當(dāng)今世界，無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，配電變壓器均屬于應(yīng)用量大，面廣的產(chǎn)品，配變也都存在安全、環(huán)保方面的問題。為了不使之成為制約電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的因素，這一問題值得全行業(yè)密切關(guān)注。

2003年8月14日，美加停電事件導(dǎo)致數(shù)十萬人陷入黑暗，美國僅一天停電損失就達(dá)300億美元，加拿大安大略省損失50億加元。隨后，英國倫敦發(fā)生大面積停電事件。持續(xù)不斷的停電既影響了人們正常的工作生活，同時(shí)又影響了人們的生活質(zhì)量。人們?cè)陉P(guān)注電力網(wǎng)安全的時(shí)候可能尚未意識(shí)到配電網(wǎng)中終端設(shè)備配電變壓器存在的安全隱患與環(huán)保問題。迎峰度夏期間，因設(shè)備包括配電在內(nèi)的故障造成了許多電力用戶停電，給社會(huì)安定和人民群眾的生活帶來了一定影響。例如，2003年8月17日的《中國電力報(bào)》以《搶修、搶修、再搶修》為題報(bào)道了某用電管理所搶修班的一天。 “2003年7月23日一個(gè)小小的用電所接到的搶修電話就達(dá)300個(gè)”。配電變壓器故障是導(dǎo)致?lián)屝揞l繁的一個(gè)重要原因。

去年冬夏用電高峰期，我國電力不能滿足廣大用戶需求的問題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，配電變壓器普遍出現(xiàn)過負(fù)荷嚴(yán)重的現(xiàn)象，國內(nèi)先后有十九個(gè)城市出現(xiàn)了限電或拉閘的情況。

農(nóng)網(wǎng)和城網(wǎng)經(jīng)大力改造后，配變的性能和運(yùn)行質(zhì)量雖有所改觀，但仍有較大的隱患，大致存在以下幾個(gè)問題：

1、根據(jù)目前城農(nóng)網(wǎng)的普遍特點(diǎn)，負(fù)載率在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)為30~40%，但在高峰時(shí)，會(huì)經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)行。一方面，有很多不確定因素，例如，夏天連續(xù)高溫，空調(diào)負(fù)荷猛增，農(nóng)忙或抗旱期間，農(nóng)網(wǎng)負(fù)荷驟增，都有可能使配電短時(shí)過載；另一個(gè)方面，高速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)增長帶來工業(yè)和居民用電需求的增長速度超過電網(wǎng)的建設(shè)速度，過載現(xiàn)象一時(shí)難以避免。

2、配變雖有報(bào)警和保護(hù)裝置，但即使報(bào)警或跳閘后也無法在短時(shí)間內(nèi)更換變壓器，結(jié)果造成配變持續(xù)超負(fù)荷以至燒毀。

3、過載配變的最大隱患是可能發(fā)生火災(zāi)，并且在燃燒時(shí)產(chǎn)生有害氣體。

4、隨著兩網(wǎng)改造和電網(wǎng)的不斷發(fā)展，配電變壓器用量劇增，配電使用壽命期后的環(huán)保、回收問題，將成為一個(gè)嚴(yán)峻的課題。

近年來為適應(yīng)國家在城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造的需求，發(fā)展了一批新型優(yōu)質(zhì)的配電變壓器，使配電網(wǎng)絡(luò)的變壓器更趨先進(jìn)，供電更可靠。以杜邦NOMEX®絕緣系統(tǒng)為主線而開發(fā)的系列配電變壓器在適應(yīng)了現(xiàn)代電網(wǎng)過載電壓、安全、可靠、環(huán)保等需求的研究上取得了重大發(fā)展，并在國內(nèi)外積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)了國內(nèi)外配電變壓器的發(fā)展，該系列配變主要向兩個(gè)方向發(fā)展，一是干式配電變壓器，二是與高燃油配合使用的液浸式配電變壓器。下面作重點(diǎn)介紹：

一、NOMEX®絕緣系統(tǒng)干式變壓器

在要求防火、防爆的場(chǎng)所，如商業(yè)中心、機(jī)場(chǎng)、地鐵、高層建筑、水電站等常選用干式配電變壓器，與傳統(tǒng)環(huán)氧澆注干式變壓器不同的是，它將絕緣等級(jí)提高到H級(jí)，這種變壓器以耐高溫的杜邦（C）級(jí)NOMEX®絕緣紙作為主要絕緣材料。作為一種高品質(zhì)絕緣材料，NOMEX®以其卓越的電氣、機(jī)械、物理和化學(xué)特性得到了全球各大權(quán)威機(jī)構(gòu)（如美國UL實(shí)驗(yàn)室、勞氏船級(jí)社、德國VDE、IEC、加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)和核電規(guī)范等）的認(rèn)證。

NOMEX®紙是一種芳香聚酰胺高分子化合物，無毒、無味，由美國杜邦公司獨(dú)家生產(chǎn)經(jīng)營，已廣泛運(yùn)用于宇航、電機(jī)、機(jī)車、核工業(yè)等領(lǐng)域。介電常數(shù)與空氣最為接近，運(yùn)用于變壓器上，使電場(chǎng)分布更加均勻。NOMEX®絕緣紙比重小、重量輕，使用壽命長：美國海軍和其他機(jī)構(gòu)認(rèn)定NOMEX®絕緣紙?jiān)?20℃的高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行可達(dá)25年之久，180℃的高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行可達(dá)40年以上；NOMEX®紙化學(xué)性能穩(wěn)定，能與各種浸漬漆、樹脂相溶，有很好的抗割穿性能和抗拉強(qiáng)度，滿足生產(chǎn)工藝要求。C級(jí)阻燃性小的無溶濟(jì)絕緣漆流動(dòng)性好，浸漬能力強(qiáng)，經(jīng)過真空壓力浸漆工藝能充分滲透到變壓器繞組的空隙部位，既提高了線圈的機(jī)械強(qiáng)度又使產(chǎn)品的局部放電量保持在2-3PC的超低值。

實(shí)踐證明，該類NOMEX®絕緣干式變壓器已得到國內(nèi)外絕大多數(shù)用戶的認(rèn)可。近年來有迅猛發(fā)展之勢(shì)頭。該類NOMEX®絕緣系統(tǒng)配電變壓器可以使配電網(wǎng)達(dá)到：

1．可靠性更高

產(chǎn)品滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，絕緣耐熱等級(jí)達(dá)H級(jí)，主要絕緣材料C級(jí)，留有較大的裕度；比一般干式變壓器有更強(qiáng)的過負(fù)載能力；變壓器在正常使用情況下可免維修。

2．安全性更好

變壓器在使用中不會(huì)助燃，能阻燃，不會(huì)爆炸及釋放出有害氣體；不會(huì)對(duì)環(huán)境、其他設(shè)備特別是對(duì)人體造成危害。

3．滿足環(huán)保性要求

NOMEX®與空氣的介電常數(shù)非常接近，線圈周圍的電場(chǎng)分布均勻，局放小。產(chǎn)品在使用壽命結(jié)束后，線圈可以回收，資源可以重新利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害和污染；噪聲低。

4．質(zhì)量保證

杜邦ReliatraN技術(shù)變壓器特許制造商均已通過ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證

杜邦ReliatraN技術(shù)變壓器特許制造商生產(chǎn)的變壓器，只有在符合杜邦公司制訂的ReliatraN技術(shù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)的條件下才可懸掛杜邦ReliatraN技術(shù)變壓器銘牌

杜邦ReliatraN技術(shù)變壓器特許制造商為其懸掛杜邦ReliatraN技術(shù)變壓器銘牌的變壓器，提供5年的質(zhì)保期。

5．其他

NOMEX®紙與空氣的介電常數(shù)非常接近，線圈周圍的電場(chǎng)均勻，局放小。且產(chǎn)品的耐熱等級(jí)高，因而變壓器的體積小、重量輕。

二、NOMEX®與高燃點(diǎn)β油配合的液浸變壓器

該類變壓器在箱式變電站和戶外配電變壓器中有更為廣闊的應(yīng)用空間。杜邦NOMEX®紙絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通電纜紙。β油是由美國DSI公司生產(chǎn)的一種性能優(yōu)良的高科技環(huán)保油，其最大的特點(diǎn)是燃點(diǎn)高，防火性好（公安部消防科研所測(cè)試，其燃點(diǎn)為310℃，而普通油為165℃），其成分為100%碳?xì)浠衔?，可完全生物降解，無毒性，對(duì)人體和環(huán)境無害，可循環(huán)利用，而且與變壓器中其它材料具有相容性，與常規(guī)油可以混合使用。

β油與NOMEX®絕緣紙配合制造的液浸變壓器，符合美國標(biāo)準(zhǔn)NEC450 23。目前，在美國國家實(shí)驗(yàn)室、五角大樓、空軍基地、國家海岸護(hù)衛(wèi)隊(duì)、海軍、航空總署等地都使用這種變壓器，且運(yùn)行良好。在使用高燃點(diǎn)油變壓器的場(chǎng)所，發(fā)生火災(zāi)和爆炸的概率大大降低。這種新型變壓器近幾年在美國得到迅速發(fā)展，已占到電力變壓器的5%而且比例還在上升。國際電工委員會(huì)也正在考慮制定利用高耐溫絕緣作為絕緣系統(tǒng)的配電變壓器的設(shè)計(jì)導(dǎo)則。

NOMEX®絕緣紙β液變，它的優(yōu)點(diǎn)是安全、防火、運(yùn)行費(fèi)用小及環(huán)保性能好，最大特點(diǎn)是可靠性強(qiáng)。使用這種NOMEX®絕緣紙β液變，將會(huì)大大改變目前的配變狀況。

1、短期超負(fù)荷能力強(qiáng)，經(jīng)過計(jì)算和溫升試驗(yàn)，在150%負(fù)荷下運(yùn)行，其線圈和油的熱點(diǎn)溫度均低于其耐溫等級(jí)，不會(huì)損傷其絕緣壽命。

2、長期使用可免換油、免維護(hù)、克服現(xiàn)有普通油變?nèi)秉c(diǎn)，節(jié)約運(yùn)行成本。

3、β油與普通變壓器油相比，其黏度明顯高于普通變壓器油；而且變壓器油箱設(shè)有獨(dú)特的壓力釋放裝置，運(yùn)行中不會(huì)過壓，不易滲漏。

4、NOMEX®絕緣紙β液變壓器即具有干變的優(yōu)點(diǎn)，又適宜戶外運(yùn)行。

5、數(shù)量龐大的配電變壓器，使用壽命期后材料的回收和循環(huán)使用以及廢棄物的生物降解符合可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的要求，而NOMEX®絕緣紙?jiān)趬勖诤罂缮锝到?，β油本身的工作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其耐溫等級(jí)，因此可經(jīng)過處理再循環(huán)利用，處理后的廢棄物可被土壤中的微生物分解并無毒性，因此不會(huì)在環(huán)境中長期聚集而造成污染。

總而言之，NOMEX®絕緣系統(tǒng)為電氣絕緣建立了新的規(guī)范為配電網(wǎng)的安全環(huán)保，提高了強(qiáng)有力的材料、技術(shù)保證。總的來說，NOMEX®絕緣系統(tǒng)具有五大特點(diǎn)：

1、增強(qiáng)了承受諧波負(fù)載的能力

變壓器在高次諧波負(fù)載下，會(huì)產(chǎn)生很高的熱點(diǎn)溫度，因而需降低基準(zhǔn)設(shè)計(jì)溫度來進(jìn)行補(bǔ)償，而使設(shè)備的尺寸增加，使用NOMEX®絕緣系統(tǒng)的配電變壓器，則具有很大的溫度儲(chǔ)備能力，可以承受這些熱點(diǎn)溫度，從而不會(huì)影響變壓器的使用壽命。

2、提高了變壓器的儲(chǔ)備容量，充分滿足N-1原則。

如果變壓器要在額定負(fù)載或接近額定負(fù)載的情況下連續(xù)運(yùn)行，那么效率是極為重要的。在這種情況下，可以選擇用NOMEX®絕緣系統(tǒng)的配電變壓器。這種變壓器可以在超載的情況下連續(xù)運(yùn)行。這比另增加一臺(tái)輔助變壓器的費(fèi)用要低得多。

3、提高了變壓器的可靠性和壽命

加速熱老化時(shí)溫度對(duì)NOMEX®的重要電性能和機(jī)械性能的影響可用阿侖尼烏斯曲線表達(dá)，這已經(jīng)被美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所（UL）、美國海軍和其他機(jī)構(gòu)所認(rèn)可。例如，在400℃（750°F）溫度下，NOMEX®絕緣紙仍能在數(shù)小時(shí)內(nèi)300V/mil（12KV/mm）的介電強(qiáng)度，推測(cè)在220℃高溫下的熱壽命指數(shù)，可以推算到10萬小時(shí)。

4、適應(yīng)現(xiàn)代環(huán)保潮流

當(dāng)變壓器有效壽命結(jié)束時(shí)，可方便地對(duì)其進(jìn)行拆卸，并將銅（或鋁）導(dǎo)線連同鐵心一起回收。

5、NOMEX®絕緣紙使設(shè)計(jì)有效、體積小、成本低的變壓器成為可能，根據(jù)變壓器的運(yùn)行特性，可以有更加靈活的設(shè)計(jì)方案。

利用新材料、新技術(shù)制造新型配變，以消除配變安全隱患和環(huán)保問題，值得人們向更高更深層次探討。