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美国H-J公司在柱上配电变压器套管的重大突破

电力行业正面临着与日益增长的需求和气候变化相关的挑战，促使了组件设计的新方法，以应对这种技术的新挑战。这些需求推动了新产品的开发，旨在提高耐久性、易操作性以及减少碳足迹。美国H-J公司按照国际技术标准开发变压器和电气设备的新部件，创新新技术和原材料，将质量标准提高到新的水平。

在IEC和IEEE标准下，瓷制高压套管已广泛应用于柱上配电变压器中。它们提供了合理的成本效益比；然而，它们也会引起人们对由于运输、搬运和安装而导致的瓷制套管易损性和机械性能的担忧。市场对性能要求不断提高，为了应对市场发展，近年来，电气应用的环氧配方的积极发展，促使可再生能源行业增加了环氧电气组件的使用，在该行业，优越的介电、机械和热性能是至关重要的。本文件描述了环氧树脂套管的机械和介电性能，同时也强调了它们对环境足迹的影响。

介电性能

瓷制套管通常由瓷绝缘子内部的铜线导体制造，主要绝缘是空气，在某些情况下与油结合。在环氧套管中，高压导体与环氧阀体直接接触。在绝缘横截面内不存在气隙或补充绝缘。

电场模拟的结果如图1所示；它反映了电场是如何受到导体和陶瓷/环氧树脂体之间的介质的影响的。在导体和瓷体之间的气隙中有一个可见的电场集中。在环氧套管的情况下，电场完全分布在环氧绝缘截面上。

图1：电场模拟

穿过瓷套内空气间隙的等电位线的浓度会导致局部放电活性的增加，并由于过电压和电压波动而导致绝缘性能的电位降低。相比之下，环氧树脂衬套在电瞬变期间表现出更好的性能，如谐波或电压峰值，这归因于其更均匀的电场分布。

机械性能和占地面积

柱上配电套管的紧凑设计为优化储罐设计和油量提供了机会，因此，油量，其中活性部分不是一个限制因素，特别是在低容量的单相配电变压器中。除了改善应用环氧套管的机械性能外，应该注意的是，环氧绝缘的坚固性具有很高的弹性。这种材料性能提供了巨大的改进，设备硬化防止破坏是一个问题。

环氧性能

该材料具有出色的疏水性和表面跟踪特性，并具有 UL-94 V-0 阻燃性等级，可在非侵蚀性大气条件下实现出色的性能。

应用中的典型污染物是沿海地区空气中的颗粒物、盐雾。这些污染物可以导致表面跟踪，由于放电的作用上或接近绝缘表面。根据ASTM D2303进行倾斜平面跟踪测试，在3.5 kV下产生非常稳定的900分钟，使环氧材料成为这些环境中的理想解决方案。

环氧材料根据ASTM D635 的UL 94 V-0阻燃性等级；本标准描述了测试环氧材料燃烧速率和/或燃烧时间的方法。该方法在技术上等同于IEC 60695-11-10。本标准旨在测量和描述材料、产品或组件对加热和火焰的响应。

表面冲击

此外，与相同电压等级的典型瓷制套管相比，环氧树脂套管设计显著减轻了重量（环氧树脂类为0.8KG，瓷类为2.5KG）。这种重量的减轻提供了更小的碳足迹和降低了运输成本。根据美国的平均货运卡车计算，它每吨英里排放161.8g二氧化碳。在重量评估中使用相同的数字，重量减少1.7KG和1,042,992台液浸式中压单相变压器。平均行驶距离为2000KM。碳足迹总共节省了287公吨。

环境保护署的一项估算发现，由运输产生的污染物气体，与重量有关，达到每吨每英里161.8g二氧化碳。

总的来说，环氧配电高压套管展示了如何利用为配电网中应用的可再生能源开发的最新技术来提高电网的弹性。