本章所列举的各种高温绝缘材料仅供参考用。所述的这些材料，并不意味着它们之间任何一种特 定的组合均作为电气绝缘系统（EIS）适用于高温液浸式变压器。 表1列出了目前常用的固体绝缘材料名称及其一些典型参数和特性。这些参数和特性，在对该材 科进行评估时是必需的。值得注意的是，宜从材料生产商处取得所选用材料的供设计用的参数规定值。 绝缘材料通常可分为固体、导线用漆涂层和液体类。 任何一一种材料均应考虑它与系统中其他材料的相容性问题，而不只是考患其热能力。应注意各单 项材料的热能力即便满足要求，但将它们用于一个系统中时，由于彼此之间的相互影响，有可能使系统 反而变成不适用的情况，

4.2绝终材料的老化和寿命

材科老化是绝缘材料分子分裂过程的结果，它改变了材料的某些性能。这是个吸热过程，需要供给 原子充足的能量以使分子分裂。供给的能量越多，分子分裂的速度越快。能量的表现形式是热，它使温 度升高。结果温度就成了老化率和寿命的对应的指标。除温度外的其他因素，如酸、氧或水也可能影响 寿命。假设这些其他因素是不变的，绝缘材料的寿命通常符合式（2）：

...........................(2

玩具标准In(L)=ln(a)+

本条阐述简单材料的经典老化理论。典型变压器中有关材料复杂的老化机理更详细的分析可在参考 得到。

过回归线与纵坐标上20000h寿命的交点画一条垂直线，这条垂直线交横坐标于相当于143℃ 点。这即说明，这个材料的温度指数TI为143℃。 过回归线与10000h寿命的交点画另一条垂直线，这条垂直线交横坐标于相当于温度148℃点。 半差HIC就是148与143之差，等于5℃。 在温度指数TI时的寿命20000h稍大于2年），通常认为作为可接受的寿命是太短了。要得到可 接受的寿命，选定的耐热等级必须低于TI。低多少取决于材料的寿命要求多长。寿命和温度的关系可 以从图上的回归线得到，或用图中右上角的回归公式计算。 例如，如果要求寿命为20年（175200h），则耐热等级建议为128℃。如果要求为30年（262800h）， 则耐热等级建议为126℃。 耐热等级等于材料的最高运行温度，使用者还要适当的考虑到使用材料的变压器的寿命要求。变 压器的负载类型和变压器运行现场的实际环境温度也建议考虑。在许多情况下，变压器可能长时间在 低于额定负载下工作，这将降低老化率并延长寿命。 在某些已进行的试验中，寿命终点规定为失去初始抗拉强度的50%。然而，不建议对这个限值或 其他寿命终点所规定的限值进行机械地理解。当规定的寿命达到后，变压器还可以正常的运行许多年。 材料的降解缓慢进行，没有明显的拐点。规定的寿命终点，更多地起到一个警示作用，即提示变压器承 受应力的能力（如大短路电流的能力）与新变压器相比是很低了。此外将变压器从一个场地运到另一个 场地可能会产生更大的风险，

表1列出了常见材料名称及其典型性能参数值。表中也有纤维素基产品的参数以便比较。注意，这些 材料的典型性能是将系统组成部分制作成独立的试验样品单个地在空气中试验取得的。当一个绝缘系 统浸入所选用的绝缘液体中时，其绝缘性能和热特性的参数值可能与系统组成部分自身的参数值有明 显的差别，且与其在指定液体中浸渍处理后的相关参数值有明显的差别。 也不宜假定系统的耐热等级必然是由该系统中各组成部分各自温度等级中最低者来确立的。相反 地，系统的耐热能力往往要受益于最高温元件。但是在绝缘设计中，宜根据各组成部分的各自温度等级 对不同的绝缘材料进行正确的配置。 根据对不同液体研究时的试验数据的分析，表明在运行温度下具有明显高的饱和含水量的液体，可 允许固体绝缘有更高的运行温度限值，因为它们能够将水从纸中移出，

表1固体绝缘材料典型性能

注1：所有数据均在空气中测量。 注2：相对介电常数和介质损耗因数数据均为50Hz/60Hz下的值。 注3：吸潮性数据为空气相对湿度为50%的值，

注1：所有数据均在空气中测量。 注2：相对介电常数和介质损耗因数数据均为50Hz/60Hz下的值。 注3：吸潮性数据为空气相对湿度为50%的值，

表2导线绝缘常用的各种涂层材料

注：在空气中的耐热等级按IEC60317

表3列出了适用于液没式变压器的绝缘液体典型性能参数。表中也列出了变压器最常用的 60296要求的矿物油，目的是为其他液体与其进行性能对比提供参考基准，该液体也作为高温 的基准。

5.2.1均匀高温绝缘系统

均匀高温绝缘系统是指所有主要固体绝缘材料采用高温绝缘材料，同时液体采用高温绝缘液体 然而，在选定的温度较低的区域可以采用温度较低的绝缘。例如，在热的液体流之外的机械支撑。 固体：用于绕组的高温部位及相关的部位。 液体：高温。 温度限值：液体顶层温度及绕组平均温度和热点温度均比常规温度高，

5. 2. 2混合绝终系统

混合绝缘系统是指变压器的整个绕组，但不必是每一个绕组，采用了矿物油和高温固体材料。例 如，当某个特定绕组设计成是在常规温度下运行，可能用常规绝缘材料。 典型的是导线绝缘和幅向及轴向垫块用高温绝缘材料。常规的纤维素基绝缘用于所有其他区域， 如纸简和角环等在常规温度下工作的，用常规绝缘。 固体：所有与发热导线接触的绝缘均用高温材料。 液体：矿物油或任何具有等同或更高绝缘耐热等级的绝缘液体。 温度限值：液体顶层温度用常规温度，某些绕组平均温度和绕组热点温度高于常规温度。 注：假定引线按常规温度设计，那么它们可以用常规绝缘。

5.2.3半混合绝缘系统

半混合绝缘系统是指采用常规液体以及只在运行温度高手常规温度的绕组中的导线绝缘采用高温 固体绝缘材料，而所有其余绝缘材料均是常规绝缘材料。在层式绕组中，导线绝缘还包括层间绝缘。 固体：仅在某些绕组或所有绕组中的导线绝缘采用高温材料。 液体：矿物油或任何具有等同或更高绝缘耐热等级的绝缘液体。 温度限值.液体顶层温度用常规温度，某些绕组平均温度和绕组热点温度高于常规温度

5.2.4局部混合绝缘系统

图3半混合绝缘系统中的固体绝缘示意图

局部混合绝缘系统是指在绕组的某些元件或部分，例如，绕组导线所在区域中的温度高于常规温度 的情况下，采用高温绝缘材料。 有可能会有额外损耗和发热区，例如： 一由于幅向漏磁分量绕组端部； 一变流变压器绕组中谐波电流大的区域。 由于在绕组上部的温度较高，例如上部1/4处，这部分也可能采用高温绝缘。然而，主要的固体绝 缘材料以及变压器中的绝缘液体是常规的。 固体：某些绕组的特定区域为防止老化过快而采用高温绝缘。 液体：矿物油或任何具有等同或更高绝缘耐热等级的绝缘液体。 温度限值：液体顶层温度和绕组平均温度用常规温度，某些绕组或所有绕组的热点温度高于常规 温度。

图4局部混合绝缘系统中的固体绝缘示意

在大多数采用纤维素材料和矿物油的常规变压器中，变压器的最高运行温度是由固体绝缘决定的。 当高温固体绝缘材料与常规液体一起使用时，绝缘液体通常成为一种限制性的因素，且由它决定变压器 的最高温度限值。此时避免绝缘液体过热便成为设计的焦点。这是因为，当液体温度超过某一规定值 后，老化现象便出现了，从而改变了绝缘液体的众多性能。其中，作为重要性能之一的液体绝缘强度，如 果液体温度不保持低于某规定值时，有可能在较短时间内明显地下降。 表4和表5列出了由不同固体和液体绝缘材料组合的绝缘系统的最高温度限值。有关补充信息参 见附录B。然而，表中所列的这些值均是上限值，且它与变压器的设计和使用有密切的关系。因而本指 导性技术文件并没有为每个绝缘系统选定一个单一温升限值。相反，建议选定的额定温升限值比表中 的最大值要低，且其增量宜为5℃。经过足够的试验数据证明了的热分布模型，可用来决定任何一台特 定变压器设计的实际最高温度限值。在决定这些最高温度限值时需要考虑如下一些因素： 自由呼吸单元会将水分和氧带人变压器油箱内，从而对绝缘老化有很大影响。这种老化随温 度升高而加快； 绝缘材料的老化，比如纤维素材料，会在变压器油箱内产生水和氧； 冷却通道中液体的流速，这是由王液体长时间装熊宝高温中，使尘化加快

b）最高过载温度限值

表5均匀高温绝系统变压器的温升限值

在高温运行中，要重视对各种附件进行检查，以确认它们与配套的部件或所接触的材料在电、热、化 学和机械方面的特性均具有相容性。相容的材料在正常使用时的性能应不会降低或关键参数应无异常 劣化。 本部分主要涉及热相容性。但是，也须考虑这些附件的绝缘和化学性能以及它们的密封特性是否 合适的间题，

只要顶层液体温度不超过常规限值，绕组中的运行温度即使比较高，也不会对套管有较大的影响。 如果顶层液体温度高于常规设计值时，则可能对套管性能有影响。此时，可能需要特别的高温套管或尺 寸加大的套管。作为一种替代的办法，也可以将套管移放至液体温度较低部位处，

对常规电容式套管宜特别注意，因为当套管周围环境温度过高时，电容可能会热击穿。见 IEC60137，其中描述了套管周围变压器绝缘液体的温度限值： 正常负载：100℃； 一急负载：115℃； 一最高日平均：90℃。 由于有热击穿的危险，电缆供应商及进入变压器的端部密封件的供应商可能也会限制变压器套管 周围的液体温度。

无励磁分接开关通常不会安置在顶层液体最热处。但是，当分接开关置放处的液体温度超过常规 产品采用的100C时，宜在选择分接开关各元件时，对其热、机械和绝缘性能进行专门考虑。 如果热量是从绕组传递到分接开关触头上，则绕组运行温度更高时也可能会对分接开关有影。 由于热源是来自绕组而不是来自于更大的电流，故选用电流额定值更高的分接开关不是解决问题的办 法。在高温运行的使用情况中，宜考虑触头材料的相容性问题。 当有载分接开关处于高于常规的温度时，如果需要特殊调整，有必要在寻价、订货阶段向有载裁分接 开关供货商咨询。同样，如果变压器的绝缘液体与常规的矿物油不同，也建议向有载分接开关供货商 咨询。

如果顶层液体温度不超过常规值，则绕组内部运行温度不会影响密封件的性能。当绝缘液体 温度下运行时，就要求采用更高等级的密封材料，所用的材料在使用温度下要求与绝缘液体

运行温度不会影响漆的性能。当绝缘 的温度下运行时，采用热相容

如果顶层液体温度不超过常规值，则绕组内部较高的运行温度不会影响冷却器的性能。当绝缘液 体在较高的温度下运行时，冷却器的所有材料宜适用于高温。粘度和传热率等热性能应仔细考虑，因为 它们可能与矿物油有明显的不同。它们的热性能在更大的温度范围内可能会发生变化。就像油箱一 样，漆宜适用于高温下使用。

油泵的规范中宜考虑绝缘液体在整个运行温度范围内的粘度问题

储油柜的容积大小宜考虑到变压器运行的温度范围。高温液体的膨胀/收缩可能会明显地与矿物 油不同。对于密封式变压器，油箱或储油柜的大小宜足够，以免产生不正常的压力。对于采用隔膜式的 呼吸系统，可能要求采用具有更高温度等级的隔膜材料。而目隔膜的材料应与绝缘液体相容。

制造过程中使用的粘合剂，如果希望在整个寿命过程中一直牢固，则宜适用于运行温度 体化学相容。

程中使用的粘合剂，如果希望在整个寿命过程中一直牢固，则宜适用于运行温度且与绝缘液

必要时，温控器及温度指示器宜适合于更高温度下工作且具有更大的温度测量范围，更大的范围是 由特殊应用决定的。特别是要对其报警值和动作值仔细调整好。

采用高温绝缘系统的变压器，其内部所 产生的气体可能与常规绝缘系统不同，因此，保护继电器宜 与绝缘液体、运行温度和可能产生的气体相容

预计绝缘液体运行温度高于常规矿物油的变压器，连接外部附件的电缆应与箱盖、箱壁隔热或采用 能长期耐受相应温度的型号

液体组成的高温绝缘系统的绝缘性能可 规系统不同。因此在设计阶段，要对这些变化的影响进行全面的分析。设计宜保证变压器在 温度范围内，绝缘性能不产生不可接受的劣化

绕组热点温度值及其位置，对变压器能否正常地运行至关重要。对任何一台变压器这些都是设计 特性，宜有一个准确的并已通过模型试验得到确认的绕组热模型。在局部混合绝缘系统中，将存在着几 个热点（每一种绝缘类型有一个热点），因而都要仔细考虑。见图5b）及图6。 重要的是要注意到，在很多情况下绕组内部冷却通道中的液体温度比油箱中的项层液体温度高，因 为绕组热点是由紧邻绕组的液体温度决定的，所以宜考到这点。绝缘绕组中的绕组导体对液体的温 差通常是等于跨固体绝缘的温差及跨液体边界层的温差之和。在高温绝缘系统中，跨液体边界层的温 差通常比常规绝缘系统要大。这意味着在大多数情况下，绕组表面的温度是受绝缘液体的热能力限 制的。

在D点（见图5）处的绕组表面的最高温度是由冷却通道中的液体温度与跨液体边界层温升之和给 出的。它与绕组表面处的传导系数和穿过绕组表面的热流密度有关。要求绝缘液体能承受此最高的绕 组表面温度而其老化不加快，且不出现不可接受的气体或气泡。

说明： X轴一 距导线表面的距离； Y轴 温度； A 导体厚度； B 固体绝缘材料的厚度； B 高温绝缘材料的厚度； B2 常规绝缘材料的厚度； C 液体边界层厚度； D 绕组表面温度： E 冷却通道中的液体温度； g: 额定电流下绕组平均温度与液体平均温度之间的温差； H 热点系数； P 与固体绝缘材料接触处的热点温度； P 与高温绝缘材料接触处的热点温度； P2 与常规绝缘材料接触处的热点温度； 46 固体绝缘内部的温差； 401 高温绝缘内部的温差； 42 常规绝缘内部的温差； 48 液体边界层内部的温差； . 固体绝缘材料的热传导率； 专 高温绝缘材料的热传导率； 入2 常规绝缘材料的热传导率。

D)两种固体绝缘材料

图5导体对液体的温差

9.1用户应提供的信息

9.1.1环境温度和负载周期

9. 1. 2谱波电流

9.1.3其他特殊使用多

9.2制造方应提供的信息

9. 2. 2 参考温度

当变压器绕组具有不同的绝缘系统温度时，具有较高绝缘系统温度的绕组的参考温厚 的参考温度。

[10. 1. 2普告牌

如果油箱表面温度高于60℃， [起注意，避免触及这类表面。当表面可触及 照有关标准以及特殊设计温度，在变压器 当的警告标志

10. 2变压器说明书

油不同，故变压器说明书应重点突出介绍有关其气 多潮过程的不同特点。对现场 作出说明

焊接标准11.2例行试验、型式试验和特殊试验的要求

试验、型式试验和特殊证

[11. 2. 1概述

房地产项目[11. 2. 2例行试验

[11. 2. 3型式试验

[11. 2. 4特殊试验