El material de aislamiento es uno de los materiales más importantes en los transformadores, y su rendimiento y calidad afectan directamente la confiabilidad del funcionamiento del transformador y la vida útil de los transformadores. En los últimos años, se han utilizado constantemente nuevos materiales de aislamiento en los productos de transformadores. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la aplicación de equipos eléctricos como motores y transformadores se está generalizando cada vez más. La confiabilidad y la vida útil del funcionamiento del transformador dependen en gran medida de los materiales de aislamiento utilizados. Los materiales de aislamiento son cada vez más valorados por el personal dedicado al diseño y fabricación de transformadores. En las últimas dos décadas, han surgido y desarrollado continuamente nuevos productos, tecnologías y teorías en el campo de los materiales de aislamiento de transformadores, lo que hace que los materiales de aislamiento de transformadores y sus aplicaciones sean una disciplina muy importante.
Los materiales de aislamiento, también conocidos como dieléctricos, son materiales con alta resistividad eléctrica y baja conductividad. Los materiales de aislamiento se pueden utilizar para aislar conductores con carga o potenciales diferentes, permitiendo que la corriente fluya en una determinada dirección. En los productos de transformadores, los materiales de aislamiento también juegan un papel en la disipación de calor, enfriamiento, soporte, fijación, extinción de arco, mejora del gradiente de potencial, resistencia a la humedad, resistencia al moho y protección de los conductores. Los materiales de aislamiento se clasifican por nivel de voltaje: generalmente se dividen en Y (90 grados), A (105), E (120 grados), B (130 grados), F (155 grados), H (180 grados) y C (más de 180 grados). El nivel de resistencia al calor del material de aislamiento del transformador se refiere a la temperatura máxima que el material de aislamiento puede soportar en el transformador. Si los materiales de aislamiento se utilizan correctamente, se puede garantizar una vida útil de 20 años. De lo contrario, la vida útil se reducirá de acuerdo con la ley de 8 grados (por cada 8 grados de aumento de la temperatura de aislamiento de grado A, la vida útil se reducirá a la mitad, para el aislamiento de grado B es de 10 grados y para el grado H es de 12 grados. Esta ley se conoce como la ley de 8 grados de envejecimiento térmico). La resistencia al calor de los materiales de aislamiento compuestos de polímeros es la mitad menor que la de los medios no electromecánicos.
El rendimiento de los materiales aislantes está estrechamente relacionado con su composición y estructura molecular. Existen muchos tipos de materiales aislantes para transformadores, que generalmente se pueden dividir en materiales aislantes gaseosos, materiales aislantes líquidos y materiales aislantes sólidos según sus formas.
Materiales de aislamiento sólidos: Los materiales de aislamiento sólidos utilizados en transformadores se refieren a materiales de aislamiento que son sólidos en su propia forma o han sufrido reacciones químicas o cambios físicos para volverse sólidos. Existen varios tipos de materiales de aislamiento sólidos para transformadores, como papel aislante, cartón aislante, papel Nomex, papel adhesivo, madera laminada eléctrica, tablero de tela de vidrio epoxi, tablero laminado de baja pérdida dieléctrica, pintura aislante, adhesivo aislante, cinta de tela de algodón, cinta de compresión, cinta de poliéster no tejida de malla, etc.
1. Papel aislante: El papel aislante al que se hace referencia aquí se refiere al papel de pulpa de madera de sulfato puro, mientras que otros papeles aislantes incluyen papel de fibra sintética (como el papel NOMEX), papel aislante con nitrilo añadido (como el papel Denison), etc.
2. Papel arrugado aislante: se fabrica arrugando el papel aislante que utilizan los electricistas. Tiene arrugas a lo largo de su dirección lateral, que se separan al estirarse. Debido a los diferentes procedimientos de procesamiento de arrugado, se puede fabricar papel arrugado con diferente elongación. El grosor del papel aislante es generalmente de 0.05 mm ~ 0,12 mm, con un rango de elongación de 5% ~ 200%. El papel arrugado aislante se utiliza comúnmente para el aislamiento de bobinados de transformadores sumergidos en aceite, como salidas de bobinado,
3. Papel Denison: El papel aislante se cambia por papel de nitrilo y durante el proceso de fabricación se añaden a la pulpa amina de nitrilo, cianuro de etileno, etc. Producido por la empresa Denison en Estados Unidos, la característica de este papel es que después de arrugarse, se calandra y tiene un buen contenido de cianuro mecánico y una elongación adecuada. Es un material ideal para el aislamiento de grandes espiras de bobinados de transformadores. Su uso para envolver cables transpuestos puede garantizar la estanqueidad sin hincharse.
4 El papel Nomex es un papel de fibra sintética resistente al calor producido por DuPont en Estados Unidos. Nomex es el nombre comercial de este papel de fibra. El componente principal de Nomex es la poliamida aromática, que tiene buenas propiedades de envejecimiento térmico. Puede usarse durante mucho tiempo a 220 grados y pertenece a los materiales de aislamiento de clase C.
5. Cinta adhesiva: se puede dividir en tres tipos: cinta adhesiva de una sola cara, cinta adhesiva de doble cara y cinta adhesiva de rejilla de diamante. El tipo de papel adhesivo se fabrica recubriendo papel de bobinado de 0,07 mm con resina fenólica o resina epoxi y horneándolo y secándolo.
6 Papel metalizado: se utiliza para pantallas de puesta a tierra y electrostáticas. El papel base es de papel aislante de 0,2 mm de espesor y el espesor del papel de aluminio es de 0,02 mm para envolver los cables y la pantalla aislante.
7. Cartón aislante: fabricado a partir de papel de pulpa de madera kraft. Se utiliza para almohadillas de separación de aceite, tabiques, tubos de cartón, papel corrugado, aislamiento de horquillas de hierro, aislamiento de abrazaderas y aislamiento de extremos de placas de presión de bobinado de bobinados tipo panqueque.
8 Tambores de aislamiento: Los tambores de aislamiento utilizados en transformadores incluyen tambores de papel fenólico, tambores de tela de vidrio epoxi, tambores de fibra de vidrio y tambores de cartón.
9. Cartón corrugado: En la estructura de separación de placas de aceite compuesta por tubos de papel multicapa en transformadores de alta tensión, se puede utilizar cartón corrugado en lugar de barras de soporte para formar espacios de aceite. Esta estructura de aislamiento puede ahorrar materiales de aislamiento y, al mismo tiempo, garantizar el rendimiento del aislamiento.
10. Productos eléctricos laminados: Materiales aislantes con estructuras en capas hechas de papel, tela y chapas de madera como sustratos, recubiertas con diferentes adhesivos y prensadas o laminadas en caliente.
11 Cartón Nomex: un tipo de cartón fabricado a partir de materiales sintéticos a base de fibras de amidas aromáticas.
12 Varillas de tracción: Las varillas de tracción de alambre de vidrio se utilizan a menudo para barras entre etapas, tirantes de espacio de aire, tornillos y tornillos en las columnas de núcleo de hierro de transformadores de tipo seco.
13 Moldes eléctricos delgados y materiales compuestos eléctricos: Tienen excelentes propiedades dieléctricas y pertenecen a la categoría de materiales aislantes delgados. Las películas eléctricas incluyen películas de polipropileno, películas de poliéster y películas de poliimida. Los materiales compuestos son productos compuestos fabricados mediante la unión de uno o ambos lados de una película delgada con materiales de fibra.
14 Tejido recubierto de vidrio: El tejido recubierto de vidrio se fabrica sumergiendo el tejido de vidrio sin álcali que utilizan los electricistas en pintura aislante y horneándolo. Se utiliza para transformadores de tipo seco.
Materiales de aislamiento para la unión de transformadores: Los materiales de aislamiento utilizados para la unión de transformadores incluyen cinta de tela de algodón, cinta de compresión, cinta de alambre fino semiseco, cinta de malla semiseca sin trama, cinta de tela de vidrio y cuerda de poliéster.