Transformatorers isoleringsmaterialer i oliebæret og tørt type T/F

Isolation i Oliedelte Transformer

I moderne oliedelte transformer følger isolationen af højspændingsvindinger en bredt anvendt metode. Typisk er ledningen overmålt med emalje, og kraftpapir indsættes mellem hver lag af vindingen. Denne kombination giver pålidelig elektrisk isolation og mekanisk beskyttelse for højspændingsvindinger, der beskytter dem mod elektrisk nedbrydning og fysisk skade.

For lavspændingsvindinger anvendes en anden isolationsstrategi. Her kan båndledere være ubehandlede, med papirisolering placeret mellem lagene. Denne metode finder en balance mellem kostnadseffektivitet og de nødvendige isoleringskrav for lavspændingsanvendelser.

Dog er landskabet for isoleringsmaterialer til båndledere i lavspændingsvindinger under udvikling. Den traditionelle praksis med at omslutte båndledere med papir bliver gradvist udfaset. Syntetiske polymeroverflader og omhylninger lavet af syntetisk stof opstår som foretrukne alternativer. Disse moderne materialer tilbyder forbedret holdbarhed, bedre elektriske isoleringsegenskaber og forbedret modstandskraft mod miljøfaktorer sammenlignet med traditionel papirisolering.

Indførelsen af aluminiumsleder, bånd og stripleder, sammen med emaljeoverflader, har fremsat unikke udfordringer for producenter af distributionstransformatorer. Aluminium har en distinkt egenskab: når det udsættes for luft, dannes der spontant et isolerende oksidlag på overfladen. Dette selvformede oksidlager kan hindre elektrisk ledeevne. Derfor, når der skal oprettes elektriske forbindelser ved hjælp af aluminiumsledere, må producenter finde effektive metoder til enten at fjerne dette oksidlager eller forhindre dets dannelse ved forbindelsespunkter. Dette kræver omhyggelig materialevalg, præcise produktionsprocesser og strenge kvalitetskontrolforanstaltninger for at sikre den pålidelige drift af distributionstransformatorer med aluminiumsbaserede komponenter.

Udfordringer og Løsninger med Aluminiumsledere i Transformer, og Isolation i Tørtransformatorer

Udfordringer og Behandling af Aluminiumsledere i Oliedelte Transformer

Yderligere har elektriske lederegad aluminium en mærkbart blød struktur. Når mekanisk klamring anvendes, er det meget sårbar over for problemer som koldeflow og differentialudvidelse. Koldeflow refererer til den langsomme deformation af det bløde aluminium under mekanisk spænding over tid, mens differentialudvidelse forekommer, når aluminium udvides eller kontraherer med en anden hastighed end andre komponenter i monteringen, potentielt hvilket kan føre til løse forbindelser eller mekaniske fejl.

For at imødekomme forbindelsesbehovet for aluminiumsleder er flere specialiserede splicesmetoder udviklet. Soldering kan bruges, selvom det kræver specifikke solderingsteknikker og flux for at sikre en god forbindelse. En anden almindelig metode er knibning, der involverer brug af specielle knibninger. Disse knibninger er designet til at trænge gennem både emaljeoverfladen på lederen og det naturligt dannede oksidlager på aluminiumsoverfladen. Ved at gøre dette, opretter de en pålidelig elektrisk forbindelse. Desuden lukker de kontaktområderne fra ilt, forhindrer yderligere oxidation og sikrer forbindelsens langsigtede integritet.

For aluminiumsbånd eller -stripledere tilbyder TIG (tungsten inert gas) svinding en effektiv forbindelsesløsning. Denne svindingproces anvender en ikke-forbrugelig tungsten-elektrod og en inert gas-skjold for at skabe en højkvalitet, stærk forbindelse mellem aluminiumskomponenterne. Desuden kan aluminiumsstriper også forbundes til andre kobber- eller aluminiumsforbindelser gennem kuldesvinding eller knibningsteknikker. Kuldesvinding, især, skaber en solid-state forbindelse uden behov for at smelte materialerne, hvilket er fordelagtigt for at opretholde de mekaniske og elektriske egenskaber hos ledere. Selv for at lave boltede forbindelser til blødt aluminium, så længe forbindelsesområdet grundigt rengøres for at fjerne eventuelle oksider eller forureninger, kan en sikker og elektrisk ledebar forbindelse opnås.

Isoleringsmaterialer i Tørtransformatorer

I verden af tørtransformatorer er det en standardpraksis at anvende en beskyttende sigillering eller overfladebehandling til vindinger ved hjælp af hars eller lak. Dette fungerer som en beskyttelse mod forskellige negative miljøfaktorer, som fugt, støv og korrosive gasser, alle disse kan gradvist forringe isoleringsegenskaberne af transformatorvindinger og kompromittere den samlede ydeevne og levetid af transformatoren.

De isolerende medier, der anvendes for primære og sekundære vindinger i tørtransformatorer, kan inddeles i følgende kategorier:

• Gjut Spole: I denne type er vindingen inbeddet i en gjut hars, som giver en robust og holdbar isoleringsstruktur. Gjut harsen omhylser ikke kun ledere, men tilbyder også fremragende mekanisk styrke og elektrisk isolation, hvilket gør den egnet til anvendelser, hvor høj pålidelighed og beskyttelse er påkrævet.

• Vakuum-Tryk Encapsuleret: Denne metode involverer encapsulering af vindinger under vakuum-tryk betingelser. Ved at fjerne luft og andre forurenende stoffer fra isoleringsprocessen, sikrer den en mere uniform og tomrumsfri isoleringslag, hvilket forbedrer den elektriske og termiske ydeevne af transformatoren.

• Vakuum-Tryk Impregneret: Her er vindingerne dyrket i en isolerende hars under vakuum-tryk. Denne proces tillader, at harsen trænger dybt ind i vindingsstrukturen, fylder alle huller og porer. Derved giver den forbedret isolation og varmeafgivelseskapacitet, der bidrager til den effektive drift af transformatoren.

• Overfladebehandlet: Simple overfladebehandlingsmetoder involverer at anvende et lag af isolerende materiale, såsom lak eller et specialiseret overfladebehandlingsmiddel, direkte på vindingerne. Denne type isolation er relativt enkel og kostnadseffektiv, egnet til anvendelser, hvor mindre strenge isoleringskrav er påkrævet.

Gjut Spole

I den gjut spole isoleringsmetode er vindingen først forstærket efter behov eller placeret i en form. Derefter er den gjut i hars under vakuum-tryk betingelser. Denne proces tilbyder flere betydelige fordele. Efter at vindingen er fuldt omhyllet i solid isolation, reducerer den effektivt lydniveauet under drift. Desuden fyller vakuum-tryk-gjutningsprocessen vindingen med hars, eliminerer fuldstændigt enhver tomrum. Disse tomrum, hvis de findes, kunne føre til koronadischarge, som kan forværre isolationen og forårsage elektriske problemer over tid. Med sin solide isoleringssystem har den gjut spole vindinge fremragende mekanisk styrke, der gør den i stand til at klare mekaniske spændinger. Den har også bemærkelsesværdig kortslutningsstyrke, der sikrer pålidelig ydeevne under elektriske fejl. Desuden er denne type vindinge højst modstandsdygtig over for fugt og forurenende stoffer, der beskytter transformatorens interne komponenter og forlænger dens levetid.

Vakuum-Tryk Encapsuleret

For vakuum-tryk encapsuleret isolation er vindingen inbeddet i hars under vakuum-tryk. Lignende den gjut spole proces, ved at encapsulere vindingen med hars på denne måde fjernes effektivt enhver tomrum, der ellers kunne give anledning til korona. Som resultat nyder vindingen godt af fremragende mekanisk styrke, der gør den i stand til at klare mekaniske chok og vibrationer. Den viser også høj kortslutningsstyrke, der sikrer stabil drift under abnormale elektriske betingelser. Denne isolationsmetode tilbyder robust beskyttelse mod fugtindtrængen og indtrængen af forurenende stoffer, der opretholder integriteten af vindingen og den samlede ydeevne af transformatoren.

Vakuum-Tryk Impregneret

I den vakuum-tryk impregnerede isoleringsmetode er vindingen trængt med lak under vakuum-tryk. Impregnationsprocessen dækker vindingen grundigt, skaber et beskyttende lag, der beskytter den mod fugt og forurenende stoffer. Dette hjælper med at bevare de elektriske og mekaniske egenskaber af vindingen, der sikrer pålidelig drift af transformatoren i forskellige miljøbetingelser. Selvom beskyttelsesniveauet måske er relativt mindre omfattende sammenlignet med nogle andre metoder, tilbyder det stadig tilstrækkelig beskyttelse for mange anvendelser.

Overfladebehandlet

Den overfladebehandlede isoleringsmetode involverer at dyppe vindingen i lak eller hars. En overfladebehandlet vindinge giver et grundlæggende beskyttelsesniveau mod fugt og forurenende stoffer, der gør den egnet til brug i moderate miljøer, hvor risikoen for udsættelse for hårde elementer er relativt lav. Selvom den måske ikke tilbyder samme beskyttelsesniveau som mere avancerede isoleringsmetoder, er det en kostnadseffektiv og enkel løsning for anvendelser med mindre krævende isoleringskrav.