Tranzformátorok izoláló anyagai olajbetegedett és szárított típusú tranzformátorokban

Olajba merült transzformátorok izolációja

A modern olajba merült transzformátorokban a magas feszültségű tekercsek izolációjának egy széles körben elfogadott módszere van. Általában a drótot emállyal borítják, és kötegközhelyek között helyeznek be papírzabálót. Ez a kombináció megbízható elektromos izolációt és mechanikai védelmet nyújt a magas feszültségű tekercsek számára, megvédve őket az elektromos lebomlástól és fizikai károsodástól.

Az alacsony feszültségű tekercsek esetén más izolációs stratégia alkalmazásra kerül. Itt a sávvezetőket lehet szárnyas hagyni, papírizolációt helyezve a rétegek közé. Ez a módszer egyensúlyt teremt a költséghatékonyság és az alacsony feszültségű alkalmazásokhoz szükséges izolációs követelmények között.

Azonban az alacsony feszültségű tekercsek sávvezetőinek izolációs anyagainak terepe változik. A sávvezetőket papírral való becsomagolás hagyományos gyakorlata lassan visszaszorul. A szintetikus polimerek borítása és a szintetikus zsinór csomagolása kezd el előnyösen kiemelkedni. Ezek a modern anyagok javított tartósodási képességet, jobb elektromos izolációs tulajdonságokat és javított ellenállást kínálnak a környezeti tényezőkkel szemben a hagyományos papírizolációval szemben.

Az alumínium vezeték, sáv, sávvezetők, valamint az emállyal borított vezetékek bevonása olyan egyedi kihívásokkal jár, amelyekkel a továbbítási transzformátorok gyártóinak szembe kell nézniük. Az alumíniumnak egy jellemző tulajdonsága van: ha légkörrel kerül kapcsolatba, spontánan képes izoláló oxidréteget formálni felületén. Ez a sajátmagában kialakult oxidborítás akadályozhatja az elektromos vezetőkön. Emiatt, amikor elektrikus kapcsolatot kell létrehozni alumínium vezetékekkel, a gyártóknak hatékony módszereket kell kifejleszteniük, hogy ezt az oxidréteget vagy eltávolítsák, vagy megakadályozzák a kapcsolópontoknál. Ehhez gondos anyagkiválasztás, pontos gyártási folyamatok és szigorú minőség-ellenőrzési intézkedések szükségesek, hogy biztosíthassák a továbbítási transzformátorok megbízható működését alumínium-alapú komponensekkel.

Kihívások és megoldások az alumínium vezetékekkel rendelkező transzformátorokban, valamint a száraz típusú transzformátorok izolációja

Kihívások és kezelés az alumínium vezetékekkel rendelkező olajba merült transzformátorokban

Továbbá, az elektromos vezetékre alkalmas alumínium jelentősen puha textúrájú. Mechanikai rögzítés esetén nagyon érzékeny a hideg áramlás és a differenciális bővülés problémáira. A hideg áramlás a puha alumínium lassú deformációját jelenti idővel a mechanikai stressz miatt, míg a differenciális bővülés akkor fordul elő, amikor az alumínium más sebességgel bővül vagy zsugorodik, mint a többi alkatrésze a szerkezetben, ami potenciálisan lökhöz vagy mechanikai hibákhoz vezethet.

Az alumínium vezetékek összekötési igényeire több specializált összekötési módszer is kifejlesztésre került. A lötés használható, bár speciális lötési technikákat és lötőanyagokat igényel, hogy jó kötést biztosítsa. Egy másik gyakori megközelítés a szorítás, amely speciális szorítóeszközökkel történik. Ezek a szorítóeszközök úgy vannak kialakítva, hogy mind a vezeték emállyal borított részét, mind az alumínium felületén természetesen kialakult oxidréteget pentroholják. Így megbízható elektromos kapcsolatot hoznak létre. Továbbá lezárnak a kapcsolódási területeket az oxigéntől, megakadályozva a további oxidációt, és biztosítva a kapcsolat hosszú távú integritását.

Az alumínium sáv vagy sávvezetők esetén a TIG (tungstén inertrázú) hímzés hatékony összekötési megoldást kínál. Ez a hímzési folyamat nemfogyasztó tungstén-elektrodát és inertráz-készüléket használ, hogy erős kötést hozzon létre az alumínium alkatrészek között. Továbbá, az alumínium sávokat más kupfer vagy alumínium csatlakozókkal is hűhőzéssel vagy szorítással lehet összekötni. A hűhőzés különösen szilárd állapotú kötést hoz létre, anélkül, hogy a anyagokat fel kellene oldani, ami előnyös a vezetékek mechanikai és elektromos tulajdonságainak fenntartása szempontjából. Még a puha alumíniumra vonatkozó csavaros kapcsolatok esetén is, ha a kapcsolódási területet nagyon alaposan takarítják, hogy eltávolítsák bármilyen oxid vagy kontamináns anyagot, biztonságos és elektromosan vezető kapcsolatot lehet elérni.

Izolációs anyagok a száraz típusú transzformátorokban

A száraz típusú transzformátorok esetében szabványos gyakorlat, hogy a tekercsekre védő burkolatot vagy réteget reszinszert vagy vernit segítségével alkalmazzák. Ez védelmet nyújt különböző kedvezőtlenebb környezeti tényezőkkel szemben, például a párnával, porral és korrodáló gázokkal, amelyek lassan rombolhatják a transzformátor tekercsek izolációs tulajdonságait, és veszélyeztethetik a teljesítményt és az élettartamot.

A száraz típusú transzformátorok elsődleges és másodlagos tekercsei izolációs médiája a következő különböző kategóriákba sorolható:

• Öntött tekercs: Ebben a típusban a tekercset öntött reszinszerben helyezik, ami erős és tartós izolációs szerkezetet ad. Az öntött reszinszer nem csak a vezetékeket foglalja be, de kiváló mechanikai erősséget és elektromos izolációt is biztosít, ami alkalmas arra, ahol magas megbízhatóság és védelem szükséges.

• Vakuumpresszió nélküli beburkolás: Ez a módszer a tekercsek beburkolását vakuumpressziós feltételek mellett hajtja végre. Az izolációs folyamatból a levegőt és más kontamináns anyagokat eltávolítva, ez biztosítja a sokkal egyenletesebb és lyukmentes izolációs réteget, ami javítja a transzformátor elektromos és hőmérsékleti teljesítményét.

• Vakuumpresszió nélküli impregnálás: Itt a tekercseket vakuumpresszió mellett merítenek be izoláló reszinszerbe. Ez a folyamat lehetővé teszi, hogy a reszinszer mélyen beleterjedjen a tekercs szerkezetébe, kitöltve minden lyukat és porot. Így javított izolációt és hőtovábbítási képességet biztosít, ami hozzájárul a transzformátor hatékony működéséhez.

• Beburkolás: A egyszerű beburkolási technikák közvetlenül a tekercsekre alkalmazzák a vernit vagy speciális beburkoló anyag rétegét. Ez a típusú izoláció relatíve egyszerű és költséghatékony, alkalmas arra, ahol kevésbé szigorú izolációs követelmények vannak.

Öntött tekercs

Az öntött tekercs izolációs módszerben a tekercset először szükség szerint erősítik vagy formátba helyezik. Ezután vakuumpresszió mellett öntöznek be reszinszerbe. Ez a folyamat több jelentős előnyt kínál. Mivel a tekercs teljesen szilárd izolációban van, ez hatékonyan csökkenti a működés közben fellépő zajszintet. Továbbá a vakuumpressziós öntözési folyamat kitölti a tekercset reszinszerrel, teljesen kiszűkítve bármilyen lyukat. Ezek a lyukak, ha jelen lennének, kora-diszchargét okozhatnának, ami idővel rombolhatja az izolációt és elektromos problémákat okozhat. A szilárd izolációs rendszerrel a tekercs kiváló mechanikai erősséggel rendelkezik, amely képes a mechanikai stresszek ellenállására. Rendkívüli rövidzárló erejével is rendelkezik, amely biztosítja a megbízható működést elektromos hibák során. Továbbá ez a típusú tekercs nagyon ellenálló a párnával és kontamináns anyagokkal szemben, ami megvédi a transzformátor belső alkatrészeit, és meghosszabbítja élettartamát.

Vakuumpresszió nélküli beburkolás

A vakuumpresszió nélküli beburkolás izolációjánál a tekercset vakuumpresszió mellett reszinszerbe burkolják be. Hasonlóan az öntött tekercs folyamatához, a tekercs reszinszerrel történő beburkolása hatékonyan kiszűkíti bármilyen lyukat, amelyek kora-diszchargét okozhatnának. Így a tekercs kiváló mechanikai erősséggel rendelkezik, amely képes a mechanikai sokkolások és rezgésekre. Magas rövidzárló erejével is rendelkezik, amely biztosítja a stabil működést anormális elektromos körülmények között. Ez az izolációs módszer erős védelmet nyújt a párnával és kontamináns anyagok bejutásával szemben, megőrzi a tekercs integritását és a transzformátor teljesítményét.

Vakuumpresszió nélküli impregnálás

A vakuumpresszió nélküli impregnálás izolációs technikájánál a tekercset vakuumpresszió mellett vernival áztatják. Az impregnálási folyamat teljesen beburkolja a tekercset, létrehozva egy védő réteget, amely megvédi a párnától és kontamináns anyagoktól. Ez segít megőrizni a tekercs elektromos és mechanikai tulajdonságait, biztosítva a transzformátor megbízható működését különböző környezeti körülmények között. Bár a védelem szintje talán kevésbé átfogó lehet, mint egyes más módszerek, mégis elegendő védelemet nyújt számos alkalmazáshoz.

Beburkolás

A beburkolás izolációs megközelítése a tekercset vernibe vagy reszinszerbe meríti. A beburkolás alapvető védelmet nyújt a párnától és kontamináns anyagoktól, így alkalmas a mérsékelt környezetekben, ahol a kemény elemek kockázata viszonylag alacsony. Habár nem nyújt ugyanolyan védelmi szintet, mint a bonyolultabb izolációs módszerek, mégis költséghatékony és egyszerű megoldás olyan alkalmazásokhoz, ahol kevésbé szigorú izolációs követelmények vannak.