X射線探傷機高壓變壓器的絕緣
發布時間：2017-09-01
1系統介紹
工業X射線探傷機按結構通常分為移動式和攜帶式。
移動式X射線機射線發生器與高壓發生器之間采用高壓電纜連接,長度一般為5 m。其管電流可達到10 mA甚至更大,系統完善,工作效率高。冷卻系統為水循環冷卻或油循環冷卻。X射線管采用金屬陶瓷X射線管或玻璃X射線管,射線發生器與控制系統之間通常用一條長為25 m～50 m的低壓電纜連接,以便于現場的防護和操作。
攜帶式X射線機的X射線管、高壓變壓器、冷卻系統安裝在一起,簡稱射線發生器。在射線發生器中采用SF6作為絕緣氣體,因此體積小、重量輕、便于攜帶,其發生器與控制系統同樣采用低壓電纜連接。攜帶式X射線機管電壓一般在100 kV～350 kV之間,管電流通常為5 mA,連續工作時間一般為5min,以保證射線管和高壓變壓器不會因溫度過高而迅速老化。
2移動式X射線探傷機
移動式X射線探傷機工作功率非常高,其內部絕緣介質采用變壓器油(礦物油)絕緣,變壓器油不僅有很高的絕緣和耐擊穿特性而且有很好的散熱性。這類機器以及電力部門的大型變壓器都使用油浸變壓器,變壓器的制作材料也比較特殊,通常情況下高壓變壓器由銅線(漆包線)繞制,層間采用全芳香聚酰胺纖維(Wholly aromatic polyamide fibers)所組成的氈合纖維紙,和大多數的非纖維素紙構成的絕緣材料不同,浸漬在變壓器油中的聚酰胺紙與油組合,很大程度上超出了單純的纖維材料紙或油的絕緣性和散熱性。此外,含有全芳香的聚酰胺纖維和液體介質的組成比纖維素紙具有高得多的沖擊放電強度,有很高的熱穩定性和較大的機械強度,并很少吸收潮氣,也不形成裂化產物―水。
3攜帶式X射線探傷機
在攜帶式X射線機中所充的絕緣介質,較早時為高抗電強度的變壓器油,其抗電強度應不小于30kV/2.5 mm～50 kV/2.5 mm。現在多數充填的絕緣介質是SF6,以減輕射線發生器的重量。充填的SF6氣體應不低于0.34 MPa,但為防機殼爆裂,也不能過高,通常不應超過0.49 MPa。
SF6氣體是一種耐電弧性能良好、絕緣強度很高的惰性氣體。其化學性質不活潑、不燃、無毒,400℃以下不分解,是一種很穩定的氣體。SF6氣體與空氣、絕緣油的比較如表1所示。
充氣式X射線發生器是密封壓力容器,空間小,只能靠風機散熱,其工作溫度很高,高壓變壓器在這種惡劣的環境下工作不能不考慮溫度的影響。早期的高壓變壓器全部采用絕緣紙繞制,絕緣紙在烘干時釋放出潮氣,容易影響變壓器的絕緣性能,同時絕緣紙在烘干時大量緊縮可能會破壞變壓器的階梯,發生撕裂現象,并且大大降低了變壓器的機械強度。現在的高壓變壓器大多使用聚酰薄膜和聚酯薄膜,其具有很高的絕緣強度和抗拉伸性能。聚酰薄膜比較聚酯薄膜耐溫性更高,但其介電常數ε也相對較大,考慮到整個變壓器的電場分布和電暈的情況,在耐壓強度達到要求的情況下,將聚酰薄膜和聚酯薄膜混合使用即采用聚酰――聚酯――聚酯――聚酰的方法代替了全部聚酰薄膜的高壓變壓器。可在溫度最高的地方加上透氣網,就能提高高壓變壓器的耐熱性能和機械強度,同時也降低了成本。微小型充氣式X射線發生器的工作溫度不太高,機械強度要求也不高,因此繞制高壓變壓器時通常用紙―膜―膜―紙即紙貼線的方法。紙的透氣性好,紙和膜的混合使用防止了撕裂現象的發生,進一步降低了成本。
聚酰薄膜的耐壓強度主要為其厚度所影響。當厚度為0.025 mm～0.03 mm時,比絕緣紙耐壓強度高很多,當膜的層數增加時(使用多層是為了彌補單層的缺陷),其擊穿強度仍保持不變;當紙的厚度為2～3層時,其沖擊電壓強度達到最高值。厚度再增加時其沖擊電壓強度逐漸減小,當厚度達10層時沖擊電壓強度大約是最大值的80%。耐壓強度取決于單層的強度而不是單純地增加層數。
作為高壓變壓器絕緣材料,膜具有很多突出的優點。聚酰薄膜和聚酯薄膜的性能比較如表2所示。
摘自：中國計量測控網
