浅谈环氧树脂浇注干式变压器CEF试验

浅谈环氧树脂浇注干式变压器CEF试验

杜延彬

（天津市特变电工变压器有限公司天津市300308）

摘要：为验证产品在气候(C)、环境(E)、燃烧(F)三方面的可靠性，我公司选取了一台容量为315kvA的干式变压器进行C2,E2,F1，三项特殊试验，且顺利通过。本文主要介绍了环氧树脂浇注干式变压器进行C2、E2、F1试验相关试验方法、试验过程及合格标准。

关键词：环氧树脂浇注；变压器；CEF试验

1.引言

随着城市建设的发展，干式变压器需求量越来越大，与此同时对产品安全环保的要求也日益提高。由于干式变压器主要用于人们生活的和工作场所，如商场、机场、地铁、医院、学校和居民小区。因此人们对干式变压器的安全、可靠和环保的要求越来越高。

2017年1月，我公司依据IEC60076-11以及GB/T1094.11标准，经过充分的可行性分析后，进行了《基于C2、E2、F1的干式配电变压器耐候、防腐和阻燃性能研究》新产品立项，并制作样机送往国家变压器质量监督检验中心进行CEF试验验证。

2.试验参数及试验标准简介

2.1试品规格参数

额定容量：315kVA

额定电压：10/0.4kV

额定电流：18.19/454.7A

额定频率50HZ

相数：三相

分接范围：（10±2×2.5%）/0.4kV

联结组别：Dyn11

耐热绝缘等级：F级

绝缘水平：h.v线路端子L1/AC75/35Kv

l.v线路端子AC3kV

冷却方式：AN

2.2试验标准

2.2.1依据标准：

IEC60076-11：2004、GB/T1094.11-2007

2.2.2有关规定：

气候等级:

C1级：变压器适合于在不低于-5℃的环境温度下运行，但其运输和贮存时的环境温度可低至-25℃。

C2级：变压器适合于在不低于-25℃的环境温度下运行、运输和贮存时的环境温度可低至-25℃。

环境等级：

E0级：变压器上没有凝露，且污秽可以被忽略。对于清洁、干燥的户内式安装，通常可以达到这一等级。

E1级：变压器上偶尔有凝露。可能会出现的污秽。

E2级：变压器上经常有凝露或严重的污秽，或两者同时都有。

燃烧性能等级：

F0级：无须考虑特别火灾危险。除变压器设计中所固有的特性外，不采用特殊的措施来限制其可燃性。不过，应使其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度。

F1级：变压器易遭受火灾危险，要求限制其可燃性。应使其在燃烧时所逸出的有毒物质和不透明烟雾降至最低程度。

3.试验过程简介

3.1环境试验（E2级）（特殊）

3.1.1冷凝试验试验日期：

将变压器放置在盐雾试验箱内，试验箱保持相对湿度在95%～100%以上，水的导电率在20℃时为0.95s/m，对试验样品定期雾化处理6小时。

以上试验后5分钟内对样品施加三相电压，低压施加电压为1.1倍额定电压0.44kV；高压A、B、C相分别接地，各试验5分钟，在施加电压的过程中产品没有闪络，没有任何严重的损坏迹象发生。

3.1.2渗透试验试验日期：2017年11月15日~2017年11月21日

在湿渗透试验开始时，变压器为干燥状态，样品放置在高低温湿热试验箱内，温度保持在49.3～51.4℃，相对湿度保持在89.7%～92.6%，共放置144小时。

3.1.3重复绝缘例行试验

在正常环境条件下静放2小时后进行如下试验：

3.1.3.1外施耐压试验

相对湿度：10.0％；大气压：101.4kPa

注：试验电压=额定试验电压×80%。

3.1.3.2感应耐压试验

相对湿度：10.0％；大气压：101.4kPa

注：分接位置3，试验电压=额定试验电压×80%。

3.1.3.3环境试验（E2级）结论

环境试验(E2级)合格。

冷凝试验前

冷凝试验后

渗透试验前

渗透试验后

3.2燃烧性能试验（F1级）（特殊）

3.2.1绝缘材料腐蚀性和有害性气体检测(材料燃烧试验)

在试验样品线圈上取少量绝缘材料，用做绝缘材料腐蚀性和有害性气体检测的试验样品。

3.2.2实体燃烧试验

3.2.3试验样品情况

样品取样和试验在B相进行。

单相试验样品包括铁心、高压线圈、低压线圈、垫块，是完整的单相结构

3.2.4试验室装置

试验室材料：耐火不锈钢；试验室尺寸：高：4m；长：2m；宽：1m。

空气经过内径为0.35m的进气道，并通过试验室底部的栅格(0.4m×0.8m)进入试验室。烟气经过内径为0.5m的排气烟道排出；进气道进入试验室的进口与烟道上的排气口的高度差为9m。

在试验室底部放置一个由金属支撑并做成用来盛放试验用主热源酒精的容器。

酒精容器中酒精液面的外径比线圈外径大100mm，内径比线圈内径小40mm；酒精的高度为30mm；

总的酒精重量为4.1kg。容器内酒精的初始液面在变压器线圈下面40mm。

第二热源为一个竖直放置的电热辐射板，高0.8m，宽0.5m，用24kW热电阻制成，在电热辐射板的对面放置一个直径0.9m，高1.2m的半圆柱形金属屏。外线圈表面距离辐射板175mm。

试验室空载校准

试验室的空载校准要在辐射板通电24kW，持续时间40分钟后进行，调整进气口的流量，使稳定状态下的流量在0.21m3/s±15

3.2.5样品燃烧试验

酒精点燃并且辐射板（24kW）通电后，试验开始。酒精大约20min左右烧尽，辐射板在40min后断电。试验进行60min

3.2.6样品试验结果试验日期：

3.2.6.1能量计算

3.2.6.2试验结果的判断

试验装置示意图

测量点示意图

燃烧试验前

燃烧试验后

3.3气候试验(特殊)

3.3.1气候试验(C2级)

4.13.1.1将样品放置在高低温试验箱内，8小时内逐渐降到-25.0±3℃，并且在此温度下保持12小时；

3.3.2对试验样品的高、低压绕组施加2倍额定电流进行热冲击试验。使绕组温度达到要求值。

试验方法：短路法；分接位置：高压3分接。负载状态下，高压侧施加2倍额定电流36.4A。

测量冷电阻时环境温度：14.2℃；高压冷电阻：2.534Ω；低压冷电阻：0.002819Ω；

高压热电阻：3.717Ω；低压热电阻：0.004365Ω；

高压、低压绕组温度计算：

高压：t=3.717/2.534×（235＋14.2）-235=130.5℃

低压：t=0.004365/0.002819×（235＋14.2）-235=150.9℃

试验样品外观检查没有开裂、变形。

3.3.3重复绝缘例行试验

在正常环境条件下静放18小时后进行如下试验。

3.3.3.1外施耐压试验

相对湿度：10.0％；环境温度：19.2℃；大气压：101.0kPa

注：试验电压=额定试验电压×80%。

3.3.3.2感应耐压试验

相对湿度：10.0％；环境温度：19.2℃；大气压：101.0kPa

注：分接位置3，试验电压=额定试验电压×80%。

3.3.3.3局部放电测量

注：试验前、后的背景噪声水平为＜5pC。

试验结论：合格。

3.3.4气候试验（C2级）结论

气候试验（C2级）合格

气候试验前

气候试验后

4.结束语

随着我国国民经济的建设和发展，人们的安全环保意识普遍增强，在市场投标过程中众多干式变压器用户均要求提供环境（C）、气候(E)、燃烧(F)三项特殊试验的型式试验报告。而我公司的SCB10-315/10产品在国家变压器质量监督检验中心试验的顺利完成不仅证明了该产品满足IEC60076-11以及GB/T1094.11标准的规定，同时也满足了用户的安全环保要求，为公司后期订单的获取提供了坚实的保障。

参考资料：

[1]北京变压器厂有限公司.树脂绝缘干式变压器的“CEF”特殊试验.2004.

北京电机工程学会、华北电力技术院、华北电力科学研究院2004年学术年会论文集

[2].沈阳变压器研究所IEC60076-11∶2004标准中关于环境、气候和燃烧试验的说明，2005变压器杂志