油漬型およびドライタイプ変圧器の絶縁材料

オイル浸漬変圧器の絶縁

現代のオイル浸漬変圧器では、高電圧巻線の絶縁は広く採用されているアプローチに従っています。通常、ワイヤーはエナメルでコーティングされ、各巻線層間にクラフト紙が挿入されます。この組み合わせにより、高電圧巻線に対して信頼性のある電気絶縁と機械的保護が提供され、電気的な破壊や物理的な損傷から保護されます。

低電圧巻線の場合、異なる絶縁戦略が採用されています。ここでは、ストリップ導体を裸にして、層間に紙絶縁材を配置することができます。この方法は、低電圧用途に必要な絶縁要件とコスト効率とのバランスを取ることができます。

しかし、低電圧巻線のストラップ導体の絶縁材料の景観は進化しています。伝統的なストラップ導体の紙巻きは徐々に廃れています。合成ポリマーのコーティングや合成布を使用した巻きが好まれる代替手段として登場しています。これらの現代的な材料は、従来の紙絶縁材と比較して、耐久性が向上し、電気絶縁特性が向上し、環境要因に対する抵抗性も改善されています。

アルミニウムワイヤー、ストラップ、ストリップ導体、およびエナメルコーティングの導入は、配電変圧器製造業者に独自の課題をもたらしました。アルミニウムには特有の性質があり、空気にさらされると表面に自発的に絶縁酸化層が形成されます。この自己形成された酸化被膜は、電気伝導性を妨げることがあります。そのため、アルミニウム導体を使用して電気接続を行う必要がある場合、製造業者はこの酸化層を除去するか、または接続点での形成を防ぐための効果的な方法を考案する必要があります。これは、慎重な材料選択、正確な製造工程、厳格な品質管理措置を必要とし、アルミニウムベースの部品を使用した配電変圧器の信頼性ある動作を確保します。

変圧器におけるアルミニウム導体の課題と解決策、およびドライタイプ変圧器の絶縁

オイル浸漬変圧器におけるアルミニウム導体の課題と取り扱い

さらに、電気導体グレードのアルミニウムは非常に柔らかい質感を持っています。機械的なクランプが適用される場合、冷間流動や差異膨張などの問題に非常に脆弱です。冷間流動とは、時間とともに柔らかいアルミニウムが機械的なストレスによってゆっくりと変形することを指し、差異膨張はアルミニウムが他の構成要素よりも異なる速度で膨張または収縮することで、緩んだ接続や機械的な故障につながることがあります。

アルミニウムワイヤーの接続ニーズに対応するために、いくつかの専門的なスプライシング方法が開発されています。はんだ付けを使用することもありますが、良好な結合を確保するためには特定のはんだ付け技術とフラックスが必要です。別の一般的なアプローチはクリンプであり、特殊なクリンプを使用します。これらのクリンプは、ワイヤー上のエナメルコーティングとアルミニウム表面に自然に形成された酸化層の両方を貫通するように設計されています。これにより、信頼性のある電気接続が確立され、接触領域を酸素から遮断し、さらなる酸化を防ぎ、接続の長期的な整合性を確保します。

アルミニウムストラップまたはストリップ導体の場合、TIG（タングステン不活性ガス）溶接は効果的な接合ソリューションを提供します。この溶接プロセスは非消費性のタングステン電極と不活性ガスシールドを使用して、アルミニウム部品間に高品質で強固な結合を作り出します。さらに、アルミニウムストリップは、コールド溶接またはクリンプ技術を通じて他の銅またはアルミニウムコネクターにも接続できます。コールド溶接は特に、材料を溶かすことなく固体状態の結合を作り出すことで、導体の機械的および電気的特性を維持することが有益です。また、軟らかいアルミニウムへのボルト接続でも、接合部分を丁寧に掃除して酸化物や汚染物質を取り除けば、安全で電気伝導性のある接続を達成することができます。

ドライタイプ変圧器の絶縁材料

ドライタイプ変圧器の分野では、樹脂またはバニッシュを使用して巻線に保護シールまたはコーティングを施すことが標準的な慣行となっています。これにより、湿気、粉塵、腐食性ガスなど、様々な悪影響のある環境要因から保護され、これらは時間と共に変圧器巻線の絶縁特性を徐々に劣化させ、変圧器全体の性能と寿命を損なう可能性があります。

ドライタイプ変圧器の一次巻線と二次巻線に使用される絶縁媒体は、以下の明確なカテゴリーに分類することができます：

• キャストコイル：このタイプでは、巻線がキャスト樹脂に埋め込まれ、堅牢で耐久性のある絶縁構造を提供します。キャスト樹脂は導体を包み込むだけでなく、優れた機械的強度と電気絶縁を提供し、高い信頼性と保護が必要なアプリケーションに適しています。

• 真空圧力封入：この方法では、巻線を真空圧力条件下で封入します。絶縁プロセスから空気やその他の汚染物質を取り除くことにより、より均一で空洞のない絶縁層を確保し、変圧器の電気的および熱的性能を向上させます。

• 真空圧力浸透：ここでは、巻線を真空圧力下で絶縁樹脂に浸します。このプロセスにより、樹脂が巻線構造に深く浸透し、すべての隙間と孔を満たします。その結果、絶縁と熱放出能力が向上し、変圧器の効率的な動作に貢献します。

• コーティング：シンプルなコーティング技術は、バニッシュまたは専用のコーティング化合物などの絶縁材料を直接巻線に塗布することを含みます。この種の絶縁は比較的単純かつコスト効率が高く、絶縁要件がそれほど厳しい必要がないアプリケーションに適しています。

キャストコイル

キャストコイル絶縁法では、まず必要に応じて巻線を補強したり、金型内に位置させたりします。その後、真空圧力条件下で樹脂にキャストします。このプロセスはいくつかの重要な利点を提供します。巻線が完全に固体絶縁に包まれているため、運転中の音レベルを効果的に低減します。また、真空圧力キャスティングプロセスは巻線に樹脂を充填し、空洞を完全に排除します。これらの空洞が存在すると、コロナ放電が発生し、絶縁を劣化させ、時間とともに電気的な問題を引き起こす可能性があります。固体絶縁システムを持つキャストコイル巻線は、優れた機械的強度を備えており、機械的なストレスに耐えることができます。また、短絡時の強度も高く、電気障害時の信頼性を確保します。さらに、このタイプの巻線は湿気や汚染物質に対して非常に耐性があり、変圧器の内部部品を保護し、寿命を延ばします。

真空圧力封入

真空圧力封入絶縁では、巻線を真空圧力条件下で樹脂に封入します。キャストコイルプロセスと同様に、この方法で巻線を樹脂で封入すると、コロナを引き起こす可能性のある空洞を効果的に排除します。その結果、巻線は優れた機械的強度を備え、機械的な衝撃や振動に耐えることができます。また、高い短絡時の強度を持っており、異常な電気条件でも安定した動作を確保します。この絶縁方法は、湿気の侵入や汚染物質の侵入から強固な保護を提供し、巻線の整合性と変圧器全体の性能を維持します。

真空圧力浸透

真空圧力浸透絶縁技法では、巻線を真空圧力条件下でバニッシュに浸します。浸透プロセスは巻線を完全にコーティングし、湿気や汚染物質から保護する保護層を作ります。これにより、巻線の電気的および機械的特性が維持され、さまざまな環境条件下での変圧器の信頼性ある動作が確保されます。他の方法と比べて保護レベルが比較的低いかもしれませんが、多くのアプリケーションで十分な保護を提供します。

コーティング

コーティング絶縁アプローチでは、巻線をバニッシュまたは樹脂に浸します。コーティングされた巻線は、湿気や汚染物質に対する基本的な保護を提供し、過酷な要素への曝露リスクが比較的低い中程度の環境での使用に適しています。より複雑な絶縁方法と比べて同じレベルの保護を提供しないかもしれませんが、絶縁要件がそれほど厳しい必要がないアプリケーション向けのコスト効率的で単純なソリューションです。