Isolacioni materijali transformatora u ulju potopljenim i suhim transformatorima

Izolacija u uljačnim transformatorima

U savremenim uljačnim transformatorima, izolacija visokonaponskih vijaka slijedi široko prihvaćen pristup. Obično, žica je prekrivena emalijom, a kraft papir se stavlja između svakog sloja vijaka. Ova kombinacija pruža pouzdanu električnu izolaciju i mehaničku zaštitu visokonaponskim vijcima, štiti ih od električnog propadanja i fizičke oštećenosti.

Za niskonaponske vijake, koristi se drugačija strategija izolacije. Ovdje, trakovi provodnika mogu ostati neobrađeni, sa papirnom izolacijom postavljenom između slojeva. Ovaj metod pruža ravnotežu između ekonomičnosti i potrebnih zahtjeva za izolaciju u niskonaponskim primjenama.

Međutim, pejzaž materijala za izolaciju trakova provodnika u niskonaponskim vijcima se razvija. Tradicionalna praksa oblaganja trakova provodnika papirnom izolacijom postepeno se zanemaruje. Sintetički polimeri i omotači od sintetičke tkanine pojavljuju se kao preferirani alternativi. Ovi moderni materijali nude poboljšanu otpornost, bolje električne izolacijske osobine i poboljšanu otpornost na okruženjske faktore u usporedbi s tradicionalnom papirnom izolacijom.

Uključivanje aluminijumskih žica, traka i trakova provodnika, zajedno s emalijom, predstavilo je jedinstvene izazove proizvođačima distribucijskih transformatora. Aluminijum ima specifičnu osobinu: kada je izložen zraku, spontano formira izolacioni oksidni sloj na svojoj površini. Ovaj samostalno formirani oksidni sloj može sprečiti električnu vodljivost. Stoga, kad god su potrebne električne veze pomoću aluminijumskih provodnika, proizvođači moraju razviti efikasne metode za uklanjanje ovog oksidnog sloja ili sprečavanje njegove formiranja na mjestima veza. To zahtijeva pažljiv izbor materijala, precizne proizvodne procese i stroge mjere kontrole kvalitete kako bi se osigurala pouzdana operacija distribucijskih transformatora s komponentama od aluminijuma.

Izazovi i rješenja sa aluminijumskim provodnicima u transformatorima, te izolacija u suhim transformatorima

Izazovi i obrada aluminijumskih provodnika u uljačnim transformatorima

Dodatno, aluminijumsko gvozđe za električne provodnike poseduje značajno meku teksturu. Kada se primijene mehanička klipa, vrlo je osjetljivo na probleme poput hladnog toka i diferencijalne ekspanzije. Hladni tok se odnosi na sporo deformiranje mekog aluminijuma pod mehaničkim stresom tokom vremena, dok diferencijalna ekspanzija nastupa kada se aluminijum širi ili skuplja na različitu stopu od drugih komponenata u montaži, što može dovesti do luka veza ili mehaničkih propadanja.

Da bi se obradili potrebe za povezivanjem aluminijumskih žica, razvijene su nekoliko specijalizovanih metoda spajanja. Može se koristiti lovljenje, iako to zahtijeva specifične tehničke metode lovljenja i fluksa kako bi se osigurala dobra veza. Drugi često korišteni pristup je presipanje, koji uključuje korišćenje posebnih presipnih elemenata. Ovi presipni elementi su dizajnirani da probiju i emalijerno prekrivlje na žici i prirodno formiran oksidni sloj na površini aluminijuma. Time se stvara pouzdana električna veza. Takođe, oni zatvaraju područja kontakta od kisika, sprečavajući dalju oksidaciju i osiguravajući dugotrajnu integritet veze.

Za aluminijumske trake ili trakove provodnika, TIG (tungsten inert gas) varilje pruža efektivno rješenje za spajanje. Ovaj variljni proces koristi neispotrebljiv elektrode od tungstena i inertni plin za stvaranje visokokvalitetne, jakoj vezi između aluminijumskih komponenti. Također, aluminijumske trake mogu biti spojene sa drugim bakrenim ili aluminijumskim konektorima putem tehnika hladnog varilja ili presipanja. Hladno varilje, posebno, stvara čvrstu stanju vezu bez potrebe za topnjanjem materijala, što je korisno za održavanje mehaničkih i električkih osobina provodnika. Čak i za izradu boltanih veza sa mekim aluminijumom, sve dok je područje veze pažljivo očišćeno od bilo kakvih oksida ili kontaminanata, može se postići sigurna i električno provodljiva veza.

Materijali za izolaciju u suhim transformatorima

U području suhih transformatora, standardna praksa je primjena zaštite ili prekrivlja na vijci koristeći smolu ili lak. Ovo služi kao zaštita od različitih nepovoljnih okruženjskih faktora, poput vlage, prašine i korozivnih plinova, svi koji mogu postepeno degradirati izolacijske osobine vijaka transformatora i kompromitirati ukupnu performansu i vijek trajanja transformatora.

Izolacijska medija koja se koriste za primarne i sekundarne vijake suhih transformatora mogu se klasificirati u sljedeće odvojene kategorije:

• Litani vijak: U ovom tipu, vijak je ugrađen u litani smoli, što pruža čvrstu i otpornu izolacijsku strukturu. Litana smola ne samo što enkapsulira provodnike, već pruža i odličnu mehaničku čvrstoću i električnu izolaciju, čime je pogodna za primjene gdje su potrebna visoka pouzdanost i zaštita.

• Vakuum - tlak enkapsulacija: Ovaj metod uključuje enkapsulaciju vijaka pod vakuum - tlak uvjetima. Uklanjanjem zraka i drugih kontaminanata iz procesa izolacije, osigurava se više uniforman i bezzračni izolacijski sloj, unapređujući električne i toplinske performanse transformatora.

• Vakuum - tlak impregnacija: Ovdje, vijci se uronjene u izolacijsku smolu pod vakuum - tlak. Ovaj proces dopušta da smola duboko prodira u strukturu vijaka, ispunjavajući sve praznine i pore. Tako pruža poboljšanu izolaciju i sposobnost disipiranja topline, doprinoseći učinkovitoj operaciji transformatora.

• Prekriven: Jednostavne tehnike prekrivanja uključuju nanos sloja izolacijskog materijala, poput laka ili specijalne prekrivne kompozicije, direktno na vijake. Ovaj tip izolacije je relativno jednostavan i ekonomičan, pogodan za primjene gdje su manje striktni zahtjevi za izolaciju.

Litani vijak

U metodu litane izolacije, vijak se prvo po potrebi posnaži ili pozicionira unutar kalupa. Zatim, litan je u smolu pod vakuum - tlak uvjetima. Ovaj proces nudi nekoliko značajnih prednosti. Budući da je vijak potpuno ugrađen u čvrstu izolaciju, efektivno smanjuje razine zvuka tijekom operacije. Također, proces litanja pod vakuum - tlak puni vijak smolom, potpuno eliminirajući sve praznine. Te praznine, ako bi bile prisutne, mogu dovesti do korona raspršenja, što može degradirati izolaciju i uzrokovati električne probleme tokom vremena. Sa svojom čvrstom izolacijskom sistemom, litani vijak poseduje izuzetnu mehaničku čvrstoću, omogućavajući mu da izdrži mehaničke stresove. Također ima izvanrednu čvrstoću pri kratkom zatvorenom krugu, osiguravajući pouzdanu performansu tijekom električnih grešaka. Također, ovaj tip vijaka je izuzetno otupan na vlagu i kontaminate, štiti interne komponente transformatora i produžava njegov vijek trajanja.

Vakuum - tlak enkapsulacija

Za vakuum - tlak enkapsuliranu izolaciju, vijak je ugrađen u smolu pod vakuum - tlak. Slično procesu litanja, enkapsulacija vijaka smolom na ovaj način efektivno uklanja sve praznine koje bi inače mogle dovesti do korona. Kao rezultat, vijak koristi od odlične mehaničke čvrstoće, omogućavajući mu da izdrži mehaničke šoke i vibracije. Također pokazuje visoku čvrstoću pri kratkom zatvorenom krugu, osiguravajući stabilnu operaciju tijekom abnormalnih električnih stanja. Ovaj metod izolacije pruža čvrstu zaštitu od penetracije vlage i intruzije kontaminanata, održavajući integritet vijaka i ukupne performanse transformatora.

Vakuum - tlak impregnacija

U tehnici vakuum - tlak impregnacije, vijak se prodira lakirom pod vakuum - tlak. Proces impregnacije potpuno prekriva vijak, stvarajući zaštitni sloj koji ga štiti od vlage i kontaminanata. To pomaže u održavanju električkih i mehaničkih osobina vijaka, osiguravajući pouzdanu operaciju transformatora u različitim okruženjskim uvjetima. Iako nivo zaštite može biti relativno manji u usporedbi s nekim drugim metodama, ipak pruža dovoljnu zaštitu za mnoge primjene.

Prekriven

Pristup prekrivanju izolacije uključuje uronjivanje vijaka u lak ili smolu. Prekriven vijak pruža osnovni nivo zaštite od vlage i kontaminanata, čime je pogodan za korišćenje u umjerenoj okolini gdje je rizik od izlaganja hršćim elementima relativno nizak. Iako možda ne pruža isti nivo zaštite kao složenije metode izolacije, predstavlja ekonomično i jednostavno rješenje za primjene s manje zahtjevnim zahtjevima za izolaciju.