[發(fā)明專利]高耐熱電力用靜態(tài)設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680003248.7
• 申請(qǐng)日: 2006-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN101107684A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菅原良孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 關(guān)西電力株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01G4/224
• 分類號(hào): H01G4/224;H01F27/32;H01G4/18;H01G4/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫秀武;李炳愛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力用靜態(tài)設(shè)備，特別是具有高耐熱性的變壓器、電容器、電抗器等高耐熱電力用靜態(tài)設(shè)備。

背景技術(shù)

從防火等安全性方面出發(fā)，要求不具有可動(dòng)部的電力用設(shè)備中以變壓器、電容器、電抗器等為代表的電力用靜態(tài)設(shè)備使用不可燃的材料進(jìn)行絕緣。但是，為了保護(hù)地球環(huán)境，需要控制以往使用的不可燃的絕緣油PCB(多氯聯(lián)苯)或不可燃的氣體SF₆(六氟化硫)氣體等的使用。因此，開始廣泛使用以不可燃的樹脂進(jìn)行覆蓋(也稱模制)來(lái)絕緣的模制電力用靜態(tài)設(shè)備。

下面以典型的現(xiàn)有的模制變壓器作為模制電力用靜態(tài)設(shè)備的例子進(jìn)行說明。

該現(xiàn)有模制變壓器是將6kV的高電壓轉(zhuǎn)換成210V的低電壓的額定功率為750kW的3相變壓器，各相的線圈包括低電壓的繞組(2次繞組)和纏繞在低電壓繞組的外側(cè)的高電壓繞組(1次繞組)。各相的線圈分別用絕緣性材料環(huán)氧樹脂或硅樹脂進(jìn)行了模制。2次繞組的中央部設(shè)置有各自的鐵芯。設(shè)置有上部框體和下部框體以將鐵芯上下夾住，并且3組鐵芯與線圈被組裝成一體。對(duì)于這種模制變壓器來(lái)說，有時(shí)以該狀態(tài)直接進(jìn)行設(shè)置以進(jìn)行自然空冷，而有時(shí)裝入柜或外殼中，采用用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制空冷的結(jié)構(gòu)。

專利文獻(xiàn)1：特開2003-158018號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：特開2002-158118號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：特開2002-324727號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：特開2002-141247號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)1《電氣工學(xué)手冊(cè)(第6版)》(電氣學(xué)會(huì)發(fā)行)的第184頁(yè)～192頁(yè)、699頁(yè)～701頁(yè)、706頁(yè)、732頁(yè)～739頁(yè)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

關(guān)于上述的現(xiàn)有例子那種以環(huán)氧樹脂進(jìn)行了模制的模制變壓器，從環(huán)氧樹脂的耐熱性出發(fā)，線圈溫度的上限被設(shè)定在70～120℃，使用中多用風(fēng)扇進(jìn)行冷卻以使不達(dá)到該上限溫度以上的溫度。如果使用中在該模制變壓器中流過大的短路電流或閃電浪涌電流，則有時(shí)線圈溫度超過上述的上限。環(huán)氧樹脂的耐熱性沒有高到如此程度，通常在180℃以上的高溫發(fā)生老化，導(dǎo)致柔軟性不夠而變硬。因此，線圈溫度從高溫狀態(tài)恢復(fù)到室溫狀態(tài)時(shí)，多在環(huán)氧樹脂的內(nèi)部產(chǎn)生大量的裂紋。經(jīng)模制的環(huán)氧樹脂如果產(chǎn)生裂紋，則不能耐受高電場(chǎng)，耐電壓特性變差。

與環(huán)氧樹脂相比，硅橡膠的耐熱性好，雖然如此，其上限也不過200℃左右。硅橡膠是合成高分子化合物，該合成高分子化合物包括具有通過硅氧烷鍵(Si-O-Si鍵)形成的線狀結(jié)構(gòu)的聚甲基苯基硅氧烷。對(duì)于用硅橡膠模制(覆蓋)的線圈來(lái)說，線圈的溫度達(dá)到200℃以上的高溫時(shí)，聚甲基苯基硅氧烷的柔軟性變得不足，線圈在空氣中達(dá)到220℃以上的溫度時(shí)，聚甲基苯基硅氧烷的表面發(fā)生玻璃化，徹底變硬。據(jù)推測(cè)，這是因?yàn)榫奂谆交柩跬閭?cè)鏈的甲基或苯基分解而蒸發(fā)的原因。因此，當(dāng)線圈的溫度恢復(fù)到室溫時(shí)，包括聚甲基苯基硅氧烷的覆蓋物的內(nèi)部產(chǎn)生了大量的空隙和裂紋。如果產(chǎn)生空隙和裂紋，則模制的聚甲基苯基硅氧烷不能耐受高電場(chǎng)且耐電壓特性變差。

環(huán)氧樹脂或硅橡膠的熱傳導(dǎo)率比較低，為0.1～1.0W/mK，以這些物質(zhì)進(jìn)行模制的線圈中，線圈產(chǎn)生的熱不能充分散去。因此，與沒有進(jìn)行模制的情況比，必須設(shè)定比其小的額定容量。另外，因?yàn)樯岵睿暂^短時(shí)間的超過額定電流的短路電流將導(dǎo)致線圈的溫度升高。其結(jié)果是，有時(shí)線圈導(dǎo)體的絕緣材料和覆蓋材料以及設(shè)置在低電壓繞組和高電壓繞組之間用于防止兩者接觸的防混觸板等發(fā)生熱損壞，損傷耐電壓性。

如上所述，以環(huán)氧樹脂或硅橡膠等現(xiàn)有的高分子化合物進(jìn)行模制得到的模制變壓器、模制電容器、模制電抗器等模制電力用靜態(tài)設(shè)備的耐熱性和散熱性不足，在高溫下不能耐受高電場(chǎng)，因此存在耐電壓特性變差的問題。

本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱性高且散熱性優(yōu)異的高耐熱電力用靜態(tài)設(shè)備。

用于解決技術(shù)問題的方法

本發(fā)明的高耐熱電力用靜態(tài)設(shè)備的特征在于，電力用靜態(tài)設(shè)備中所含的至少一個(gè)構(gòu)成要素被合成高分子化合物A覆蓋。合成高分子化合物A由多個(gè)第三有機(jī)硅聚合物相連接而構(gòu)成，所述第三有機(jī)硅聚合物是至少一種第一有機(jī)硅聚合物和至少一種第二有機(jī)硅聚合物相連接而成的。第一有機(jī)硅聚合物具有通過硅氧烷鍵形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。第二有機(jī)硅聚合物具有通過硅氧烷鍵形成的線狀連接結(jié)構(gòu)。第三有機(jī)硅聚合物由第一有機(jī)硅聚合物和第二有機(jī)硅聚合物通過硅氧烷鍵連接而構(gòu)成，并且具有2萬(wàn)～80萬(wàn)的分子量。于是，合成高分子化合物A通過加成反應(yīng)生成的共價(jià)鍵將多個(gè)第三有機(jī)硅聚合物連接而構(gòu)成，具有三維立體結(jié)構(gòu)。