Le matériau isolant est l'un des matériaux les plus importants des transformateurs, et ses performances et sa qualité affectent directement la fiabilité du fonctionnement du transformateur et la durée de vie des transformateurs. Ces dernières années, de nouveaux matériaux isolants ont été constamment utilisés dans les produits de transformateurs. Avec le développement rapide de la science et de la technologie, l'application d'équipements électriques tels que les moteurs et les transformateurs est de plus en plus répandue. La fiabilité et la durée de vie du fonctionnement du transformateur dépendent en grande partie des matériaux isolants utilisés. Les matériaux isolants sont de plus en plus appréciés par le personnel engagé dans la conception et la fabrication des transformateurs. Au cours des deux dernières décennies, de nouveaux produits, technologies et théories dans le domaine des matériaux d'isolation des transformateurs ont continuellement émergé et se sont développés, faisant des matériaux d'isolation des transformateurs et de leurs applications une discipline très importante.
Les matériaux isolants, également appelés diélectriques, sont des matériaux à haute résistivité électrique et à faible conductivité. Les matériaux isolants peuvent être utilisés pour isoler les conducteurs avec une charge ou des potentiels différents, permettant au courant de circuler dans une certaine direction. Dans les produits de transformateur, les matériaux isolants jouent également un rôle dans la dissipation de la chaleur, le refroidissement, le support, la fixation, l'extinction de l'arc, l'amélioration du gradient de potentiel, la résistance à l'humidité, la résistance à la moisissure et la protection des conducteurs. Les matériaux isolants sont classés par niveau de tension : généralement divisés en Y (90 degrés), A (105), E (120 degrés), B (130 degrés), F (155 degrés), H (180 degrés) et C (supérieur à 180 degrés). Le niveau de résistance à la chaleur du matériau isolant du transformateur fait référence à la température maximale que le matériau isolant est autorisé à supporter dans le transformateur. Si les matériaux isolants sont utilisés correctement, une durée de vie de 20 ans peut être garantie. Dans le cas contraire, la durée de vie sera réduite selon la loi des 8 degrés (pour chaque augmentation de 8 degrés de la température d'isolation de classe A, la durée de vie sera réduite de moitié, pour l'isolation de classe B, elle est de 10 degrés et pour l'isolation de classe H, elle est de 12 degrés. Cette loi est connue sous le nom de loi des 8 degrés du vieillissement thermique). La résistance à la chaleur des matériaux isolants composés de polymères est deux fois inférieure à celle des milieux non électromécaniques.
Les performances des matériaux isolants sont étroitement liées à leur composition moléculaire et à leur structure. Il existe de nombreux types de matériaux isolants pour transformateurs, qui peuvent généralement être divisés en matériaux isolants gazeux, matériaux isolants liquides et matériaux isolants solides selon leurs formes.
Matériaux isolants solides : Les matériaux isolants solides utilisés dans les transformateurs désignent les matériaux isolants qui sont soit solides sous leur forme propre, soit qui ont subi des réactions chimiques ou des modifications physiques pour devenir solides. Il existe différents types de matériaux isolants solides pour les transformateurs, tels que le papier isolant, le carton isolant, le papier Nomex, le papier adhésif, le bois laminé électrique, le panneau en tissu de verre époxy, le panneau laminé à faible perte diélectrique, la peinture isolante, l'adhésif isolant, le ruban en tissu de coton, le ruban de compression, le ruban en polyester non tissé à mailles, etc.
1. Papier isolant : Le papier isolant mentionné ici fait référence au papier de pâte de bois à base de sulfate pur, tandis que les autres papiers isolants comprennent du papier en fibres synthétiques (tel que le papier NOMEX), du papier isolant additionné de nitrile (tel que le papier Denison), etc.
2. Papier froissé isolé : fabriqué en froissant le papier isolant utilisé par les électriciens. Il y a des plis le long de sa direction latérale, qui se séparent lorsqu'ils sont étirés. En raison de différentes procédures de traitement de froissement, du papier froissé avec différents allongements peut être fabriqué. L'épaisseur du papier isolant est généralement de 0.05 mm à 0,12 mm, avec une plage d'allongement de 5 % à 200 %. Le papier froissé isolant est couramment utilisé pour l'isolation des enroulements des transformateurs immergés dans l'huile, tels que les sorties d'enroulement,
3. Papier Denison : Le papier isolant est transformé en papier nitrile et, au cours du processus de fabrication, de l'amine nitrile, du cyanure d'éthylène, etc. sont ajoutés à la pâte. Produit par la société Denison aux États-Unis, ce papier se caractérise par le fait qu'après le froissement, il est calandré et présente une bonne teneur en cyanure mécanique et un allongement approprié. C'est un matériau idéal pour l'isolation des grandes spires d'enroulement de transformateur. Son utilisation pour envelopper des fils transposés peut assurer l'étanchéité sans gonflement.
Le papier Nomex est un papier en fibres synthétiques résistant à la chaleur produit par DuPont aux États-Unis. Nomex est le nom commercial de ce papier en fibres. Le composant principal du Nomex est le polyamide aromatique, qui présente de bonnes propriétés de vieillissement thermique. Il peut être utilisé pendant une longue période à 220 degrés et appartient à la classe C des matériaux isolants.
5. Ruban adhésif : Il peut être divisé en trois types : ruban adhésif simple face, ruban adhésif double face et ruban adhésif à grille diamantée. Le type de papier adhésif est fabriqué en enduisant du papier enroulé de 0,07 mm avec de la résine phénolique ou de la résine époxy, puis en le faisant cuire et sécher.
6. Papier métallisé : utilisé pour les blindages de masse et électrostatiques. Le papier de base est un papier isolant d'une épaisseur de 0,2 mm et l'épaisseur de la feuille d'aluminium est de 0,02 mm pour l'enveloppement isolant des fils et du blindage isolant.
7. Carton isolant : fabriqué à partir de papier kraft. Il est utilisé pour les tampons d'étanchéité à l'huile, les cloisons, les tubes en carton, le papier ondulé, l'isolation des culasses en fer, l'isolation des pinces et les plaques de pression d'enroulement d'isolation d'extrémité des enroulements en galettes.
8 Tambours isolants : Les tambours isolants utilisés dans les transformateurs comprennent les tambours en papier phénolique, les tambours en tissu de verre époxy, les tambours en fibre de verre et les tambours en carton.
9. Carton ondulé : dans la structure des interstices de plaques d'huile composée de tubes en papier multicouches dans les transformateurs haute tension, le carton ondulé peut être utilisé à la place des barres de support pour former des interstices d'huile. Cette structure isolante permet d'économiser des matériaux isolants tout en garantissant les performances d'isolation.
10. Produits électriques laminés : Matériaux isolants à structures stratifiées fabriqués à partir de papier, de tissu et de placages de bois comme substrats, enduits de différents adhésifs et pressés ou laminés à chaud.
11 Carton Nomex : type de carton fabriqué à partir de matières synthétiques à base de fibres d'amides aromatiques.
12 tiges de traction : les tiges de traction en fil de verre sont souvent utilisées pour les barres inter-étages, les entretoises d'entrefer, les vis et les vis dans les colonnes à noyau de fer des transformateurs de type sec.
13 Moules électriques minces et matériaux composites électriques : Ils ont d'excellentes propriétés diélectriques et appartiennent à la catégorie des matériaux isolants minces. Les films électriques comprennent les films en polypropylène, les films en polyester et les films en polyimide. Les matériaux composites sont des produits composites fabriqués en collant une ou les deux faces d'un film mince avec des matériaux fibreux.
14 Tissu enduit de verre : Le tissu enduit de verre est fabriqué en immergeant le tissu de verre exempt d'alcali utilisé par les électriciens dans la peinture isolante et en le faisant cuire. Utilisé pour les transformateurs de type sec.
Matériaux isolants pour la liaison des transformateurs : Les matériaux isolants utilisés pour la liaison des transformateurs comprennent le ruban en tissu de coton, le ruban de compression, le ruban métallique fin semi-sec, le ruban sans trame semi-sec en maille, le ruban en tissu de verre et la corde en polyester.