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成功案例: Nomex® 在美国高速列车牵引变压器中扮演关键角色

美国铁路公司的Acela Express 列车于 2000 年 12 月 11 日首次投入使用,现在仍然是北美最快的列车。Acela Express 采用美国有史以来制造的动力最强大的牵引变压器,运营速度高达 150 mph (240 km/h)。Alstom 采用杜邦Nomex® 品牌绝缘纸和层压板完成这些 H 等级变压器的牵引变压器设计和制造。

应用

牵引变压器的设计极具挑战性。沿波士顿至华盛顿路线的电源电压范围从 25 kV/60 Hz 至 12.5 kV/60 Hz 和 12 kV/25 Hz,这一状况使实现 Acela Express 牵引变压器的最佳重量/体积/动力比变得错综复杂。根据电源电压不同,变压器需要具有三重耐电压能力,并且嵌入式或并行使用双主线圈,以及四重辅助牵引线圈。

为了实现所要求的 5.745 MVA 动力并降低变压器的大小,以便与每列列车下面安装的两台 6,000 马力电机相匹配,必须减少铜导线的质量和横截面,变压器的持续工作温度达到 160°C,峰值温度达到 180°C。由于传统材料无法提供所需的 220°C 安全裕度,Nomex® 绝缘纸成为理所当然的选择。

在此牵引变压器设计中,使用Nomex® 绝缘纸覆盖线圈上的铜绕组,同时将Nomex® 层压板用于分隔线圈的层间和充当浸于硅树脂中变压器组件的冷却导板的垫片。

成果

最佳重量/体积比:在此牵引变压器设计中采用Nomex® 绝缘纸和层压板,使设备变压器的重量可以减少 15% 至 25%,同时优化了体积。

长期可靠性:Nomex®绝缘纸和层压板具有久经验证的电力负荷能力和优异的机械强度、热稳定性、化学相容性、寿命和阻燃性,能够显著提高这些电源变压器的长期可靠性。

延长服务寿命:由于实际上没有老化效应,Nomex® 绝缘纸和层压板一举将变压器的预期服务寿命提高到 25 年至 30 年。

为什么选用Nomex®

Nomex® 绝缘纸和层压板对此牵引变压器设计至关重要,原因在于它们是提供所需的 220°C 安全裕度的唯一电气绝缘材料,能够在优化容量的同时降低变压器的大小。Nomex® 绝缘纸和层压板的老化效应可以忽略不计,能够承受各种电气负荷,并且具有出色的机械强度,这些特性可以帮助降低维护要求,提高长期可靠性,因此也非常重要。