1前言
    据统计，1994年全国变压器总产量为132．6GVA，其中干式变压器4．3GVA；2007年为900GVA，其中干式变压器为60GVA。13年来，全国变压器产量平均年增长速度为44．5％，而干式变压器却以101％的速度快速增长。干式变压器一般在室内安装使用，因为其存在着火的危险性，增加了火灾的隐患。一方面，干式变压器表面如接触外部火源，可能被引燃。另一方面，带电运行中的干式变压器，本身就是潜伏的火种，可能起燃。常见的起燃原因有：干式变压器温升异常造成局部或整体过热，外部或内部短路以及绝缘击穿所产生的电火花和电弧。为防患于未然，设计干式变压器和选择其绝缘材料时，应考虑减少干式变压器着火的危险性。其目的，首先是防止带电起燃，其次是万一起燃，应将火势的蔓延降到最小程度或限制在干式变压器壳体之内，以免诱发火灾。随着社会的发展和进步，在许多标准中均提出了防火和环保要求。
2着火危险试验及其种类
    为评定电工电子产品在发生火灾时的表现(即着火危险)，至2007年6月底，我国先后正式发布实施且现行有效的GB／T5169(电工电子产品着火危险试验》系列标准共计19项，分别等同采用了IECT89着火危险试验技术委员会制定的IEC695等系列标准。电工电子产品着火危险试验的最好方法之一是完全重现在实际中发生的条件，但大多数情况下是不可能的。只能根据现实情况，尽可能模拟实际中发生的情况。着火危险试验，可分为两个大类和四个小类。
2．1 制成品着火危险试验
    制成品着火危险试验是对一台完整的产品、零件、元件或组件进行的着火危险评定试验，它又可分成以下两项试验。
    (1)着火模拟试验。
    这类试验用于检查电工电子产品对着火的反应，目的在于尽量表示出产品的实际使用情况。
    (2)耐火试验。
    这类试验用于评定产品或零件在暴露于火的规定条件下，在规定的一段时间内保持各种使用性能的能力。
2．2材料燃烧特性预选试验
    材料燃烧特性预选试验是对材料(零件、元件或组件)进行的燃烧特性试验，它又可分成以下两项试验。
    (1)着火反应试验。
    这类试验检查在规定条件下标准试样对着火的反应。在大多数情况下用来给出与燃烧状态有关的性能数据和用于比较评价，如有焰燃烧性、易燃性、火焰蔓延速率、烟密度，燃烧生成物和热释放率。
    (2)基本性能试验。
    这类试验用于确保在测量材料的物理或化学性质时，可近似地给出如净热值(燃烧热)、导热性、熔点、汽化热、闪点、燃点和自燃温度等信息。
3干式变压器的燃烧性能
    将干式变压器成品暴露在火的规定条件下的耐火试验称为燃烧性能试验。2008年4月1日起实施的GBl094．11-2007，将此项目列为干式变压器的特殊试验。燃烧性能等级(I)如表l所示。燃烧性能试验结果的评价准则如表2所示。烟雾温度和透光率曲线如图l所示。
    一台干式变压器的实际耐火性能受其设计参数(形状和大小)、制造工艺、传热效果、潜在引燃源的种类、与引燃源接触时间长短以及所处环境等因素的影响。图2为干式变压器一相绕组燃烧示意图。
    燃烧过程可分为引燃及加热、燃烧及蔓延、维持和熄灭四个阶段。影响每个阶段燃烧性能的要素有以下三个。
    (1)变压器设计中的固有特性。
    固有特性包括铁心和绕组的几何尺寸、相关位置(如内、外气道)、各自的茕量及其热传导性。
    (2)变压器设计中所采用的绕组结构、绝缘件及其材料。
    目前，大多数干式变压器绝缘材料均含有较多的可燃聚合物。为了满足F。级试验要求，首先应对绝缘材料进行着火危险预选性试验。在变压器设计阶段，应选用具有相对阻燃、耐燃和自熄性能的绝缘材料。
    (3)绝缘材料的限氧指数LOI(％)(一般空气中的燃烧临界值为20．8％)。
4千式变压器用绝缘材料的燃烧性试验
    非包封H级干式变压器的主要绝缘件及绝缘材料有：H级绝缘筒及端圈、撑条及垫块、Nomex纸及板和浸渍漆等。这些材料的预选性试验通常使用具有标准形状的试件，如条状或板状试件(常采用标准模制工艺制备)。
    在GB厂I’l 1020—2005《固体非金材料暴露在火焰源时的燃烧性试验方法清单》和GB／T2406—1993(塑料燃烧性能试验方法——氧指数法》中，规定了固体非金属材料燃烧性试验方法和燃烧性能等级(Ⅱ)，如表3所示。
    现就50W、500W火焰试验和氧指数测定方法简单介绍如下。
5绝缘材料50W火焰燃烧试验
5．1 范围
    采用小型试验室筛选法比较绝缘材料的相对燃烧特性。引燃源为标称功率50W的小型火焰，试验样品呈水平或垂直放置。
5-2试验原理及其意义
    夹住矩形条状试验样品的一端，使样品呈水平或垂直状态，自由端则与规定的试验火焰接触。在试验方法A(即水平燃烧H，如图3所示)中，用测量线性燃烧率的方法评定被水平支撑的条状样品燃烧特性，即评定燃烧程度和火焰蔓延的速度(线性燃烧速率)。在试验方法B(即垂直燃烧V，如图4所示)中，用测量余焰和余灼时间、火焰微粒的燃烧程度和滴落程度的方法，评定被垂直支撑的条状样品的燃烧特性，即评定移开试验火焰后的燃烧程度。
5．3主要试验装置
    试验箱内容积至少应有0．5m30试验室喷灯应符合IEC60695-1 l：4中火焰A、B或C的要求。
5．4试验样品
    试验样品应从有代表性的产品模制零部件上切割下来。在不能在零件上切割的情况下，可采用与模制产品零件相同制造工艺加工的试验样品。样品切口、各棱边打磨平整光滑。
    条型样品尺寸：长125mm±5mm，宽13mm±O．5ram，并应提供通常使用最小和最大厚度(不应大于13ram)。
    条形样品件数：试验方法A最少制备6件，试验方法B最少制备20件。
    50W水平和垂直燃烧分类分级如表4所示。
6绝缘材料500W火焰燃烧试验．
6．1 范围
    采用小型试验室筛选法，比较绝缘材料样品相对燃烧特性及其耐烧穿的能力。采用标称功率为500w的火焰引燃源。
6．2试验原理及意义
    采用长方条形试验样品进行垂直燃烧试验(图5)，用于评估材料的易燃性和燃烧时间，采用正方板形试验样品进行水平燃烧试验(图6)，用于评估材料耐烧穿的能力。
6．3主要试验装置
    试验箱内容积至少应有0．75m3。试验室喷灯应符合IEC60695—1 1：3中火焰A、B、C或D的要求。
6．4试验样品
    条形试验样品至少制备20件，其余要求同50W垂直燃烧试验。正方板形试验样品尺寸：(150mm+5mm)×(150mm_+5mm)，其厚度应是通常所需要最小厚度，但不应大于13mm，至少应制备12件，其余同50W水平燃烧试验。
500W燃烧分类分级如表5所示。
7绝缘材料氧指数法测定燃烧性
7．1 范围
    绝缘材料氧指数法是在氧、氮混合气流中，测定刚好维持试验样品燃烧所需的最低氧浓度(也称氧指数)的试验方法，用于评定绝缘材料等在规定试验条件下的燃烧性能。
7．2原理
    将试验样品垂直固定在燃烧筒中，使氧、氮混合气流由下向上流过，点燃试验顶端，同时记时和观察试验样品燃烧长度，与所规定的判据相比较。在不同的氧浓度中试验一组试样，测定试验刚好维持平稳燃烧时的最低氧浓度，用混合气中氧含量的体积百分数表示。
7．3试验装置
    试验装置包括氧指数仪测定(图7)、气源、点火器、排烟系统以及计时装置等。试验样品类型、尺寸、用途、数量如表6所示。燃烧行为的评价如表7所示。
7．4氧指数的计算
    以体积百分数表示的氧指数01％，按下式计算：
8结束语
    评定绝缘材料的燃烧特性属“预选试验”，评定干式变压器的着火危险性属“制成品试验”。两者缺一不可，前者在设计变压器时供比较选用，后者在变压器招投标订货和安装设计时供比较选用。
    绝缘材料“预选试验”提供的燃烧特性有关的数据，例如50W、500W燃烧试验等级、氧指数等，有助于变压器设计及制造商比较和选用。据此而设计和制造出的变压器具有两个优点：一是制成品一次性通过燃烧性能试验的机率增大，备制试品数量减少(或为0)，可节省物力和试验费用。二是在保证具有相应燃烧性能技术指标的同时，可选用更经济适用的原材料，也提高了制成品的经济性。