Изолационни материали за трансформатори в масло-поглъщащи и сухи типове T/F

Изolation в маслонапълнени трансформатори

В съвременните маслонапълнени трансформатори, изолацията на високонапрегнатите обмотки следва широко приет подход. Обикновено жицата е покрита с емайл, а между всяко ниво на обмотката се поставя крафт хартия. Тази комбинация осигурява надеждна електрическа изолация и механична защита за високонапрегнатите обмотки, предпазвайки ги от електрическо разрушение и физическа повреда.

За нисконапрегнатите обмотки се използва различна стратегия за изолация. Тук, лентовите проводници могат да останат без покритие, с хартиена изолация, поставена между нивата. Този метод предлага баланс между стойност-ефективност и необходимите изолационни изисквания за нисконапрегнати приложения.

Однако пейзажът на материали за изолация на лентови проводници в нисконапрегнатите обмотки се развива. Традиционната практика на обвиване на лентови проводници с хартия бавно се преустановява. Синтетични полимерни покрития и обвивки от синтетична тъкан се появяват като предпочитани алтернативи. Тези модерни материали предлагат подобрена устойчивост, по-добри електрически изолационни свойства и подобрена устойчивост към околната среда в сравнение с традиционната хартиена изолация.

Интеграцията на алюминиеви жици, ленти и лентови проводници, заедно с емайл покрития, представила уникални предизвикателства за производителите на разпределителни трансформатори. Алюминият има специфично свойство: когато е изложен на въздуха, самотообразува се изолационен оксиден слой на повърхността му. Това самотообразувано оксидно покритие може да затрудни електрическата проводимост. В резултат, когато е необходимо да се установят електрически връзки с алюминиеви проводници, производителите трябва да разработят ефективни методи, за да премахнат този оксиден слой или да предотвратят неговото образуване в точките на връзка. Това изисква внимателен избор на материали, прецизни производствени процеси и строги мерки за контрол на качеството, за да се гарантира надеждната работа на разпределителните трансформатори с алюминиеви компоненти.

Предизвикателства и решения с алюминиеви проводници в трансформатори, и изолация в сухи трансформатори

Предизвикателства и обработка на алюминиеви проводници в маслонапълнени трансформатори

Освен това, електрически проводник от алюминий има значително мек текстура. Когато се приложи механично зажимане, той е много чувствителен към проблеми като студен поток и диференциално разширяване. Студеният поток се отнася до бавната деформация на мекия алюминий под механично напрежение с течение на времето, докато диференциалното разширяване се случва, когато алюминият се разширява или свива с различна скорост от други компоненти в сборката, което може да доведе до разслабени връзки или механични неуспехи.

За справяне с потребностите за връзки на алюминиеви жици, са разработени няколко специализирани метода за спояване. Може да се използва паянчиране, въпреки че то изисква специфични техники за паянчиране и флузи, за да се гарантира добра връзка. Друг общоизползван подход е пресоване, което включва използването на специални пресовачи. Тези пресовачи са проектирани да проникват както през емайл покритието на жицата, така и през естествено образуваната оксидна плака на повърхността на алюминия. По този начин те устанавливат надеждна електрическа връзка. Освен това, те запечатват контактните области от кислород, предотвратявайки допълнително оксидиране и гарантирайки дългосрочната целост на връзката.

За алюминиеви ленти или лентови проводници, TIG (тунгстеново инертен газ) сваряване предлага ефективно решение за сваряване. Този сваряван процес използва непотребителен тунгстенов електрод и инертен газен щит, за да създаде висококачествена, силна връзка между алюминиевите компоненти. Освен това, алюминиевите ленти могат да бъдат сварени и към други медни или алюминиеви конектори чрез холодно сваряване или пресоване. Хладното сваряване, конкретно, създава твърдостатна връзка без нужда от топене на материалите, което е благоприятно за поддържането на механичните и електрическите свойства на проводниците. Дори за връзки с болтове към мек алюминий, стига областта на връзката да бъде внимателно почистена, за да се премахне всякакъв оксид или замърсители, може да се постигне сигурна и електрически проводима връзка.

Материалите за изолация в сухи трансформатори

В областта на сухите трансформатори, стандартна практика е да се приложи защитен печат или покритие на обмотките с резина или лак. Това служи като защита срещу различни неблагоприятни фактори от околната среда, като влага, прах и корозивни газове, всички от които могат постепенно да влошат изолационните свойства на обмотките на трансформатора и да компрометират общата работна способност и продължителността на живот на трансформатора.

Изолационните медии, използвани за основните и вторичните обмотки на сухи трансформатори, могат да бъдат класифицирани в следните отлични категории:

• Литейна обмотка: В този тип, обмотката е вградена в литейна резина, която предоставя робустна и дълговечна изолационна структура. Литейната резина не само обгръща проводниците, но и предлага отлична механична сила и електрическа изолация, правейки я подходяща за приложения, където са необходими висока надеждност и защита.

• Вакуум-наляганчески заключен: Този метод включва заключване на обмотките при вакуум-наляганчески условия. Чрез премахване на въздуха и други замърсители от процеса на изолация, той гарантира по-равномерен и без празни пространства изолационен слой, подобряващ електрическата и термичната работна способност на трансформатора.

• Вакуум-наляганчески пропит: Тук, обмотките се погружават в изолационна резина при вакуум-наляганчески условия. Този процес позволява на резината да проникне дълбоко в структурата на обмотката, запълвайки всички празнини и пори. В резултат, той предлага подобрена изолация и способности за разсейване на топлина, допринасяйки за ефективната работа на трансформатора.

• Покрит: Прости техники за покритие включват прилагане на слой изолационен материал, като лак или специализирана покритна смес, директно върху обмотките. Този вид изолация е относително прост и икономически, подходящ за приложения, където са необходими по-малко строги изолационни изисквания.

Литейна обмотка

В метода на литейна обмотка, обмотката се подсилва, както е необходимо, или се поставя в формата. След това, тя се лее в резина при вакуум-наляганчески условия. Този процес предлага няколко значителни предимства. Тъй като обмотката е напълно обгръната в твърда изолация, тя ефективно намалява звука по време на работа. Освен това, процесът на леене при вакуум-наляганчески условия запълва обмотката с резина, изцяло премахвайки всички празнини. Тези празнини, ако съществуват, могат да доведат до коронарно разрядване, което с течението на времето може да влоши изолацията и да причини електрически проблеми. Със своята твърда изолационна система, литейната обмотка разполага с изключителна механична сила, позволяваща й да издържа механични напрежения. Тя също има изключителна сила при краткосрочно замыкание, гарантирайки надеждна работа при електрически аварии. Освен това, този вид обмотка е изключително устойчива към влага и замърсители, предпазвайки вътрешните компоненти на трансформатора и удължавайки неговата продължителност на живот.

Вакуум-наляганчески заключен

За вакуум-наляганчески заключената изолация, обмотката се вградява в резина при вакуум-наляганчески условия. Подобно на процеса на литейна обмотка, заключването на обмотката с резина по този начин ефективно премахва всички празнини, които иначе биха могли да доведат до коронарно разрядване. В резултат, обмотката се възползва от отлична механична сила, позволяваща й да издържа механични шокове и вибрации. Тя също показва висока сила при краткосрочно замыкание, гарантирайки стабилна работа при аномални електрически условия. Този метод на изолация предоставя робустна защита срещу проникване на влага и замърсители, поддържайки целостта на обмотката и общата работна способност на трансформатора.

Вакуум-наляганчески пропит

В техниката на вакуум-наляганчески пропит, обмотката се пропитва с лак при вакуум-наляганчески условия. Процесът на пропитване покрива обмотката напълно, създавайки защитен слой, който я предпазва от влага и замърсители. Това помага да се запазят електрическите и механичните свойства на обмотката, гарантирайки надеждна работа на трансформатора в различни околни условия. Въпреки че нивото на защита може да бъде сравнително по-малко обхващащо в сравнение с някои други методи, все пак той предлага достатъчен защитен елемент за много приложения.

Покрит

Подходът с покрита изолация включва обливане на обмотката с лак или резина. Покрита обмотка предоставя основен ниво на защита срещу влага и замърсители, правейки я подходяща за използване в умерени околни условия, където рискът от изложението на сурови елементи е относително нисък. Въпреки че може да не предлага същото ниво на защита като по-сложни методи на изолация, той е икономически и прост решението за приложения с по-малко строги изолационни изисквания.