Isolatiematerialen voor transformatoren in oliegedrenkte & droge T/F

Isolatie in oliegedrenkte transformatoren

In hedendaagse oliegedrenkte transformatoren volgt de isolatie van hoogspanningswindingen een breed geaccepteerde aanpak. Gewoonlijk wordt de draad bedekt met email en wordt kraftpapier tussen elke laag van de winding geplaatst. Deze combinatie biedt betrouwbare elektrische isolatie en mechanische bescherming voor de hoogspanningswindingen, waardoor ze beschermd zijn tegen elektrische doorbraak en fysieke schade.

Voor laagspanningswindingen wordt een andere isolatiestrategie toegepast. Hier kunnen de bandleiders onbedekt worden gelaten, met papieren isolatie tussen de lagen. Deze methode vindt een evenwicht tussen kosteneffectiviteit en de noodzakelijke isolatie-eisen voor laagspanningstoepassingen.

Het landschap van isolatiematerialen voor bandleiders in laagspanningswindingen is echter aan verandering onderhevig. De traditionele praktijk van het omwikkelen van bandleiders met papier wordt geleidelijk afgeschaft. Synthetische polymeren coatings en omhulsels van synthetische stof komen op als voorkeurlijke alternatieven. Deze moderne materialen bieden verbeterde duurzaamheid, betere elektrische isolatie-eigenschappen en verbeterde weerstand tegen omgevingsfactoren in vergelijking met traditionele papieren isolatie.

De integratie van aluminiumdraad, -banden en -strippen, samen met emailcoatings, heeft unieke uitdagingen opgeleverd voor fabrikanten van distributietransformatoren. Aluminium heeft een kenmerkende eigenschap: wanneer het blootgesteld wordt aan lucht, vormt het spontaan een isolerende oxide-laag op het oppervlak. Deze zelf gevormde oxidecoating kan de elektrische geleiding belemmeren. Daarom moeten fabrikanten, wanneer elektrische verbindingen met aluminiumleiders moeten worden gemaakt, effectieve methoden ontwikkelen om deze oxide-laag te verwijderen of haar vorming bij de verbindingpunten te voorkomen. Dit vereist zorgvuldige materiaalkeuze, precieze productieprocessen en strikte kwaliteitscontrolemaatregelen om de betrouwbare werking van distributietransformatoren met aluminium gebaseerde componenten te garanderen.

Uitdagingen en oplossingen met aluminiumleiders in transformatoren, en isolatie in droogtype transformatoren

Uitdagingen en afhandeling van aluminiumleiders in oliegedrenkte transformatoren

Bovendien heeft elektriciteitsleiderkwaliteit aluminium een merkbaar zachte textuur. Wanneer mechanische klemming wordt toegepast, is het zeer vatbaar voor problemen zoals koude stroom en differentiële uitzetting. Koude stroom verwijst naar de langzame vervorming van het zachte aluminium onder mechanische spanning over tijd, terwijl differentiële uitzetting optreedt wanneer aluminium zich sneller of langzamer uitzet dan andere componenten in de assemblage, wat potentiële losse verbindingen of mechanische storingen kan veroorzaken.

Om de aansluitbehoeften van aluminiumdraden te bevredigen, zijn verschillende gespecialiseerde splicingmethoden ontwikkeld. Loodsen kan worden gebruikt, hoewel specifieke loodstechnieken en fluxen nodig zijn om een goede binding te waarborgen. Een andere algemene benadering is knippen, die speciale knipsels gebruikt. Deze knipsels zijn ontworpen om zowel de emailcoating op de draad als de natuurlijk gevormde oxide-laag op het aluminiumoppervlak te doordringen. Door dit te doen, stellen ze een betrouwbare elektrische verbinding in. Bovendien sluiten ze de contactgebieden af van zuurstof, waardoor verdere oxidatie wordt voorkomen en de langetermijnintegriteit van de verbinding wordt gewaarborgd.

Voor aluminiumband- of -strip leiders biedt TIG (tungsten inert gas) lassen een effectieve aansluitoplossing. Dit lasproces maakt gebruik van een niet-verbruikbare wolfram electrode en een inerte gasbescherming om een hoge kwaliteit, sterke binding tussen de aluminiumcomponenten te creëren. Bovendien kunnen aluminiumstrips ook gekoppeld worden aan andere koper- of aluminiumconnectors via koud lassen of knippentechnieken. Koud lassen creëert in het bijzonder een vaste-staatsbinding zonder dat de materialen hoeven te smelten, wat gunstig is voor het behouden van de mechanische en elektrische eigenschappen van de leiders. Zelfs voor het maken van gebolte verbindingen met zacht aluminium, kan, mits het verbindinggebied nauwkeurig wordt schoongemaakt om eventuele oxide of vervuilingen te verwijderen, een veilige en elektrisch geleidende verbinding worden bereikt.

Isolatiematerialen in droogtype transformatoren

In het domein van droogtype transformatoren is het een standaardpraktijk om de windingen te voorzien van een beschermend zegel of coating met hars of vernis. Dit dient als bescherming tegen diverse negatieve omgevingsfactoren, zoals vocht, stof en corrosieve gassen, die allemaal geleidelijk de isolatie-eigenschappen van de transformatorwindingen kunnen degraderen en de algemene prestaties en levensduur van de transformator kunnen compromitteren.

De isolatiemediën die worden gebruikt voor de primaire en secundaire windingen van droogtype transformatoren kunnen worden ingedeeld in de volgende duidelijke categorieën:

• Gegoten spoel: In dit type is de winding ingebed in gegoten hars, wat een robuuste en duurzame isolatiestructuur oplevert. De gegoten hars omvat niet alleen de geleiders, maar biedt ook uitstekende mechanische sterkte en elektrische isolatie, waardoor het geschikt is voor toepassingen waar hoge betrouwbaarheid en bescherming vereist zijn.

• Vacuum-druk encapsulatie: Deze methode omvat het encapsuleren van de windingen onder vacuüm-drukcondities. Door lucht en andere vervuilingen te verwijderen uit het isolatieproces, wordt een meer uniforme en vrij-van-luchtbellen isolatielaag verkregen, waardoor de elektrische en thermische prestaties van de transformator worden verbeterd.

• Vacuum-druk impregnering: Hierbij worden de windingen gedoopt in een isolerende hars onder vacuüm-druk. Dit proces stelt de hars in staat diep in de windingstructuur door te dringen, alle gaten en poriën vullend. Hierdoor wordt verhoogde isolatie en warmteafvoer mogelijk, wat bijdraagt aan de efficiënte werking van de transformator.

• Gecoat: Eenvoudige coatechnieken omvatten het aanbrengen van een laag isolatiemateriaal, zoals vernis of een gespecialiseerd coatcompound, direct op de windingen. Dit type isolatie is relatief eenvoudig en kosteneffectief, geschikt voor toepassingen waar minder strenge isolatie-eisen nodig zijn.

Gegoten spoel

Bij de gegoten spoel-isolatiemethode wordt de winding eerst zo nodig versterkt of gepositioneerd in een mal. Vervolgens wordt deze onder vacuüm-drukcondities in hars gegoten. Dit proces biedt meerdere significante voordelen. Aangezien de winding volledig is omgeven door solide isolatie, wordt het geluidsniveau tijdens de bedrijfsfase effectief verminderd. Bovendien vult het vacuüm-druk gieten de winding met hars, waardoor alle luchtbellen volledig worden geëlimineerd. Deze luchtbellen, indien aanwezig, kunnen leiden tot coronaontlading, wat de isolatie kan degraderen en elektrische problemen kan veroorzaken in de loop van de tijd. Met zijn solide isolatiesysteem heeft de gegoten spoelwinding uitzonderlijke mechanische sterkte, waardoor hij bestand is tegen mechanische belastingen. Het heeft ook opmerkelijke kortsluitkracht, waardoor betrouwbare prestaties worden gegarandeerd tijdens elektrische storingen. Bovendien is deze soort winding zeer bestand tegen vocht en vervuiling, waardoor de interne componenten van de transformator beschermd worden en de levensduur ervan wordt verlengd.

Vacuum-druk encapsulatie

Bij de vacuum-druk encapsulatie-isolatie wordt de winding ingebed in hars onder vacuüm-druk. Vergelijkbaar met het gegoten spoelproces, elimineert het encapsuleren van de winding met hars op deze manier effectief alle luchtbellen die anders corona zouden kunnen veroorzaken. Als resultaat profiteert de winding van uitstekende mechanische sterkte, waardoor het bestand is tegen mechanische schokken en trillingen. Het vertoont ook hoge kortsluitkracht, waardoor stabiele werking wordt gewaarborgd tijdens abnormale elektrische omstandigheden. Deze isolatiemethode biedt robuuste bescherming tegen vochtinbreng en de intrusie van vervuilende stoffen, waardoor de integriteit van de winding en de algemene prestaties van de transformator worden behouden.

Vacuum-druk impregnering

Bij de vacuum-druk impregneringsisolatietechniek wordt de winding doordrongen met vernis onder vacuüm-druk. Het impregneringsproces bedekt de winding grondig, waardoor een beschermende laag wordt gecreëerd die het beschermt tegen vocht en vervuilende stoffen. Dit helpt de elektrische en mechanische eigenschappen van de winding te behouden, waardoor de betrouwbare werking van de transformator in verschillende omgevingsomstandigheden wordt gewaarborgd. Hoewel het niveau van bescherming misschien relatief minder omvattend is vergeleken met sommige andere methoden, biedt het nog steeds voldoende bescherming voor veel toepassingen.

Gecoat

De gecoat isolatiebenadering omvat het dompelen van de winding in vernis of hars. Een gecoat winding biedt een basisniveau van bescherming tegen vocht en vervuilende stoffen, waardoor het geschikt is voor gebruik in matige omgevingen waar het risico van blootstelling aan harde elementen relatief laag is. Hoewel het mogelijk niet dezelfde mate van bescherming biedt als meer uitgebreide isolatiemethoden, is het een kosteneffectieve en eenvoudige oplossing voor toepassingen met minder strengere isolatie-eisen.