Vm—混合料中树脂的体积占有率 Vf—混合料中填料的体积占有率
若填料在混合料中的体积占有率为60%，则可以算出： 以石英砂为填料时 εc=4.02-4.14 以玻璃纤维为填料时 εc=5.22-5.34
可以看出，填料的添加提高了树脂混合料的介电常数，这与我们的愿望是相反的。介电常数大，易使介质中的电场分布不均匀，且介质中的能量损耗增加。我们则是希望为了缓和介质中局部的电场集中，提高树脂绝缘中的局部放电电压值和线圈浇注表面的闪络电压值，介电常数尽可能地小。但是从线圈的整体质量来考虑，也只好如此了。不过，从计算的结果来看，在这方面以石英砂做填料比以玻璃纤维为填料的效果要好一些。
b. 电寿命
电场强度E与绝缘材料的电寿命t呈线性关系： t=A×E-n
式中 t—绝缘材料的电寿命 A—常数
n—V-t曲线的斜率
从实验的结果得知，树脂中加不加填料对n值的影响不大，一般n=12-16。电场强度E只是与电极的形状相关，电极的形状不同，E值的大小也不一样。那么填料的加入对于绝缘材料的电寿命有什么作用呢？对于浇注成型的线圈，我们可以把它看成是一个密闭的电极结构。实验表明，在树脂中添加填料特别是添加石英砂之后，它的电寿命要比无填料的环氧树脂延长2-3倍，这是因为石英砂填料的壁垒效应减缓了因局部放电而引起的绝缘裂化的速度，推迟了引发点树枝形放电所必须的凹坑、沟槽的形成时间，也就延长了它的电寿命。这里
还要指出的是，填料在熟知中分布的均匀程度，对于绝缘中可能产生的局部放电量的大小会有很大的影响，越均匀越好。在这方面石英砂填料是优于玻璃纤维填料的。
③热传导率 材料 环氧树脂 石英砂 玻璃纤维 热传导率 W/m.℃ 0.2 1.4 1.0 填料的添加可以提高环氧树脂的热传导率，改善线圈的散热效果，绝缘材料热传导率的大小将影响变压器线圈的散热性能。热传导率大，线圈内部产生的热量就可以通畅、迅速地传导到线圈的表面，再通过对流、辐射散发出去。即使是在出现过载或其它情况下，也可迅速地使线圈内部的温度均匀分布，避免局部过热，而使绝缘受到损坏，也可以减小线圈内部所产生的热应力。
三、我厂为北京地铁“复-八”线提供的牵引用树脂绝缘干式整流变压器设计及结构的简介
1.按照与北京地铁签定的《技术条件》在单台整流装置上实现12脉波整流的要求，对于整流变压器我们采用的是双绕组、双分裂的结构。即高压网侧线圈为并联后三角形联结，低压阀侧的两组线圈为轴向分裂，其中一组分裂线圈为三角形联结，另一组分裂线圈是星形联结。
（1）低压阀侧的两个分裂线圈，由于分别是三角形联结和星形联结，所以彼此之间相位相差30°，保证了12脉波的整流要求。两个分裂线圈是分别绕制成的各自独立的线圈，沿轴向上、下放置。对两个分裂线圈的加工精度要求很高，以保证温升、阻抗电压等技术参
数的准确。
（2）分裂变压器的特点
①分裂线圈之间没有电的联系，只有微弱的磁联系。分裂线圈的容量相同。
②两个低压阀侧分裂线圈与高压网侧线圈之间具有相等的阻抗电压（半穿越阻抗）。
③低压阀侧的两个分裂线圈之间的阻抗（分裂阻抗）较大，一个分裂线圈发生故障，对另一个分裂线圈几乎没有影响。
2.按照与北京地铁签定的《技术条件》，牵引整流变压器的负载能力应为：
100%额定输出电流 连续； 150%额定输出电流 2h； 300%额定输出电流 1min
所以，该整流变压器是按工作制等级为Ⅵ级，即按重型牵引负载来设计的，根据国家标准GBT3859.3《半导体变流器、变压器和互感器》确定线圈的温升限值为68.5℃。
3.向北京“复-八”线提供的树脂绝缘牵引用干式整流变压器的铁心，不仅是45°全斜接缝，而且还采用的是多级接缝结构。下面简介多级接缝的特点： 二级接缝
三级接缝
四级接缝
五级接缝
①对于45°全斜接缝的铁心，接缝处的铁心视在截面积（包括接缝处的截面积在内）比铁心心柱的截面积大2倍，所以，从理论
上讲此处的磁通密度比铁心心柱处要小2，即：
BJ=B/2
式中：BJ—接缝处磁密 B—心柱处磁密
②由于接缝的存在，磁通经过接缝时的磁阻忽然增大，磁通只好绕开接缝穿过片间，进入到相临的硅钢片中去。这就必然造成接缝处局部磁密过高，而导致变压器的空载损耗、空载电流及噪声水平的升高。而采用多级接缝的结构则可以有效地解决这个问题。
当采用2级接缝时，每两片就会有一个接缝，接缝处的有效截面积将减小一半，而接缝处的磁密BJ2也必然增加一倍，即：
BJ2=（B/2）/（1/2）=1.414B
当采用3级接缝时，每三片就会有一个接缝，接缝处的有效截面积为1-1/3=2/3，而接缝处的磁密BJ3则为：
BJ3=（B/2）/（2/3）=1.061B
当采用4级接缝时，每四片就会有一个接缝，接缝处的有效截面积为1-1/4=3/4，而接缝处的磁密BJ4则为：
BJ4=（B/2）/（3/4）=0.943B
当采用5级接缝时，每五片就会有一个接缝，接缝处的有效截面积为1-1/5=4/5，而接缝处的磁密BJ5则为：
BJ5=（B/2）/（4/5）=0.884B
4.设计、制作所依据的主要标准 （1）GB1094.1-5《电力变压器》
这个标准是所有电力变压器（包括油浸式和干式变压器）的总标准，整流变压器中的不少技术条件也遵守它的规定。其中，第一部分《总则》及第二部分《温升》为1996年版，等效采用IEC726-1993；第三部分《绝缘水平和绝缘试验》及第五部分《承受短路的能力》仍
为85年版；85年版的第四部分《分接和联结办法》已并入第一部分《总则》中。
（2）GB6450-1986《干式变压器》，该标准等效采用IEC726-1982，是所有干式变压器（包括包封式和非包封式）的总标准。
（3）GB/T3859.3-1993《半导体变流器、变压器和电抗器》，根据该标准的有关技术规定进行牵引用树脂绝缘干式整流变压器的设计、制作。
（4）GB/T10228-1997《干式电力变压器技术参数和要求》，在产品设计、制作中也须符合该标准中的一些规定。
（5）JB3837-1992《变压器类产品型号编制方法》。