Transformatorisoleringmaterialer i oljebeholdt og tørrtype T/F

Isolasjon i oljeimmersed transformer

I moderne oljeimmersed transformer følger isolasjonen av høyspenningsvindinger en bredt anerkjent tilnærming. Vanligvis er tråden overført med emalje, og kraftpapir settes mellom hver vindinglag. Denne kombinasjonen gir pålitelig elektrisk isolasjon og mekanisk beskyttelse for høyspenningsvindingene, som beskytter dem mot elektrisk bryting og fysisk skade.

For lavspenningsvindinger brukes en annen isolasjonstrategi. Her kan båndledere være ubehandlet, med papirisolasjon plassert mellom lagene. Denne metoden finner et likevekt mellom kostnadseffektivitet og de nødvendige isolasjonskravene for lavspenningsapplikasjoner.

Imidlertid er landskapet for isolasjonsmateriale for båndledere i lavspenningsvindinger under utvikling. Den tradisjonelle praksisen med å omgripe båndledere med papir blir gradvis avviklet. Syntetiske polymerbelægninger og omhylninger av syntetisk stoff er oppkommet som foretrukne alternativer. Disse moderne materialene tilbyr forbedret holdbarhet, bedre elektriske isolasjonegenskaper og forbedret motstand mot miljøfaktorer sammenlignet med tradisjonell papirisolasjon.

Innkorporeringen av aluminiumstråd, bånd og båndledere, sammen med emaljebelegg, har presentert unike utfordringer for distribusjonstransformertilverkere. Aluminium har en distinkt egenskap: når det er utsatt for luft, dannes spontant et isolerende oksidlag på overflaten. Dette selvformede oksidbelaget kan hindre elektrisk ledeevne. Derfor må produsenter utvikle effektive metoder for enten å fjerne dette oksidlaget eller forhindre dets dannelse ved koblingspunktene når elektriske forbindelser skal opprettes med aluminiumskonduktører. Dette krever nøyaktig materialevalg, presise produksjonsprosesser og streng kvalitetskontroll for å sikre den pålitelige drift av distribusjonstransformatorer med aluminiumsbaserte komponenter.

Utfordringer og løsninger med aluminiumskonduktører i transformatorer, og isolasjon i tørre transformatorer

Utfordringer og håndtering av aluminiumskonduktører i oljeimmersed transformer

Videre har elektrisk ledningsgrad aluminium en merkelig myk tekstur. Når det påføres mekanisk klemme, er det svært utsatt for problemer som kald flyt og differensiell utviding. Kald flyt refererer til den langsomme deformasjonen av det myke aluminiummet under mekanisk stress over tid, mens differensiell utviding oppstår når aluminium utvider eller kontraherer med en annen hastighet enn andre komponenter i monteringen, potensielt fører til løse forbindelser eller mekaniske feil.

For å møte behovet for forbindelse av aluminiumstråder, er flere spesialiserte splicesmetoder utviklet. Soldering kan brukes, selv om det krever spesifikke solderingsteknikker og fløie for å sikre en god binding. En annen vanlig tilnærming er krimping, som innebærer bruk av spesielle krimper. Disse krimperne er designet for å penetrere både emaljebelegget på stråden og det naturlig formede oksidlaget på aluminiumsoverflaten. Ved å gjøre dette, etablerer de en pålitelig elektrisk forbindelse. I tillegg lukker de av kontaktområdene fra oksygen, hindrer videre oksidasjon og sikrer den langevarige integriteten av forbindelsen.

For aluminiumsbånd eller -striper tilbyr TIG (tungsten inert gas) welding en effektiv forbinderløsning. Denne sveiseløsningen bruker en ikke-forbrukbar tungstenelektrode og en inert gasshylning for å opprette en høykvalitets, sterk binding mellom aluminiumskomponentene. I tillegg kan aluminiumstriper også forbinderes til andre kobber- eller aluminiumskoblinger gjennom kuldsveising eller krimpingsteknikker. Kuldsveising, spesielt, oppretter en solid-state binding uten å melte materialene, noe som er nyttig for å opprettholde de mekaniske og elektriske egenskapene til konduktørene. Selv for å lage bolted forbindelser til mykt aluminium, så lenge forbindelsesområdet er grundig rengjort for å fjerne eventuelle oksider eller forurensninger, kan en sikker og elektrisk ledeaktiv forbindelse oppnås.

Isolasjonsmateriale i tørre transformatorer

I feltet for tørre transformatorer er en standardpraksis å anvende en beskyttende segl eller belag på vindingene ved hjelp av resine eller vernikk. Dette fungerer som en beskyttelse mot ulike ugunstige miljøfaktorer, som fukt, støv og korrosive gasser, alle av disse kan gradvis degradere isolasjonegenskapene til transformatorvindingene og svekke den totale ytelsen og levetiden til transformatoren.

De isolerende media som benyttes for primære og sekundære vindinger i tørre transformatorer kan inndeles i følgende distinkte kategorier:

• Cast Coil: I denne typen er vindingen inbeddet i en cast resine, som gir en robust og holdbar isolasjonsstruktur. Cast resinen dekker ikke bare konduktorene, men gir også fremragende mekanisk styrke og elektrisk isolasjon, gjør det egnet for applikasjoner der høy pålitelighet og beskyttelse er nødvendig.

• Vacuum-trykk kapslet: Denne metoden involverer kapsling av vindingene under vacuum-trykk-betingelser. Ved å fjerne luft og andre forurensete fra isolasjonsprosessen, sikrer det en mer uniform og tomt-fri isolasjonslag, forbedrer den elektriske og termiske ytelsen av transformator.

• Vacuum-trykk impregnert: Her er vindingene dyppet i en isolerende resine under vacuum-trykk. Prosessen lar resinen penetrate dypt inn i vindingstrukturen, fyller alle hull og porer. Som en resultat, gir det forbedret isolasjon og varmeavgiervnevne, bidrar til effektiv drift av transformator.

• Belagt: Enkle belagsteknikker innebærer å legge et lag av isolerende materiale, som vernikk eller et spesialiseret belagskompositt, direkte på vindingene. Denne type isolasjon er relativt enkel og kostnadseffektiv, egnet for applikasjoner der mindre strenge isolasjonskrav er nødvendig.

Cast Coil

I cast coil-isolasjonsmetoden er vindingen først forsterket etter behov eller posisjonert i en form. Deretter er den kastet i resine under vacuum-trykk-betingelser. Dette prosesset gir flere betydelige fordeler. Siden vindingen er fullstendig omsluttet av fast isolasjon, reduserer det effektivt lydnivået under drift. I tillegg fyller vacuum-trykk-kastingsprosessen vindingen med resine, fjerner helt enhver tomrom. Disse tomrommene, hvis de er til stede, kunne føre til koronaavlsving, som kan degradere isolasjonen og forårsake elektriske problemer over tid. Med sin faste isolasjonssystem, har cast coil-vindingen fremragende mekanisk styrke, gjør at den kan takle mekaniske stress. Den har også bemerkelsesverdig kortslutningsstyrke, som sikrer pålitelig ytelse under elektriske feil. I tillegg er denne type vinding høyresistente mot fukt og forurensete, som beskytter transformatorens interne komponenter og forlenger dens levetid.

Vacuum-trykk kapslet

For vacuum-trykk kapslet isolasjon er vindingen inbeddet i resine under vacuum-trykk. Lignende cast coil-prosessen, kapsling av vindingen med resine på denne måten fjerner effektivt enhver tomrom som ellers kunne føre til korona. Som en resultat, vindingen nyter godt av fremragende mekanisk styrke, tillater den å takle mekaniske sjokk og vibrasjoner. Den viser også høy kortslutningsstyrke, som sikrer stabil drift under uvanlige elektriske forhold. Denne isolasjonsmetoden gir robust beskyttelse mot fuktinngang og intranger av forurensete, bevare integriteten av vindingen og den totale ytelsen av transformator.

Vacuum-trykk impregnert

I vacuum-trykk impregnert isolasjonsteknikk er vindingen permeert med vernikk under vacuum-trykk. Impregnasjonsprosessen belager vindingen grundig, skaper et beskyttende lag som skjuler den fra fukt og forurensete. Dette hjelper til å bevare de elektriske og mekaniske egenskapene til vindingen, sikrer pålitelig drift av transformator i ulike miljøforhold. Selv om beskyttelsesnivået kanskje er relativt mindre omfattende sammenlignet med noen andre metoder, gir det fremdeles tilstrekkelig beskyttelse for mange applikasjoner.

Belagt

Belagt isolasjonsmetode innebærer å dykke vindingen i vernikk eller resine. En belagt vinding gir et grunnleggende nivå av beskyttelse mot fukt og forurensete, gjør den egnet for bruk i moderate miljøer hvor risikoen for eksponering for hard elementer er relativt lav. Mens den kanskje ikke gir samme nivå av beskyttelse som mer avanserte isolasjonsmetoder, er det en kostnadseffektiv og enkel løsning for applikasjoner med mindre kravende isolasjonsbehov.