Čo je izolácia transformátora?
Keď príde reč na napájací systém, myslíme na obrovské výrobné výhody a pohodlie života, ktoré prináša, no taktiež nemôžeme nevenovať veľkú pozornosť jeho sile a bezpečnosti, napokon, má prívlastok „elektrický tiger“. Pri každodennom používaní výkonových transformátorov „izolácia“ súvisí s ich bezpečnosťou.
Základný koncept
Izolácia, je fyzikálny termín, označuje použitie nevodivých látok na izoláciu alebo zabalenie nabitého tela, aby sa chránili bezpečnostné opatrenia pred úrazom elektrickým prúdom. Izolácia výkonového transformátora má zabrániť úniku prúdu a poruche a zabezpečiť elektrickú bezpečnosť a spoľahlivosť transformátora. Týka sa izolácie vinutí transformátora, železných jadier a iných komponentov so zemou, medzi rôznymi fázovými vinutiami a medzi rôznymi úrovňami napätia.
Typ izolácie
Izolácia výkonového transformátora je rozdelená na úplnú izoláciu a stupňovitú izoláciu. Kompletná izolácia je tam, kde je celé vinutie izolované na rovnakej úrovni a je vhodná pre malé transformátory a aplikácie s nízkou kapacitou. Takzvaná odstupňovaná izolácia (tiež známa ako poloizolácia), to znamená, že hlavná izolácia vinutia transformátora v blízkosti oblasti centrálneho bodu je nižšia ako hlavná izolácia na vstupnej strane. Transformátory pre napäťové triedy 35KV a nižšie sú plne izolované. Odstupňovaný izolovaný transformátor sa používa hlavne vo vysokoprúdovom uzemňovacom systéme 110kv a vyššej napäťovej siete. V porovnaní s úplnou izoláciou môže odstupňovaná izolácia zmenšiť veľkosť vnútornej izolácie, takže sa zníži veľkosť celého transformátora, znížia sa náklady a je to ekonomickejšie. Má však aj určité nevýhody, napríklad z hľadiska bezpečnosti nie je tak bezpečný ako plná izolácia.
Izolačná štruktúra
Izoláciu transformátora z vnútorného a vonkajšieho hľadiska možno rozdeliť na vonkajšiu izoláciu a vnútornú izoláciu.
Vnútorná izolácia sa vzťahuje na izoláciu medzi rôznymi elektronickými komponentmi v nádrži transformátora, najmä vrátane izolácie vinutia, izolácie vedenia a prepínača odbočiek. Tieto izolačné časti v zásade nie sú ovplyvnené vonkajšími podmienkami, ako je atmosféra, znečistenie, vlhkosť, cudzie látky atď. Vnútorná izolácia sa ďalej delí na hlavnú izoláciu a pozdĺžnu izoláciu. Primárna izolácia sa týka izolácie medzi vinutiami voči zemi, medzi fázami a medzi vinutiami rovnakej fázy a rôznych úrovní napätia. Toto je najkritickejšia časť izolácie v transformátore, ktorá priamo ovplyvňuje prevádzkovú spoľahlivosť a cenu výrobku transformátora.
Vonkajšia izolácia sa vzťahuje na izolačné puzdro a vzduchovú izoláciu mimo nádrže transformátorového oleja, vrátane samotného izolačného puzdra a izolácie medzi izolačným puzdrom a vzdialenosťou vzduchovej medzery medzi izolačnou rúrkou a zemnou časťou. Stabilita vonkajšej izolácie je značne ovplyvnená prostredím, má však určitú prirodzenú schopnosť obnovy.
Spôsoby a materiály izolácie
Izolácia výkonového transformátora zvyčajne využíva izoláciu ponorenú do oleja, suchú izoláciu, plynovú izoláciu a iné metódy. Izolácia ponorená do oleja sa používa hlavne pre transformátory ponorené do oleja, ktoré môžu zabezpečiť, že transformátor funguje normálne pri vysokonapäťových podmienkach a má dobrú odolnosť proti vlhkosti, chladenie, otrasy a hasenie oblúka. Suchá izolácia a plynová izolácia sa používajú hlavne v suchých transformátoroch, suchá izolácia má výhody v tom, že nie je ľahké byť vlhká, nie je ľahké ju zapáliť, ľahko sa udržiava, ale nie je vhodná pre prostredie s vysokým napätím. Plynová izolácia má nízku dielektrickú konštantu a dobrý výkon pri hasení oblúka, ale je drahé a ťažké odstrániť plyn včas.
Na izolačnom materiáli sú pevné materiály a tekuté materiály. Pevné materiály, ako je izolačný papier, vlnitý izolačný papier, papier Denison, papier Nomex atď., Tieto materiály majú dobrú tepelnú stabilitu a odolnosť proti vlhkosti. Tekuté materiály, ako sú izolačné oleje, vyžadujú pravidelné testovanie a udržiavanie kvality.
Izolačné materiály je možné rozdeliť aj podľa stupňa tepelnej odolnosti, bežné stupne sú A, E, B, F, H päť, pričom každý stupeň má zodpovedajúcu hraničnú prípustnú prevádzkovú teplotu. Maximálna povolená teplota pre triedu izolácie A je 105 stupňov. Maximálna povolená teplota pre izoláciu triedy E je 120 stupňov. Maximálna povolená teplota pre izoláciu triedy B je 130 stupňov. Maximálna povolená teplota pre izoláciu triedy F je 155 stupňov. Maximálna povolená teplota pre triedu izolácie triedy H je 180 stupňov.
Problém s poruchou izolácie
Starnutie izolácie
Starnutie izolácie transformátora je zložitý a postupný proces, vzťahuje sa na izolačný materiál vo vnútri transformátora, pri dlhodobom prevádzkovom procese, ovplyvnenom rôznymi faktormi, postupne stráca pôvodnú mechanickú pevnosť a elektrickú izolačnú pevnosť. Starnutie izolácie transformátora má hlavne tieto dôvody: nesprávna izolácia proti vlhkosti, chemická korózia, dlhodobá prevádzka preťaženia, porucha spoja transformátora, elektrické starnutie, starnutie pod tlakom atď. V reakcii na starnutie izolácie transformátora by sa mal pravidelne vykonávať test izolačného odporu, test dielektrického stratového faktora, čistenie a sucho, pravidelná kontrola výmeny oleja a údržba chladiaceho systému.
Izolačná vlhkosť
Izolačná vlhkosť výkonového transformátora ľahko spôsobí skrat medzivrstvy transformátora alebo medzizávitový skrat, ktorý spôsobí poškodenie napájacieho systému. Izolácia výkonového transformátora je ovplyvnená vlhkosťou najmä z nasledujúcich dôvodov: (1) Izolácia je ovplyvnená zlým tesnením transformátora (2) Izolácia je ovplyvnená problémom s kvalitou transformátora (3) Izolácia je ovplyvnená ovplyvnené vlhkosťou počas prepravy transformátora (4) Inštalácia a údržba transformátora spôsobená izoláciou je ovplyvnená starnutím výkonového transformátora. Vzhľadom na možné problémy s izolačnou vlhkosťou izolácie transformátora by sa preto izolačné materiály transformátora mali pravidelne opravovať, ako je vlhkosť nájdená včas na výmenu, pri preprave, údržbe, aby sa zabránilo vlhkosti, úniku oleja, venujte pozornosť spôsobu prevádzky počas použitie, aby sa zabránilo vlhkosti izolácie spôsobenej nesprávnou obsluhou.
