Isolacijski materijali za transformatore u ulju i suhom tipu T/F

Izolacija u ulju prelivanim transformatorima

U suvremenim ulju prelivanim transformatorima, izolacija visokonaponskih zavojnica slijedi široko prihvaćeni pristup. Obično, žica je pokrivena smolom, a kraft papir se stavlja između svakog sloja zavojnice. Ova kombinacija osigurava pouzdanu električnu izolaciju i mehaničku zaštitu visokonaponskih zavojnica, čuvajući ih od električnih propada i fizičkog oštećenja.

Za niskonaponske zavojnice, koristi se drugačija strategija izolacije. Ovdje, trakove vodilaca mogu ostati nepokriveni, s papirnatom izolacijom postavljenom između slojeva. Ovaj pristup postiže ravnotežu između ekonomičnosti i potrebnih zahtjeva za izolaciju u niskonaponskim primjenama.

Međutim, pejzaž materijala za izolaciju trakova vodilaca u niskonaponskim zavojnicama se mijenja. Tradicionalna praksa opletkanja trakova vodilaca papirnom izolacijom postepeno se odustaje. Sintetički polimeri i omotači iz sintetičkog tkanina pojavljuju kao preferirani alternativi. Ovi moderni materijali nude poboljšanu otpornost, bolje električne izolacijske osobine i poboljšanu otpornost na okolišne faktore u usporedbi s tradicionalnom papirnatom izolacijom.

Uključivanje aluminijumskih žica, trakova i trakova vodilaca, zajedno s smolnim pokrovima, predstavlja jedinstvene izazove proizvođačima distribucijskih transformatora. Aluminij ima specifičnu osobinu: kada je izložen zraku, spontano formira izolacijski oksidni sloj na svojoj površini. Ovaj samoprostavljeni oksidni sloj može spriječiti električnu vodljivost. Stoga, kad god je potrebno postaviti električne spojeve koristeći aluminijumske vodilace, proizvođači moraju razviti učinkove metode kako bi uklonili ovaj oksidni sloj ili sprečili njegovo formiranje na mjestima spoja. To zahtijeva pažljiv odabir materijala, precizne proizvodne procese i stroge mjere kontrole kvalitete kako bi se osigurala pouzdana operacija distribucijskih transformatora s aluminijumskim komponentama.

Izazovi i rješenja s aluminijumskim vodilcima u transformatorima, te izolacija u suhom tipu transformatora

Izazovi i obrada aluminijumskih vodilaca u ulju prelivanim transformatorima

Dodatno, elektroprovodni aluminij poseduje značajno meku teksturu. Kada se primijeni mehaničko zategivanje, vrlo je osjetljiv na probleme poput hladnog toka i diferencijalne ekspanzije. Hladni tok odnosi se na sporo deformiranje mekog aluminija pod mehaničkim naprezanjem tijekom vremena, dok diferencijalna ekspanzija nastupa kada se aluminij širi ili skuplja različitim tempom od drugih komponenata u montaži, što može dovesti do luka spojeva ili mehaničkih propada.

Kako bi se obradili potrebe povezivanja aluminijumskih žica, razvijene su nekoliko specijaliziranih metoda spojeva. Može se koristiti spajanje, iako to zahtijeva specifične tehnike spajanja i fluxe kako bi se osiguralo dobro spojenje. Drugi uobičajeni pristup je crpinje, koji uključuje upotrebu posebnih crpki. Ove crpke su dizajnirane da probiju i smolni pokrov na žici i prirodno formirani oksidni sloj na površini aluminija. Time postiže se pouzdan električni spoj. Također, one zatvaraju područja kontakta od kisika, spriječavajući daljnju oksidaciju i osiguravajući dugotrajnu integritet spoja.

Za aluminijumske trake ili trakove vodilaca, TIG (tungsten inert gas) zavarivanje nudi učinkovito rješenje za spoj. Ovaj postupak zavarivanja koristi netrošivi tungstenski elektrod i inertni plinski štit za stvaranje visokokvalitetnog, jakog spoja između aluminijumskih komponenata. Nadalje, aluminijumske trake mogu biti spojene s drugim bakrenim ili aluminijumskim spojnicama putem tehnika hladnog zavarivanja ili crpinja. Hladno zavarivanje, posebno, stvara čvrsto stanje spoja bez potrebe za taljenjem materijala, što je korisno za održavanje mehaničkih i električnih osobina vodilaca. Čak i za izradu spojeva na mekom aluminiju, ako se spojna površina temeljito očisti od bilo kakvih oksida ili kontaminanata, može se postići siguran i električno provodljiv spoj.

Materijali za izolaciju u suhom tipu transformatora

U području suhih transformatora, standardna praksa je primjena zaštite ili pokrova na zavojnice koristeći smolu ili lak. To služi kao zaštita od raznih negativnih okolišnih faktora, poput vlage, prašine i korozivnih plinova, koji mogu postepeno degradirati izolacijske osobine zavojnica transformatora i kompromitirati ukupnu performansu i vijek trajanja transformatora.

Mediji za izolaciju primarnih i sekundarnih zavojnica suhih transformatora mogu se klasificirati u sljedeće različite kategorije:

• Odlivni bobin: U ovom tipu, zavojnica je ugrađena u odlivnu smolu, koja pruža čvrstu i otpornu strukturu izolacije. Odlivna smola ne samo da obuhvaća vodilce, već također nudi odličnu mehaničku čvrstoću i električnu izolaciju, čime je pogodna za primjene gdje su potrebna visoka pouzdanost i zaštita.

• Vakuum-presiono encapsulirano: Ovaj postupak uključuje encapsuliranje zavojnica pod vakuum-presionim uvjetima. Uklanjanjem zraka i drugih kontaminanata iz procesa izolacije, osigurava se više uniforman i bezpukotinski sloj izolacije, poboljšavajući električne i toplinske performanse transformatora.

• Vakuum-presiono impregnirano: Ovdje, zavojnice se uronjene u izolacijsku smolu pod vakuum-presionim uvjetima. Ovaj postupak omogućuje smoli da duboko penetriše u strukturu zavojnice, ispunjavajući sve praznine i porice. Rezultat je poboljšana izolacija i sposobnost disipiranja topline, doprinoseći učinkovitoj operaciji transformatora.

• Prelaktirano: Jednostavne tehnike prelaktiranja uključuju nanos ljuta ili specijalne prelaktirane spojeve direktno na zavojnice. Ovaj tip izolacije je relativno jednostavan i ekonomičan, pogodan za primjene gdje su manje strogi zahtjevi za izolaciju.

Odlivni bobin

U metodi izolacije odlivnog bobina, zavojnica se prvo po potrebi pojačava ili postavlja unutar kalupa. Zatim, odliva se u smolu pod vakuum-presionim uvjetima. Ovaj postupak nudi nekoliko značajnih prednosti. Budući da je zavojnica potpuno opuštena u čvrstoj izolaciji, efektivno smanjuje nivo glasnoće tijekom operacije. Također, vakuum-presioni postupak odlivanja puni zavojnicu smolom, potpuno eliminirajući sve praznine. Te praznine, ako bi bile prisutne, mogu dovesti do koronskog rasprostiranja, što može degradirati izolaciju i uzrokovati električne probleme tijekom vremena. Sa svojom čvrstom izolacijskom sustavom, odlivni bobin posjeduje izvrsnu mehaničku čvrstoću, omogućujući mu da izdrži mehaničke stresove. Također ima izvrsnu čvrstoću na kraćem spoju, osiguravajući pouzdanu performansu tijekom električnih grešaka. Nadalje, ovaj tip zavojnice je izuzetno otporan na vlagu i kontaminante, štitići interne komponente transformatora i produžujući njegov vijek trajanja.

Vakuum-presiono encapsulirano

Za vakuum-presiono encapsuliranu izolaciju, zavojnica je ugrađena u smolu pod vakuum-presionim uvjetima. Slično procesu odlivnog bobina, encapsuliranje zavojnice smolom na ovaj način efektivno uklanja sve praznine koje bi inače mogle dovesti do koronskog rasprostiranja. Rezultat je da zavojnica ima odličnu mehaničku čvrstoću, omogućujući joj da izdrži mehaničke udarce i vibracije. Također izražava visoku čvrstoću na kraćem spoju, osiguravajući stabilnu operaciju tijekom abnormalnih električnih uvjeta. Ovaj postupak izolacije pruža čvrstu zaštitu protiv uvlage i penetracije kontaminanata, održavajući integritet zavojnice i ukupnu performansu transformatora.

Vakuum-presiono impregnirano

U tehnikama vakuum-presionog impregniranja, zavojnica se nasitava ljutom pod vakuum-presionim uvjetima. Impregnacijski postupak potpuno prekriva zavojnicu, stvarajući zaštitni sloj koji štiti je od vlage i kontaminanata. To pomaže u održavanju električnih i mehaničkih osobina zavojnice, osiguravajući pouzdanu operaciju transformatora u različitim okolišnim uvjetima. Iako razine zaštite može biti relativno manja u usporedbi s nekim drugim metodama, ipak nudi dovoljnu zaštitu za mnoge primjene.

Prelaktirano

Pristup prelaktirane izolacije uključuje uronjivanje zavojnice u ljutu ili smolu. Prelaktirana zavojnica pruža osnovnu razinu zaštite od vlage i kontaminanata, čime je pogodna za korištenje u umjerenoj okolini gdje je rizik od izlaganja surovim elementima relativno nizak. Iako možda ne nudi istu razinu zaštite kao složenije metode izolacije, to je ekonomično i jednostavno rješenje za primjene s manje zahtjevnim zahtjevima za izolaciju.