干式變壓器因其防火、安全、可靠、節(jié)能、免維護、損耗小、噪音低、壽命長、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在變電站、工礦企業(yè)、醫(yī)院、住宅小區(qū)等場合。它主要有環(huán)氧樹脂絕緣（簡稱ORDT）和浸漆式的非包封（簡稱OVDT）2種主流形式。前者機械強度和耐受短路能力以及防潮、防塵、耐腐蝕性能好，壽命終結(jié)后，只能深埋處理。后者絕緣耐壓性能、耐熱、阻燃性能好，絕緣等級可達到H級，壽命終結(jié)后，可降解回收。干式變壓器正常都帶有外殼，其外殼材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、進出線方式、密封與散熱、基礎(chǔ)形式等是干式變壓器外殼設(shè)計必須考慮的重要因素。
1材質(zhì)與結(jié)構(gòu)
干式
變壓器外殼可以有效封閉干式變壓器，起到安全防護作用，避免干式變壓器上的裸露導(dǎo)電體對人產(chǎn)生傷害，防止蛇、鼠等小動物靠近或攀爬造成短路事故，還能屏蔽電磁輻射、降低噪聲對周圍環(huán)境的影響。所以，目前使用的干式變壓器，正常情況下都配備有外殼。
1.1材質(zhì)
干式變壓器外殼普遍采用不銹鋼、鋁合金、鋼板等材料。常用的不銹鋼牌號有201（17Cr-4.5Ni-6Mn-N）和304（18Cr-9Ni）等。201不銹鋼抗腐蝕性能稍差，室外環(huán)境易生銹；304不銹鋼具有很好的抗腐蝕性能，可以用在室外，價格也相對較高；316（17CrNi-12Mo2）不銹鋼抗腐蝕性能更好，價格更高，一般應(yīng)用在特別惡劣的環(huán)境中。鋁合金導(dǎo)熱性能優(yōu)良，強度稍差。鋼板常用冷軋鋼板，經(jīng)噴塑或噴漆處理，能與開關(guān)柜顏色一致，強度也比較好，價格低，但制作周期較長。設(shè)計時，可根據(jù)用戶經(jīng)濟情況、使用環(huán)境等選用合適材料。
1.2結(jié)構(gòu)
干式變壓器外殼常用的結(jié)構(gòu)主要有一體式和組裝式2種。早期大多采用前者，其好處是現(xiàn)場無需組裝，安裝方便，但其最大的問題是運輸不方便。如果將其罩在干式變壓器上，就不方便把干式變壓器固定在運輸車輛上，如果將其與干式變壓器分別單獨固定在車上運輸，又會占用比較大的車輛空間，運輸成本較高。另外，一體式還會遇到配電室門較窄時無法進入配電室的難題。目前大多選用后者。組裝式干式變壓器外殼由左、右側(cè)框，前、后門框，頂蓋以及連接附件組成，它們可現(xiàn)場組裝，運輸方便，進入配電室也方便。
個別地方的運維人員水平有限，曾出現(xiàn)帶電打開干式變壓器外殼大門的情況，造成了不該發(fā)生的人身傷害事故。所以，設(shè)計人員宜在技術(shù)協(xié)議中明確要求，前后大門均配置行程開關(guān)，并加電磁鎖。行程開關(guān)可以與高壓開關(guān)柜二次分閘回路連接，一旦大門打開，行程開關(guān)動作，啟動高壓開關(guān)柜二次分閘回路動作跳閘，確保操作者安全。即使個別用戶未把行程開關(guān)與高壓開關(guān)柜連接，使這層保護失去意義，電磁鎖（從變壓器上引接220V電源即可）也可以確保在帶電情況下大門不能打開，除非緊急解鎖。還可以把干式變壓器上的高壓支柱絕緣子換為傳感器，在大門上安裝帶電顯示器，以便直觀地看到變壓器運行帶電狀態(tài)。
組裝式外殼的框架是由不銹鋼、鋁合金方管或矩管焊接或螺絲緊固組成?？蚣軆?nèi)嵌入1—2mm的不銹鋼板或鋁合金板封堵，不銹鋼板或鋁合金板根據(jù)框架尺寸折邊，嵌入框架內(nèi)，焊接或用螺絲或鉚釘固定。其上面開長條孔，但是窄邊方向的尺寸不得大于12.5mm，滿足IP20防護等級要求。如果長條孔內(nèi)加8目的防塵網(wǎng)，防護等級即達IP30。如果用在室外，防護等級要IP23以上，通風(fēng)孔應(yīng)設(shè)置防雨百葉窗，且頂部不得開通風(fēng)散熱孔。鋼板外殼，先要加工骨架、側(cè)板、門板、連接件，然后焊接成左、右側(cè)框，前、后門框，頂蓋，并進行酸洗-磷化表面處理，再噴塑或噴漆。頂蓋上四個角部均設(shè)計吊環(huán)。
1.3進出線方式
進出線方式主要有下進線-上出線、上進線-上出線、下進線-側(cè)出線、上進線-側(cè)出線4種，下出線很少采用。下進線-上出線方式，早期底部配置2段18號槽鋼，其上是底板，底板上部是干式變壓器，通過4個螺絲連接為一體。目前較少加底板、槽鋼，干式變壓器直接固定在基礎(chǔ)上。進線側(cè)高壓電纜從底部電纜溝引入，用高壓電纜支架將其固定，上出線開長條孔，并用絕緣板封堵，現(xiàn)場安裝時，根據(jù)低壓出線銅排尺寸及排列，在絕緣板上開孔引出。上進線-上出線方式適用于住宅小區(qū)或其他建筑的地下室，高、低壓電纜均在地下室房頂橋架內(nèi)引入、引出。下進線-側(cè)出線、上進線-側(cè)出線2種進出線方式，均是干式變壓器與低壓開關(guān)柜（GGD，MNS，GCK，GCS等）操作面對齊，并排排列，安裝在一個房間內(nèi)時采用。
干式變壓器不含油，不存在易燃、爆炸和污染環(huán)境的問題，國標GB50053—2013《20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》第4.1.2條明確規(guī)定“:非充油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)?！备墒阶儔浩鞯牡蛪恒~母排出線可以直接同低壓開關(guān)柜銅母排橫向貫通連接，配電室中的母排均不裸露，也無需安裝母排橋架，整個配電室既安全可靠，又整齊美觀。低壓開關(guān)柜高度一般為2200mm，深度一般為600，800，1000mm，所以，設(shè)計干式變壓器外殼高度及側(cè)出線孔大小時應(yīng)注意與之配合好。干式變壓器外殼深度一般大于低壓開關(guān)柜深度，正常的低壓開關(guān)柜后部預(yù)留800mm的檢修通道即可。與干式變壓器并排排列后，干式變壓器外殼后部也要預(yù)留不小于800mm的檢修通道，所以，低壓開關(guān)柜后部的檢修通道相應(yīng)增大了，在設(shè)計整個配電室時應(yīng)加以注意。干式變壓器低壓側(cè)朝向操作者，后部是高壓側(cè)，高壓側(cè)有高壓連接桿，高壓進線電纜應(yīng)距離其100mm以上，并且不得因安裝電纜造成高壓連接桿變形、彎折。
2散熱與密封
運行中的干式變壓器因鐵耗和銅耗產(chǎn)生熱量，從而引起干式變壓器連續(xù)發(fā)熱并使溫度逐漸升高，熱能傳導(dǎo)到周圍介質(zhì)，也會引起周圍介質(zhì)的溫度升高，而干式變壓器散熱氣道設(shè)計的大小，器身高度，干式變壓器外殼防護等級等因素直接影響干式變壓器的溫升。溫升加上干式變壓器外殼內(nèi)部較高的環(huán)境溫度，會使干式變壓器內(nèi)部絕緣降低，發(fā)生短路的危險增加，所以設(shè)計干式變壓器外殼時，應(yīng)考慮溫升對干式變壓器的影響。
有兩種冷卻方式可控制溫升：自然空氣冷卻（AN）和強迫空氣冷卻（AF）。干式變壓器安裝IP20的外殼后，其通風(fēng)散熱能力受到了一定限制，因額定容量不同，一般會使溫升高出5─15℃。IP30的外殼因通風(fēng)散熱面積減小，還會因部分灰塵阻塞通風(fēng)孔，使干式變壓器溫升更高，所以，僅采用自然空氣冷卻時，一般不設(shè)計這種防護等級的干式變壓器外殼。強迫空氣冷卻是利用安裝在干式變壓器外殼上的溫控儀，通過低壓繞組熱敏測溫電阻，獲取溫度信號，可設(shè)定當繞組溫度升到110℃時，溫控儀自動啟動風(fēng)機，強制送風(fēng)冷卻；當溫度降至90℃時，自動關(guān)閉風(fēng)機。強迫空氣冷卻可以使干式變壓器溫升降低20℃左右。
干式變壓器外殼一般采用防護等級IP20，通風(fēng)散熱基本解決了，但特殊環(huán)境情況下的密封問題仍比較尖銳。如小蛇等動物有可能進入，造成短路，再如一些碳素生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生許多極細粉塵（石墨粉、瀝青粉塵），它們漂浮在空氣中，一旦進入干式變壓器外殼內(nèi)，就會造成相間短路，釀成設(shè)備事故。此時可采用提高外殼的防護等級至IP50或IP60的方法提高防護水平，再采取在干式變壓器外殼上安裝重力熱管等措施達到散熱降低溫升的目的。
3基礎(chǔ)與接地
上進線的形式，干式變壓器及干式變壓器外殼基礎(chǔ)比較簡單，只要預(yù)埋兩根基礎(chǔ)槽鋼，把干式變壓器用螺絲或焊接的方式固定，干式變壓器外殼用4個膨脹螺絲固定在水泥地面上，并做好接地網(wǎng)，達到接地電阻要求（不超過4Ω），把干式變壓器及干式變壓器外殼可靠接地即可。下進線的形式，則需要開挖高壓進線電纜溝，并且電纜溝一定要方便高壓電纜從干式變壓器外殼后中部穿上來，電纜與外殼及干式變壓器高壓側(cè)高壓連接桿之間應(yīng)留有足夠的安全距離。曾有項目因電纜溝不合適，高壓電纜穿出來緊壓高壓連接桿，施工人員就把高壓連接桿壓彎，致使高壓連接桿與干式變壓器高壓樹脂絕緣繞組距離達不到規(guī)范要求，驗收人員也未發(fā)現(xiàn)，送電運行了不長時間，就發(fā)生了短路放電事故。設(shè)計人員應(yīng)特別注意綜合考慮干式變壓器本體、外殼和基礎(chǔ)三者的尺寸，避免和杜絕事故的發(fā)生。
4結(jié)論
干式
變壓器外殼宜選用不銹鋼組裝式。進出線方式根據(jù)項目現(xiàn)場情況選用。防護等級室內(nèi)宜選用IP20，室外宜選用IP23。設(shè)計人員宜綜合考慮干式變壓器外殼的外形尺寸，除了保證安全距離外，還要考慮散熱性能，并與基礎(chǔ)配合準確。
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