纖維軟木橡膠在全密封變壓器上的應(yīng)用

摘要：簡述了油浸式電力變壓器滲漏油的原因，介紹了纖維軟木橡膠的性能及其在全密封變壓器上的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：全密封變壓器；滲漏油；纖維軟木橡膠；密封結(jié)構(gòu)；應(yīng)用
　　中圖分類號：TM215.2文獻標識碼：B文章編號：1001-8425(2000)04-0022-03
　　
　　油浸式電力變壓器滲漏油是變壓器行業(yè)長期存在的質(zhì)量問題。經(jīng)過近十年的工藝攻關(guān)，已取得了較好的效果。但與國外工業(yè)發(fā)達國家的同類產(chǎn)品相比，滲漏油還沒有從根本上得到解決，特別是中小型生產(chǎn)廠家，在這方面存在的問題更為普遍。變壓器滲漏油多發(fā)生在焊縫處、密封面及密封材料等處。
　　為了適應(yīng)城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，我公司對解決變壓器滲漏油做了專門的研究工作，在全密封變壓器上進行了試制應(yīng)用，取得了比較滿意的效果。具體做法有：①解決焊接質(zhì)量；②改進密封結(jié)構(gòu)及密封面質(zhì)量；③采用性能優(yōu)良的密封材料。本文僅對采用的密封材料和密封結(jié)構(gòu)加以闡述。
　　 2纖維軟木橡膠
　　 傳統(tǒng)的軟木橡膠是橡膠及其配合劑與軟木粒子有機結(jié)合的硫化物。而纖維軟木橡膠是橡膠、軟木、纖維三相體材料有機結(jié)合的復合體。集軟木橡膠、纖維橡膠優(yōu)點于一體，具有耐老化、高耐油、耐水、耐壓縮、彈性好等優(yōu)點。這種材料表面摩擦系數(shù)大，密封性能好，更具有抗擠出、抗蠕變，在作密封墊時具有遇油密封自緊效應(yīng)的特點，克服了軟木橡膠不耐壓，丁腈橡膠密封材料耐油不耐老化的致命弱點。纖維軟木橡膠用作密封材料時，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，充分發(fā)揮其優(yōu)點，是全密封變壓器較理想的密封材料。表1是我公司應(yīng)用的HL-BM-1(A)纖維軟木橡膠與JB/T8448.2—1996《變壓器類產(chǎn)品用密封件技術(shù)條件第二部分軟木橡膠密封件》的主要性能對比表。
　　從表1可以看出，纖維軟木橡膠在拉伸強度、扯斷伸長率、壓縮永久變形、抗臭氧老化、工作溫度等幾方面比普通軟木橡膠性能有較大的提高和改進。其性能具有軟木橡膠和丁腈橡膠的雙重性，為其在全密封變壓器上的大量應(yīng)用奠定了基矗
　　 表1兩種軟木橡膠主要性能對比表　　 序號 項目 JB/T8448.2—1996 HL-BM-1(A) 1 硬度(邵爾A)，度 70±10 70±10 2 拉伸強度/MPa ≥2.0 ≥3.0 3 扯斷伸長率/% ≥70 ≥80 4 脆性溫度/℃(不高于) -30
　　-45 -40
　　 5 熱空氣壓縮永久變形
　　(壓縮25%，125℃，24h)/% ≤70 ≤55 6 浸25號變壓器油壓縮永久變形
　　(壓縮25%，125℃，168h)/% ≤80 ≤70 7 耐25號變壓器油試驗
　　(125℃，168h) 體積變化率/% -5～+10 -3～+10 硬度變化值/度 0～+7 0～+7 8 與變壓器油相容性
　　(800ml油，試樣厚度為6mm，
　　表面積65cm²，100℃，164h) 變壓器油介質(zhì)損耗
　　因數(shù)tanδ(90℃)變化/% ≤1 ≤1 變壓器油酸值/mgKOH^．g^-1 ≤0.03 ≤0.03 變壓器油界面張力/mN^．m^-1 與空白油相比
　　差值0～2 與空白油相比
　　差值0～2 9 臭氧老化試驗
　　(伸長20%，50pphm，16h，40℃) 易裂紋^① 無裂紋^① 10 可壓縮性/% 30±5 25±5 11 壓縮恢復性/% ≥80 ≥85 12 工作溫度/℃ -30～105 -40～135
　　 ①為實際用樣品試驗結(jié)果，原JB/T8448.2—1996規(guī)定為無裂紋。
　　3密封結(jié)構(gòu)及全密封變壓器
　　 90年代以來，我國電力部門開始大量使用全密封變壓器。波紋油箱的全密封變壓器無儲油柜、吸濕器，變壓器油與外界空氣完全隔離，從而避免了氧氣和潮氣進入變壓器油箱體，較大地減緩了變壓器油和絕緣材料的老化(受潮)速度，使變壓器使用壽命延長，可長期不維護保養(yǎng)，因此也叫免維護變壓器。
　　變壓器要做到長期免維護，除具有良好的運行性能之外，還必須做到不滲漏油，因此要在產(chǎn)品密封結(jié)構(gòu)、密封材料、密封面質(zhì)量幾方面加以改進。
　　3.1改進密封件結(jié)構(gòu)
　　將箱沿密封件結(jié)構(gòu)由橡膠繩(O形)改為斜形密封條(成形結(jié)構(gòu))，如圖1所示。壓縮時密封條受垂直壓力，密封面沒有受到紫外線直接照射，且可進行二次壓縮密封，從而充分發(fā)揮了纖維軟木橡膠的優(yōu)點。對于S9-M-30～1600kVA/10kV系列變壓器，如果箱沿不焊死可采用圖1所示的斜形密封條，按圖2的裝配方式進行裝配。圖1中的相關(guān)尺寸推薦值為：A≈8～10mm，C≈40～45mm，D≈13mm，B≈6.5～7.2mm，E和Φd值與箱沿配套。密封條與箱沿內(nèi)外側(cè)應(yīng)留3～5mm間隙，以便裝配。　　
　　圖1箱沿斜形密封條斷面圖　　
　　圖2斜形斷面密封條裝配示意圖
　　
　　對瓷套管與箱蓋及類似的平面與平面之間密封，可采用圖3所示的梯形密封圈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形密封圈。圖中H一般為8mm，h≈5.8mm，其他尺寸根據(jù)密封部位配置，其裝配示意圖見圖4。
　　
　　圖3梯形密封圈斷面圖　　
　　圖4梯形密封圈用于套管與箱蓋之間示意圖
　　
　　對瓷壓蓋與瓷套上面及導電桿外圓面、注放油塞與塞座等之間的密封，可用圖5所示的蝶形密封圈代替D形密封圈。蝶形密封圈的帶臺結(jié)構(gòu)，使其受壓時的力分布均勻，符合密封面形狀結(jié)構(gòu)，同時帶臺結(jié)構(gòu)也起到限位作用，避免密封件過壓及受力過大易開裂，其密封效果非常好，其應(yīng)用效果如圖6所示。
　　
　　圖5蝶形密封圈斷面圖　　
　　圖6蝶形密封圈用于瓷壓蓋與瓷套及導電桿之間示意圖
　　 3.2提高密封面剛性和表面質(zhì)量
　　用纖維軟木橡膠加工的密封件表面沒有丁腈橡膠件表面光滑，且硬度也較大。因此在應(yīng)用時應(yīng)對密封件的剛性和表面質(zhì)量引起足夠重視。對于能進行機加工的零件應(yīng)提高其表面加工質(zhì)量；對于密封面相對較大的結(jié)構(gòu)件(如箱沿、法蘭)要注意提高剛性，增加螺栓數(shù)量(加緊螺栓之間一般不應(yīng)大于70～80mm)，以防壓縮密封件時鋼件變形而導致滲漏油。
　　 4結(jié)語
　　 纖維軟木橡膠具有良好的物理性能，且性能價格比合適，用其制作的密封件其密封性能優(yōu)于軟木橡膠、丁腈橡膠密封件。只要通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計、提高鋼件剛性和表面質(zhì)量，用上述三種結(jié)構(gòu)的纖維軟木橡膠密封件作產(chǎn)品密封能取得滿意效果。其不僅能使用在全密封變壓器上，在其他普通產(chǎn)品上也值得推廣應(yīng)用。
　　 作者簡介：康鵬鎖(1961-)，男，陜西扶風人，寶雞永興變壓器有限責任公司工程師，主要從事變壓器類產(chǎn)品開發(fā)工作。
　　康鵬鎖(寶雞永興變壓器有限責任公司，陜西寶雞722200)
　　 參考文獻
　　 ［1］錢稚熊.中小型全密封變壓器的技術(shù)措施.變壓器，1998，35(5)：11～12.
　　［2］咸陽海龍復合材料有限公司產(chǎn)品樣本.