Am Beispiel der Vziman 33kV Harzguss-Trockenverteilungstransformatoren der SC(B)10-Serie – einem Produkt, das die internationalen und nationalen Standards für Trockenverteilungstransformatoren strikt einhält, fortschrittliche Vakuumgusstechnologie einsetzt und eine anpassbare Isolationsstärke bietet – dient diese Serie als typischer Maßstab für das Verständnis der Notwendigkeit dieses Verfahrens.
1. Beseitigung von Lufteinschlüssen und Teilentladungskontrolle
Epoxidharz weist eine hohe Viskosität auf und schließt beim Guss unter Atmosphärendruck leicht Luft ein, wodurch Mikroblasen entstehen. Unter einem elektrischen Feld werden diese Blasen zu Ausgangspunkten für Teilentladungen (TE), was im Laufe der Zeit zu einer Verschlechterung der Isolierung und sogar zu einem Durchschlag führt.
Das Vakuumdruckgussverfahren (VPC) führt die Harzentgasung und den Guss in einer Vakuumumgebung durch, wodurch die Blasenbildung grundlegend unterdrückt wird. Dank dieses Verfahrens erreicht die Vziman SC(B)10-Serie ein außergewöhnlich niedriges Teilentladungsniveau von <5 pC, was eine hohe dielektrische Festigkeit der Wicklungen gewährleistet – eine grundlegende Voraussetzung für ihre Fähigkeit, Mittel- und Hochspannungsebenen bis zu 33kV abzudecken.
Vziman Trockenverteilungstransformatoren der SC(B)10-Serie
2. Gewährleistung der Isolationsintegrität
Trockenverteilungstransformatoren verfügen nicht über das flüssige Isoliermedium wie ölgefüllte Typen; das Epoxidharz selbst dient als Hauptisolierung. Jegliche internen Defekte im Guss – wie Hohlräume, Mikrorisse oder Verunreinigungspfade – beeinträchtigen direkt die elektrische Festigkeit.
Das VPC-Verfahren ermöglicht es dem Harz, die komplexen Wicklungsstrukturen – einschließlich der Windungs-, Schicht- und Ableitungsbereiche – unter Vakuum gründlich zu imprägnieren, gefolgt von einer Druckverdichtung, um eine vollständige Füllung aller Hohlräume sicherzustellen. Die SC(B)10-Serie verwendet Isolierstoffklasse F (mit einem durchschnittlichen Wicklungstemperaturanstieg ≤100K), und ihre Isolationszuverlässigkeit basiert grundlegend auf diesem defektfreien Gusskörper.
3. Verbesserte mechanische Festigkeit und Kurzschlussfestigkeit
Ein defektfreier Gusskörper weist eine höhere mechanische Kohäsion auf. Auf dieser Basis verstärkt die SC(B)10-Serie die äußere Schicht der Wicklungen zusätzlich mit Glasfaser-Prepreg, wodurch eine robuste Verbundisolationsstruktur entsteht. Unter plötzlichen Kurzschlussbedingungen halten die Wicklungen enormen elektromagnetischen dynamischen Kräften stand, ohne sich zu verformen – eine Fähigkeit, die sowohl auf den hochdichten Guss durch VPC als auch auf die starke Einschränkung durch die Glasfaserverstärkung zurückzuführen ist.
4. Extreme Umweltanpassungsfähigkeit
Die dichte vakuumgegossene Struktur bietet nicht nur eine hervorragende elektrische Leistung, sondern verleiht dem Transformator auch eine herausragende Umweltbeständigkeit. Die SC(B)10-Serie erreicht Klimatoleranzklasse C2 und Umwelttoleranzklasse E2 und bietet feuchtigkeits-, staub- und korrosionsbeständige Eigenschaften. Sie arbeitet zuverlässig in feuchten oder stark verschmutzten Umgebungen mit minimalem Wartungsaufwand – eine Eigenschaft, die grundlegend von der poren- und rissfreien dichten Gussstruktur abhängt.
5. Geringe Verluste und akustische Optimierung
Durch die Beseitigung interner Hohlräume gewährleistet das VPC-Verfahren einen kontinuierlichen Wärmeleitungspfad und eine gleichmäßigere Wärmeableitung innerhalb der Wicklungen, wodurch lokale Hotspots effektiv gemindert werden. Dies untermauert die hervorragende Leistung der SC(B)10-Serie sowohl bei Leerlauf- als auch bei Lastverlusten. Zusätzlich reduziert der dichte Gusskörper in Kombination mit einer optimierten Wicklungsbefestigungsstruktur effektiv elektromagnetische Vibrationsgeräusche während des Betriebs und erfüllt die akustischen Umweltanforderungen moderner Gebäude.
6. Prozessablauf
7. Vergleich: Vakuumdruckguss vs. Atmosphärendruckguss
| Parameter |
Atmosphärisches Gießen |
Vakuumdruckgießen (SC(B)10-Serie) |
| Lufteinschlussgehalt |
Hoch, schwer zu vermeiden |
Extrem niedrig |
| Teilentladungsniveau |
>10 pC |
<5 pC |
| Zuverlässigkeit der Isolierklasse |
Hohe Variabilität |
Klasse F, Temperaturanstieg ≤100K |
| Anwendbare Spannungsebene |
Niederspannung (≤1 kV) |
Mittel- und Hochspannung bis 33 kV |
| Klima-/Umweltbeständigkeit |
Allgemein |
Klasse C2 / E2 |
| Mechanische Festigkeit |
Allgemein |
Glasfaserverstärkt, kurzschlussfest |
Fazit
Vakuumdruckgießen ist die entscheidende Prozessgarantie für die Erreichung einer hohen Isolationszuverlässigkeit, einer niedrigen Teilentladung und einer verlängerten Lebensdauer bei Trockentransformatoren. Die 33-kV-Trockentransformator-Serie SC(B)10 von Vziman, als typische Anwendung dieses Verfahrens, zeichnet sich durch ein Dreiphasen-50-Hz-Design, Isolierung der Klasse F, eine extrem niedrige Teilentladung von unter 5 pC und eine Umwelttoleranz der Klasse C2/E2 aus. Es ist ideal geeignet für Hochzuverlässigkeitsanwendungen wie die direkte Stromversorgung in Lastzentren und optimierte Verteilnetzarchitekturen.
Bearbeitet von: Echo
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