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变压器材料铁芯的分类及用途

作者:admin 发布时间:2021-01-20 18:19:22点击:

  铁芯既是变压器的磁路,又是它的机械骨架。铁芯由铁芯和铁轭两部分组成。铁芯柱上套装绕组,铁轭将铁芯连接起来,使之形成闭合磁路。铁轭又分为上铁轭、下铁轭和旁铁轭。

  为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗,铁芯一般用高磁导率的硅钢片叠成。硅钢片分热轧和冷轧两种,其厚度?有0.35M”M和:0.5M,M两种,硅钢片的“两面涂以、厚0.01-0.13的漆:膜,使片与;片之间!绝“缘。

  根据。结构形、式和工艺。特点,变压器铁芯可,分为叠片式和渐开线式两种,叠片式铁芯又可分为芯式和壳式两类。

  壳式结构是铁轭包围绕组的顶面、底面。和侧面,即壳式变压器的特点是有既有上铁、轭、下铁轭,又有旁铁轭。

  大容量的三相变压器:由于运输的限制,需要降低铁:芯高度,把普通的三相芯片变压器的上下”铁轭的一部分搬到两个边柱的外侧,这就。是三相五柱式:铁芯结构。

  芯式结构的是铁轭靠着绕组的顶面和底面,但不包围绕组;的侧面,壳式结构机械强度较好,但制造复杂,铁芯用材较多。芯式结构比较简单,绕组的装配与绝缘?的处理”也较容易。因此国产电力变压器均采用芯式结构。

  渐开线式铁芯是由铁”芯柱和铁轭两部分组成,铁芯柱是将同一种规格的渐开线形状的硅钢片一片一片的插装而成为一个圆柱形的铁芯柱。铁芯“柱外径与内?孔直径之比“为4.5-6,这种渐开线形的硅钢片是在专门的、成形机上采用冷挤压塑性变形原理一片一片轧制成的。对于三相变压”器来说,渐开线式铁芯比叠片式的优点在于,三相磁路完全是对称的,而且“还可以?节省!硅钢材。

  Ferritecore用于高频变压器它是一种带有尖?晶!石结晶状结构的陶磁体,此种尖晶石为氧化铁和其它二价的金属化合物。如kFe2O4(k代表其它金属),目前常使用的金属有锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、镁(:Ng)、铜(Cu,)。

  其常;用组合如,锰锌、(Mn!Zn)系“列、镍锌(NiZn)系列及”镁锌(Mg”Zn)系列。此种材具有高导磁率和阻抗性的物性,其使用频率范围由1kHz到超过200kHz。

  口型硅钢片常在功率较大的变压器中使、用,它绝缘性能好,易于散热,同时磁”短路,主要用于功率大于500~1000W和大功率!变压器中。

  由两个C?型硅钢片组成一套硅钢片称为CD型硅钢片,用CD型:硅钢片制!作的电源”变压器”在截面!积相同的”条件:下,窗口。愈越高,变压”器功率,越大。于铁:芯两。侧可以;分别安,装线圈,因此变压器的线圈?匝数。可分配在两个线包上,从而使每个线包的平均匝长较短,线圈的、铜耗”减小。另外如果把要求对称的两个,线圈分别绕在两个线包上,可以达到完全对称的效果。

  由四个C型硅钢片组;成一套硅钢片称为ED型硅钢片。ED型硅钢片制成的变压器外形呈扁宽形,在功率相同的条件下ED型变?压器比CD型变压器矮些,宽度大些,另外由!于线圈安装在硅钢片中;间,有外磁路,因此漏磁小,对整体;干扰小。但是它”所有线圈都绕在一个线包上,线包较厚,故平均匝长较!长,铜耗较大。

  C型铁芯性能优异所制作之变压器体积小、重量轻、效率高,装配的角度,来看,C型硅钢片零件很少,通用性强,因此生产:效率高,但是C型硅钢片加工!工序:较多,作较复杂,需用专用设备”制造,因而目前成本还较高。

  我们主;要使用的是EI型?硅钢片。E型硅钢片又称壳型或日型硅钢片,它的主要优点是初、次级线圈共同一个线架,有较高的窗口占空系数(占空系数Km:铜线净截面积和窗口面积比);硅钢片对绕组形成保护外壳,使绕组不易受到机械伤损伤;同时硅钢片散,热面积较:大,变压器磁场发散较少。但是它的、初次级漏,感较大,外来磁!场干扰,也较大,此外,由于绕!组平均、周长较长,在同”样圈,数和铁芯截面积条件?下,EI型铁,芯的变”压器所用的铜线较“多。

  硅钢片的组装方式有交叠法和对叠法两种。交叠法是将硅钢片的开口一对一交替地分布在两边,这种叠法比较麻烦,但硅、钢片间隙小,磁阻小,有利!于增大磁通,因此电源变压器都采用这种方:法。对叠法常用于通有直流电流的场合,为避免直流电流引起饱和,硅钢片之间需要留有空隙,因此对叠法将E片与I片各放一边,两者之间的”空隙可用纸片来调节

  1、磁滞损耗,它是;指变压器在交流“状态中工作时”会因为磁滞现象而出现铁损:的情况,而变压器铁芯的使用就可;以在一定的程度“上改变这个现象。并且也可以缓解变压器在工作时;表面的,上升。

  2、涡流损耗,指的是变压器在工作时产生的交变电流,它与磁通在铁芯中产生的感应电流是会!发生。变化的,这个变化!我们就将!其。称为涡流。而涡流在,损耗的时“候,会让铁芯表面的温、度上升,但是因为铁芯的材质(硅)而使得在此过程中,我们的电阻率会增大,从而可以减少涡流的作用。

  变压器的绕组和铁芯是传递、变换电磁能量;的主要部,件。保证它们的可*运行是人们所关注的问题。统计资料表明因铁芯问题造成故障,占变压器总事故中的第三位。制造部门对变压器铁芯缺陷已引起重视,并在铁芯可*接地、铁芯接:地监视,以及保证一点、接地方面都进行了技术改进。运行部门也把检测和发现铁芯故障提到相当高度。然而,变压器铁芯故障仍!屡有发生,其原因?主要是由于”铁芯多点接地和铁芯接地不良造成。现对两种故障情况的判断及处理方法作一介绍。

  变压器正常运行时,带电的绕组和油箱之间存在电场,而铁芯和其他金属构件处于该电场中。由于电容分布不均,场强各异,如果铁芯”不可*”接地,则将“产生!充放电现象,破坏固体绝缘和油的绝缘强度,所以铁芯必须有一点可*”接地。

  铁芯由硅钢?片,组成,为减小涡流,片间有一定的绝缘电阻(一般仅几欧姆至几十欧姆),由于片间电容极大,在交变电场中可视为通路,因而铁芯中只需一点接地即可将整叠的铁芯叠片电位箝制在地电位。

  当铁芯或其金属构件如有两:点或两点以上(多点)接地时,则接地点间就会造成闭合回路,它键链部分磁通,感生电动:势,并形成:环路,产生“局部过”热,甚至烧毁;铁芯。

  铁芯故障主要由两个方面原因引起,一是施工工艺不良”造成短路,二是由?于附件和”外界因素引起多点接地。

  (5)具有潜油泵装置的大中型变压;器,由于潜油泵轴承磨损,金属粉末进入油箱中,淤积油、箱底部,在电磁力作用,下形成桥路,将下铁轭和垫脚或箱底接通,形成多点接地。

  (8)下夹件和铁轭阶梯间的木垫块受潮或表面不;清洁,附有“较多的?油泥,使其。绝缘电阻值降为零”时,构成了多点接地。

  (2),多点接地;严重时,又较长时间“未处理,变压器连续运行将!导致油及绕组也过热,使油纸绝:缘逐渐老化。会引起铁芯叠片两片绝缘层老化而脱落,将引”起更大的铁芯过热,铁芯将烧毁。

  (1)进行气、相色谱分析。色谱分析中如气体中的甲烷及烯烃组分含”量较高,而一氧化碳和二氧化碳气体含量和已往相比变化不大,或含量正。常,则说明。铁芯、过热,铁芯过、热可能是由于多点!接地”所致。

  (2)测量接地线有无电流。可在变压器铁,芯外引接地套管的接地引线上,用钳形表测量引线上;是否有电流。变压器铁芯正常接地时,因无电流回;路形成。接地、线上电。流很小,为毫、安级(一般小于0.3A)。当存在多点接。地时,铁芯主磁通周围相当于有短路匝?存在,匝内流;过环流,其值决定于故障“点和“正常接地点的相、对位置,即短路匝中!包围磁通。的多少。一般可达几十安培。利用测量!接地引线中有无电、流,很准确地判断出铁芯有无!多点接地故障。

  ①有外引接地线,如果故,障电流较大时,可临?时打开,地线运行。但必须加强监视,以防故障点消失后使铁芯出现悬浮电位。

  ②如果多点接地故障属于不“稳定型,可在工作接地线中串入一个滑线A以下。滑线电阻的选择,是将正常工作接地线“打开测得?的电压除以地线上的电流。

  ④通过测量找到确切的故障点后,如果无法处理,则可将铁芯的正常工作接地片移至故障点同一位置,用以较大幅度地减少环流。

  (2)彻底检修措施。监测发现变压器存在多点接地故障后,对于可停运的变压器,应及时停运,退出后彻底消除多点接地故障。排除此类故障的方法,根据多点接地类型?及原因,应采取相应的检修措施。但也有,某些情况,停电吊芯后找不到故障点,为了能确切找到接地点,现场可采用如下方法。

  ①直流法。将铁芯和夹件的连接片打开,在轭两侧的硅钢片上通入6V的直;流,然后用直;流电”压表依次,测量各:级硅钢片间的电压,当电压等于零或者表指示反向时,则可认为该处是故障接地点。

  ②交流法。将变压器低,压绕组接入交流电压220~380V,此时、铁芯中有磁“通存在。如果有多点接地故障时,用毫安表测量会出现电流(铁芯和夹件的连接片应打开)。用毫安表沿铁轭各级逐点测,量,当毫安表中电,流为零时,则该处为;故障点。

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