干式变压器作为电力系统中的重要设备，其绝缘性能直接关系到变压器的安全稳定运行以及电力传输的可靠性。与油浸式变压器不同，干式变压器依靠固体绝缘材料来实现电气隔离，因此，深入研究干式变压器的绝缘技术对于提高其性能、延长使用寿命以及保障电力系统的安全具有极为重要的意义。
环氧树脂
环氧树脂是干式变压器中应用最为广泛的绝缘材料之一。它具有优异的电气绝缘性能，绝缘电阻高，能够有效地阻止电流泄漏，保证变压器的正常运行。环氧树脂的力学性能良好，固化后具有较高的强度和硬度，可以承受变压器在运行过程中产生的机械应力，如绕组的电磁力、振动等。此外，环氧树脂还具有良好的耐热性和耐化学腐蚀性，在高温环境下不易分解，能够抵御变压器内部可能产生的化学物质的侵蚀。例如，在一些工业场所，环境温度较高且存在一定的化学污染，采用环氧树脂绝缘的干式变压器能够稳定运行，为工业生产提供可靠的电力保障。
Nomex 纸
Nomex 纸是一种高性能的芳香族聚酰胺纤维纸，在干式变压器的绝缘系统中也起着重要作用。它具有出色的耐高温性能，其长期使用温度可高达 220℃以上，能够满足干式变压器在过载或高温环境下的运行要求。Nomex 纸的电气强度高，介电常数稳定，能够有效地防止局部放电的产生和发展。同时，Nomex 纸还具有良好的机械韧性，在变压器绕组的绕制过程中不易破损，便于加工和安装。例如，在一些对变压器体积和重量有严格要求的场合，如高层建筑、地铁等，采用 Nomex 纸绝缘的干式变压器可以在保证绝缘性能的前提下，减小变压器的尺寸和重量，提高空间利用率。
其他绝缘材料
除了环氧树脂和 Nomex 纸外，干式变压器还可能使用一些其他的绝缘材料，如聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜等。聚酯薄膜具有良好的电气绝缘性能和机械强度，价格相对较低，常用于一些对绝缘要求不是特别高的部位，如绕组的层间绝缘。聚酰亚胺薄膜则具有更高的耐热性和耐辐射性，适用于一些特殊环境下的干式变压器，如核电站、航天航空等领域。这些绝缘材料相互配合，共同构成了干式变压器的绝缘体系，确保变压器在各种复杂环境下都能安全可靠地运行。
绕组绝缘结构
绕组是干式变压器的核心部件，其绝缘结构设计至关重要。在绕组的设计中，通常采用多层绝缘材料进行包裹。例如，在导线的表面先包覆一层聚酯薄膜，然后再用环氧树脂进行浸渍处理，这样可以提高绕组的绝缘性能和机械强度。对于高压绕组，由于其承受的电压较高，绝缘厚度和层数会相应增加，并且在绕组的端部还会采用特殊的绝缘处理，如增加绝缘端圈、采用锥形绝缘结构等，以防止电场集中，减少局部放电的发生。此外，绕组的绕制方式也会影响绝缘结构的性能，采用合理的绕制工艺，如紧密绕制、均匀绕制等，可以减少绕组内部的气隙，提高绝缘的均匀性。
铁芯绝缘结构
铁芯是干式变压器的磁路部分，也需要进行良好的绝缘处理。铁芯与绕组之间通常采用绝缘板进行隔离，绝缘板的材质一般为环氧树脂板或 Nomex 纸板，其厚度根据变压器的电压等级和容量确定。在铁芯的叠片之间，也会涂覆一层绝缘漆，以防止铁芯片间短路，减少涡流损耗。同时，在铁芯的接地部位，要采用可靠的接地方式，如通过接地片与变压器外壳相连，并且要保证接地电阻符合要求，防止铁芯带电对变压器和人员造成危害。
绝缘结构的优化与仿真
为了提高干式变压器的绝缘性能，在设计过程中通常会采用优化技术和仿真手段。通过计算机仿真软件，可以对变压器的电场分布、温度分布等进行模拟分析，找出绝缘结构中的薄弱环节，然后进行针对性的优化。例如，通过调整绝缘材料的厚度、改变绕组的结构形式等，使电场分布更加均匀，降低局部电场强度，从而减少局部放电的可能性。同时，仿真分析还可以预测变压器在不同运行条件下的性能变化，为变压器的设计和运行维护提供依据。
绝缘电阻测试
绝缘电阻是衡量干式变压器绝缘性能的基本指标之一。通过绝缘电阻测试仪，可以测量变压器绕组之间、绕组与铁芯之间以及绕组与外壳之间的绝缘电阻值。绝缘电阻值越高，说明绝缘性能越好。在测试过程中，要按照相关标准和规范进行操作，如选择合适的测试电压、测试时间等。一般来说，新安装的干式变压器绝缘电阻值应符合产品技术要求，在运行过程中，绝缘电阻值也应定期进行监测，如果发现绝缘电阻值下降，可能是由于绝缘受潮、老化或局部损坏等原因引起的，需要及时进行检查和处理。
局部放电测试
局部放电是干式变压器绝缘劣化的重要原因之一，因此局部放电测试对于评估变压器的绝缘性能具有重要意义。局部放电测试采用专门的局部放电检测仪，通过检测变压器内部是否存在局部放电现象以及放电量的大小、放电位置等信息，来判断绝缘的状况。在测试过程中，要对变压器施加一定的电压，并在不同的电压阶段进行检测。一般来说，干式变压器的局部放电量应控制在较低的水平，如果局部放电量超标，可能会导致绝缘的进一步损坏，最终引发变压器故障。因此，对于局部放电超标的变压器，要及时进行分析和处理，如查找放电点、改善绝缘结构等。
耐压测试
耐压测试是检验干式变压器绝缘强度的重要手段。通过耐压试验设备，对变压器施加高于其额定电压一定倍数的试验电压，持续一定的时间，观察变压器是否能够承受住该电压而不发生击穿现象。耐压测试可以有效地发现变压器绝缘中的潜在缺陷，如绝缘材料中的薄弱点、绝缘结构中的气隙等。在进行耐压测试时，要严格按照相关标准进行操作，确保测试的准确性和安全性。如果变压器在耐压测试中发生击穿，要对击穿部位进行详细的分析，找出原因，并对绝缘进行修复或更换。
干式变压器的绝缘技术是一个复杂而系统的工程，涉及到绝缘材料的选择、绝缘结构的设计、绝缘性能的测试与评估等多个方面。通过合理选用绝缘材料、优化绝缘结构设计以及严格进行绝缘性能测试与评估，可以有效地提高干式变压器的绝缘性能，保障其在电力系统中的安全稳定运行，为电力传输提供可靠的保障。随着电力技术的不断发展，干式变压器的绝缘技术也将不断创新和完善，以适应更高的电力需求和更复杂的运行环境。
