1摘。耍环亵滕十式，器柬尤。浦，电气产品，本文前棚楼纟晷胗咖件账件方面作出阐述，给出整体变压器的长期耐热性试验评估，论证了环氧树脂浇注干式变速器具有长；余和高可靠的性能优势。

　　1刖目电气产品的可靠性和使用寿命始终是制造商和用户共同关心的课，电气产品额定寿命的设计在不同的电气应用领域和不同的时代有不同的概念和要求，所以，寿命设计原则上应该在技术进步相对迟缓的有限时段内最大程度地提高产品的可使用时间。

　电气产品的寿命设计和寿命保障是项系统工程，它涉及下述几个方面的专结构强度的设计及应力作用的力学老化；电场强度设计及电场作用的电老化；温升控制及 其对绝缘结构的热物理作用的热老化；绝缘结构的额定初始性能的生命赋予；创伤的修复自愈或再生工程；电气产品额定运行环境的保障。任何个环节的失效都将导 致电气产品的寿命终结，而其中变压器的绝缘结构在运行温度下的长期热老化。是制约变压器使用寿命的最基本的因素。

　　2树脂绝缘干式变压器 的绝缘结构从组成结构上看，树脂绝缘干式变压器的寿命由电磁结构的寿命绝缘结构的寿命结构紧固件的寿命部分构成。实践证明。起决定性作用的要素在于绝缘结 构的寿命。对于树脂绝缘干式电力变压器，其绝缘结构中除3；02般为玻璃纤维或硅微粉填料无机材料外，其余全部为有机高分子材料，且有机材料环氧树脂占绝 缘结构体积的4060对3；02材料来说，在屏蔽氧和水以及在有机物分解温度以下的工作环境，其寿命几乎是永恒线圈绝缘结构中的树脂部分。

　　3同绝缘材料或 绝缘结构长期耐热性相关温度指数耵及半差托根据216口标准来衡量绝缘材料的长久耐热性的两个指标，其基本定义的内涵是通过高温加速热老化试验，采用数学 处理外推的方法，获得某性能衰减并失效的判据下材料寿命时间为200001对应的温度点；00是在相同的失效判据前提下，寿命时间缩短或延长倍时对应的老 化温度的变化值，通俗讲是造成半衰期需要的温差。

　　性能衰减的终点判据正0216标准推荐选择初始值的50或75，或25.性能指标可以 是力学指标电气指标或其它需要关注的指标。对同种材料，根据不同的性能指标和失效判据会得到不同的TI值和HIC值，故TI值的比较是有条件的，而旱拇笮 ≡蚍从沉瞬牧闲阅芩，减的速度。

　　绝缘结构的耐热等级根据国标30802189电气绝缘的耐热性评定和200等若干等级1.标准中简单使用温度这个术语。但通常是基于材料的温度指数丁1值划分的耐热级别。

　　标准3还指出在电工产品上标明的耐热等级，通常该产品在额定负载和规定的其它条件下达到预期使用期时能承受的最高温度。标准未对预期使用期给予限定，可以惯指2000，也可以是合同约定的值。可，使用期长短和耐热等级低发生直接关系。

　　时温等效原理有机物普遍遵循的生命法则对有机高分子材料或结构，其寿命时间的对数和材料承受的绝对温度的倒数存在线性关系，所以材料承受温度每下降或上升寿命半差，其寿命相应延长或耐热等级温度耐热等级温度弋缩短倍。

　　不同的材料按相同的诊断因子或相同的材料按不同的诊断因子得到的半差只忙不同，环氧树脂体系般为10反左右，也称10度法则。由此，可以利用高温加速老化进程获得的数据来推测实际低温运行时的寿命，从而评估电工产品的绝缘热寿命。

　入13定律。也称热寿命方程用公式为其中为寿命时间为试验材料承受的绝对温度，6为常数。由此通过作法很容易得到某种材料的耐热50为终点判据得到的入 成耶曲线。中45，为试验取得的3个数据点1标准规定，试验最低温度点4须保证该温度下，失效时间大于50001试验最高温度点0须保证该温度下，失效时 间不小于1且不得超过材料的性能转变点温度，0为寿命为20000对应的曲线上的外推点，该点对应的温度厂值即为温度指数丁1.同样可以得到对应寿命为 10000的温度点6，6点和点的温同的测定判据获得的耵值显著不同。

　　耵对绝缘结构的耐热等级划分有意义，电气产品般以其绝缘结构为依托采用相同的划分方案，但必须清楚该意义的内涵。

　　个绝缘结构或电气产品必须同时具备多个性能指标要素，那么必须使按每个关注的指标要素获得的耵值都达到相应耐热等级温度点才行。所以，当材料供应商称其某种材料为只级或厂级耐热水平时，不要笼统地接收，定要求提供相应的测定耵的方法。

　仅比较材料的耵来评估材料的耐热性优劣是不够充分的，还必须兼顾寿命半差1从2中可以看出，不同树脂体系及不同的测定判据获得的HIC值显著不同。对比 纯树脂体系II的HIC，由弯曲强度判据和由失重判据获得的值不同，分别对比2的汇大于材料1的。考虑到实际使用温度，不难理解对相同耵但不同1！的材料 优选原则若绝缘结构经常在耵温度之上工作，汇值越大的材料越好若在耵温度之下使用扣值越小的材料越好。

　　电工产品标明的耐热等级，决不意味着该产品绝缘结构中的每种绝缘材料都具有相同的温度极限。

　绝缘结构中，种材料可能受到其它组成材料的保护或由于混杂效应导致其耐热性提高，也可能因材料间不相容而使绝缘结构的温度极限低于各个组成材料的温度极 限。由不同绝缘等级的材料构成的结构或制品。总体上达到的耐热等级需要试验测定，不可推论和臆测。例如，1级绝缘变压器在垫块线塍夹件髹等不同部位的绝缘 可以不肖，某些部位可以制8翻料，酿些热点部位可能需要使用级材料。

　　5有机固体绝缘材料的力学性能电性能差即为寿命半差值HIC.

　4几个命从上述几个概念出发，我们可以推论出以下几个值得重视的命1孤立地讲，丁1是没有意义的，不同的诊断因子和不同的终点判据可得到不同的耵结果， 所以必须指出测定丁1时依据的条件，否则不同材料的耵对比没有意义。从2中可以看出，不同树脂体系及不性能指标纯树脂体系1纯树脂体系纯树脂体系1纯树脂 体系1硅微粉填料环氧体系1玻璃毡增强环氧体系由弯曲强度判据得到的温度指数叮由弯曲强度判据得到的抗热老化能力的半差由失重判据得到的温度指数耵，由失 重判据得到的热老化能力的半差10玻璃化转变温度巧1年年1嘛Y系的介电强度与寿命了的关系寿命特性曲线及介电强度和时间的老化关系可以看出，对新生态的 树脂，在室温20和温150丈的击穿强度有所衰减但差距不大。

　　因此，在运行温度下的材料性能指标的降低是产品设计静定值中首要考虑的因素。

　　6树脂绝缘干式电力变压器的耐热等级工作温度和寿命设计对变压器产品，其耐热等级的分级就是针对其整个绝缘结构的耐热等级而言的，其中包括线圈内部绝缘和变压器部件之间的绝缘配合。当然，绝缘结构的耐热性依赖于其组成材料的耐热性。

　　象单项材料的丁1数据获得方式那样，变压器的绝缘结构的耵获得也依赖于不同的诊断因子和失效判据，只有选择适当的评判试验标准才能比较准确地推论变压器的使用寿命。通过对绝缘结构耵和，的测试，获得变压器的耐热或热寿命方程。

　环氧浇注变压器，并不意味着天生有30年或更长的使用寿命，这需要根据耐热或热寿命方程设计和试验评估，但有条是真理材料耐热等级越局，运行温度越低且 偏离其丁1值越远，寿命半差只1越小，则使用寿命会越长。事实上，变压器的实际运行温度并不是其耐热等级对应的温度。举例说，设计丁1为155弋的，级的 变压器，如果其运行在155弋假设此温度下力学强度仍然满足要求，那么其使用寿命只有2000，1折合2年半；再如设计耵为170，寿命半差为工作温度只 有120，那么其寿命预期可达20000，217012010=640000折合73年。知道了此道理，用户就可以索取基本数据自己来估算变压器的使用寿 命。

　　7变压器的温度指数及寿命评估试验在浇注变压器线圈结构中，纤维增强环氧树脂既是绝缘材料。又是力学结构材料，承担双重责任，但力学结构是对绝缘结构完整性的支持。

　　从3外推数据显，即使在150经历30年时间，其介电强度仍然高达16kVnml，足环氧树脂的电绝缘性能之强。由此奠定了环氧浇注变压器长寿命的基础。

　　其实。固体绝缘结构在温度场电场和应力场的联合作用下经受长期的老化考验。迄今为止，人类的实践经验得知。只有温度场的老化才具有规律性和寿命预测性。

　试用整体变压器以破坏性指标作诊断因子的热老化试验获得耵或耐热等级及1汇是不现实的，试验的程序方法如下设计选材时首先保证所有组份材料自身满足相应 部位对耐热温度等级的预期；对绝缘结构进行缩比件模拟，保证能代变压器的总体绝缘水平和力学结构的承力水平，谈到有机绝缘结构的耐热性，不能不对其短期耐 热性作出调查。

　　绝缘材料的电性能和机械性能均对温度呈依赖性随温度的提高，介电常数介电损耗增加，绝缘电阻下降，电击穿强度出现极大值；随温度的提高，拉伸强度弯曲强度降低，冲击韧性增加。3列举了常温和100高温下的部分材料数据，以给读者个概念性认识。

　　提高绝缘结构的力学强度或降低绝缘结构的承力水平，都有利于保持绝缘的完整性和有效性，这就是玻璃纤维力学增强树脂电气绝缘干式变压器的结构精髓。

　性能指标温度纯树脂浇注体玻纤增强树脂弯曲强度拉伸强度介电损耗Tan相对介电体积电阻率pIIcm对缩比件的绝缘结构按所关注的诊断因子可能是多个因 子进行测定，并获得相应的热寿命方程，比较后获得最保守的寿命方程，以此作为变压器的热寿命方程；用此方程来代变压器的耐热特性，并相应获得变压器耵值。

　对缩比件模拟获得的变压器热寿命方程的可靠性验证按保守的热寿命方程和变压器的实际运行条件确定获得期望运行寿命时整体变压器必须承受和通过的加速热老 化的试验条件。按此条件进行整体变压器热老化试验俗称放大试验，若通过了加速热老化试验，则可以证明该型号的变压器有预期的使用寿命，且热寿命方程有效。

　　变压器的耐热等级试验可参考相应的标准1我厂设计生产的，级变压器通过严格的试验程序考核，按平均120的实际运行温度，通过了预期60年使用寿命的评估试验。

　　8结束语以固体绝缘为特征的树脂浇注干式变压器是种极具生命力的城网终端变压器。以其长寿命免维护可靠性不会有灾难性事故发生等系列的性能优势快速取代着油浸变压器。从第台树脂浇注干式变压器的诞生至今已有近半个世纪的历史。良好的运行经验和记录证实了其生命力。

　　长期热作用老化是这类变压器最主要的老化失效形计材料选用上都必须给予足够的重视。

　　血617以1奴136761于海年译。616他136恤记behaviourofcastepoxyresins绕注环氧树脂的电气及介电特性沈阳辽宁科学技术出版社，1997.

　　第作者简介张长增，男，1966年生，河南人，大学本科，工程师。研宄领域树脂绝缘干式变压器及电抗器固体绝缘技术的应用。已发论文2篇。

　编辑滕召旗上接第22页测试弯曲关节系统在阀的出口安装个压力传感器来测量人造关节的内部压力，因为弹性壳轴线形的，直接测量人造关节的弯曲角似乎较 难，但弹性壳的长度变化和弯曲角度是成线性比例的，而弹性壳的长度变化可以通过个位移传感器来测试。实验系统3.数字阀通过，计算机运行个控制程序来控 制。从压力传感器和位移传感器传来的信号在紫外线波器中被即时记录。实验结果4.

　　1数字阀2弹簧3位移传感器4金属线5压力传感器6关节5结论节，并且建立了弯曲关节的充气压强与弯曲角之间的静态关系。由4中可实验值与理论曲线很接近，从而证明了理论模型的正确性。对于弯曲关节的精确控制和实际应用还有待于进步研宄。

　　理查德摩雷，李泽湘，夏恩卡萨思特里。机器人操作的数学导论北京机械工业出版社，1997.

　　刘鸿文主编。材料力学。北京高等教育出版社，1992.

　　第作者简介陈刚，男，1976年生，重庆市人，硕士研究生。研宄领域机电控制。

　　编辑滕召旗