纤维软木橡胶在全密封变压器上的应用

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
　　中图分类号：TM215.2文献标识码：B文章编号：1001-8425(2000)04-0022-03
　　
　　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矗
　　 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-30～1600kVA/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。
　　康鹏锁(宝鸡永兴变压器有限责任公司，陕西宝鸡722200)
　　 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.