间隙，以便装配。 
图1箱沿斜形密封条断面图 图2斜形断面密封条装配示意图
对瓷套管与箱盖及类似的平面与平面之间密封，可采用图3所示的梯形密封圈代替传统的矩形密封圈。图中H一般为8mm，h≈5.8mm，其他尺寸根据密封部位配置，其装配示意图见图4。 
图3梯形密封圈断面图 图4梯形密封圈用于套管与箱盖之间示意图
对瓷压盖与瓷套上面及导电杆外圆面、注放油塞与塞座等之间的密封，可用图5所示的蝶形密封圈代替D形密封圈。蝶形密封圈的带台结构，使其受压时的力分布均匀，符合密封面形状结构，同时带台结构也起到限位作用，避免密封件过压及受力过大易开裂，其密封效果非常好，其应用效果如图6所示。 
图5蝶形密封圈断面图 图6蝶形密封圈用于瓷压盖与瓷套及导电杆之间示意图
3.2提高密封面刚性和表面质量
用纤维软木橡胶加工的密封件表面没有丁腈橡胶件表面光滑，且硬度也较大。因此在应用时应对密封件的刚性和表面质量引起足够重视。对于能进行机加工的零件应提高其表面加工质量；对于密封面相对较大的结构件(如箱沿、法兰)要注意提高刚性，增加螺栓数量(加紧螺栓之间一般不应大于70～80mm)，以防压缩密封件时钢件变形而导致渗漏油。
4 结语
纤维软木橡胶具有良好的物理性能，且性能价格比合适，用其制作的密封件其密封性能优于软木橡胶、丁腈橡胶密封件。只要通过合理的结构设计、提高钢件刚性和表面质量，用上述三种结构的纤维软木橡胶密封件作产品密封能取得满意效果。其不仅能使用在全密封变压器上，在其他普通产品上也值得推广应用。
作者简介：康鹏锁(1961-)，男，陕西扶风人，宝鸡永兴变压器有限责任公司工程师，主要从事变压器类产品开发工作。
参考文献
［1］钱稚熊.中小型全密封变压器的技术措施.变压器，1998，35(5)：11～12.
［2］咸阳海龙复合材料有限公司产品样本.(end)
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(2/1/2007) |
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