Матеріали для ізоляції трансформаторів в масляних та сухих Т/Ф

Ізоляція в масляних трансформаторах

У сучасних масляних трансформаторах ізоляція високовольтних обмоток виконується за широко прийнятим підходом. Зазвичай провід покривається емаллю, а між кожним шаром обмотки вставляється крафт-папір. Цей комбінація забезпечує надійну електричну ізоляцію та механічну захист для високовольтних обмоток, захищаючи їх від електричного пробою та фізичних пошкоджень.

Для низьковольтних обмоток використовується інша стратегія ізоляції. Тут стрічкові провідники можуть бути безпокритими, з паперовою ізоляцією між шарами. Цей метод забезпечує баланс між економічністю та необхідними вимогами до ізоляції для низьковольтних застосувань.

Проте ландшафт матеріалів для ізоляції стрічкових провідників у низьковольтних обмотках змінюється. Традиційна практика обгорнання стрічкових провідників папером поступово виводиться. Синтетичні полімерні покриття та обгортки з синтетичної тканини стають переважними альтернативами. Ці сучасні матеріали пропонують покращену довговічність, кращі електричні ізоляційні властивості та покращену стійкість до факторів середовища порівняно з традиційною паперовою ізоляцією.

Впровадження алюмінієвого дроту, стрічки та стрічкових провідників разом з емалевими покриттями представило унікальні виклики для виробників розподільчих трансформаторів. Алюміній має відмінну властивість: коли він подається на повітря, він самостійно утворює ізоляційний оксидний шар на своїй поверхні. Це самостійно утворений оксидний шар може заважати електричній провідності. В результаті, коли потрібно встановити електричні з'єднання за допомогою алюмінієвих провідників, виробникам необхідно розробити ефективні методи, щоб або вилучити цей оксидний шар, або запобігти його утворенню в точках з'єднання. Це вимагає обережного вибору матеріалів, точних виробничих процесів та строгих заходів контролю якості, щоб забезпечити надійну роботу розподільчих трансформаторів з алюмінієвими компонентами.

Виклики та рішення з алюмінієвими провідниками в трансформаторах, та ізоляція в сухих трансформаторах

Виклики та обробка алюмінієвих провідників в масляних трансформаторах

Крім того, електротехнічний алюміній має значно м'яку текстуру. Коли застосовується механічне затискання, він дуже чутливий до проблем, таких як холодний потік та диференційне розширення. Холодний потік — це повільна деформація м'якого алюмінію під механічним напруженням з часом, а диференційне розширення відбувається, коли алюміній розширюється або скорочується з іншою швидкістю, ніж інші компоненти в сборці, що може призвести до відпустки з'єднань або механічних відмов.

Для вирішення потреб у з'єднанні алюмінієвих дротів розроблено кілька спеціалізованих методів сполучення. Можна використовувати паяння, хоча для цього потрібні специфічні техніки паяння та флюси, щоб забезпечити надійне з'єднання. Інший поширений підхід — опресовування, яке передбачає використання спеціальних опресовувачів. Ці опресовувачі розроблені так, щоб проникати як через емалеве покриття на дроті, так і через природно утворений оксидний шар на поверхні алюмінію. Таким чином, вони створюють надійне електричне з'єднання. Крім того, вони герметизують контактні зони від кисні, запобігаючи подальшому окисленню та забезпечуючи тривалу цілісність з'єднання.

Для алюмінієвої стрічки або стрічкових провідників, TIG (вольфрамове інертне газове) зварювання пропонує ефективне рішення для з'єднання. Цей процес зварювання використовує невиплавний вольфрамовий електрод та інертний газовий екран, щоб створити високоякісне, міцне з'єднання між алюмінієвими компонентами. Більше того, алюмінієві стрічки також можна з'єднати з іншими медними або алюмінієвими з'єднаннями за допомогою холодного зварювання або опресовування. Холодне зварювання, зокрема, створює твердофазне з'єднання без потреби плавлення матеріалів, що корисно для підтримки механічних та електричних властивостей провідників. Навіть для встановлення болтових з'єднань з м'яким алюмінієм, якщо область з'єднання тщательно очищена від будь-яких оксидів або забруднень, можна досягти надійного та електрично провідного з'єднання.

Матеріали для ізоляції в сухих трансформаторах

У сфері сухих трансформаторів стандартною практикою є застосування захисного запечатку або покриття обмоток за допомогою смоли або лаку. Це служить захистом від різних неблагоприятних факторів середовища, таких як вологість, пил та корозійні гази, які можуть поступово вироджувати ізоляційні властивості обмоток трансформатора та підривати загальну продуктивність та термін служби трансформатора.

Ізоляційні середовища, які використовуються для первинних та вторинних обмоток сухих трансформаторів, можна поділити на наступні відмінні категорії:

• Залитий катушковий: У цьому типі обмотка вкладена в залиту смолу, що забезпечує міцну та стійку ізоляційну структуру. Залита смола не лише обгортає провідники, але й забезпечує відмінну механічну міцність та електричну ізоляцію, роблячи її придатною для застосувань, де потрібна висока надійність та захист.

• Вакуумно-пресоване запечатування: Цей метод передбачає запечатування обмоток у вакуумно-пресованих умовах. Вилучаючи повітря та інші забруднюючі речовини з процесу ізоляції, він забезпечує більш рівномірний та безпоровий шар ізоляції, підвищуючи електричну та теплову продуктивність трансформатора.

• Вакуумно-пресована пропитка: Тут обмотки занурюються в ізоляційну смолу під вакуумно-пресованими умовами. Цей процес дозволяє смолі глибоко проникати в структуру обмотки, заповнюючи всі прогалини та пори. В результаті він забезпечує покращену ізоляцію та теплообмінні властивості, сприяючи ефективній роботі трансформатора.

• Покритий: Прості методи покриття передбачають нанесення шару ізоляційного матеріалу, такого як лак або спеціальний покриття, безпосередньо на обмотки. Цей тип ізоляції відносно простий та економічний, придатний для застосувань, де потрібні менш жорсткі вимоги до ізоляції.

Залитий катушковий

У методі залитого катушкового ізоляції, обмотка спочатку підсилюється, якщо це необхідно, або розташовується в формі. Потім вона залита смолою у вакуумно-пресованих умовах. Цей процес має ряд значних переваг. Оскільки обмотка повністю обгорнута твердою ізоляцією, вона ефективно зменшує рівень шуму під час роботи. Крім того, процес залиття у вакуумно-пресованих умовах заповнює обмотку смолою, повністю вилучаючи будь-які пори. Ці пори, якщо вони присутні, можуть призводити до коронного розряду, який може вироджувати ізоляцію та викликати електричні проблеми з часом. Зі своєю твердою ізоляційною системою, залитий катушковий обмотка має відмінну механічну міцність, що дозволяє їй витримувати механічні напруження. Вона також має вражаючу міцність при коротких замиканнях, забезпечуючи надійну роботу під час електричних аварій. Більше того, цей тип обмотки високо стійкий до вологи та забруднень, захищаючи внутрішні компоненти трансформатора та продовжуючи його термін служби.

Вакуумно-пресоване запечатування

Для вакуумно-пресованого запечатування ізоляції, обмотка вкладена в смолу під вакуумно-пресованими умовами. Подібно до процесу залитого катушкового, запечатування обмотки смолою таким чином ефективно вилучає будь-які пори, які могли б призвести до коронного розряду. В результаті обмотка отримує відмінну механічну міцність, що дозволяє їй витримувати механічні ударні навантаження та вібрації. Вона також демонструє високу міцність при коротких замиканнях, забезпечуючи стабільну роботу під час аномальних електричних умов. Цей метод ізоляції забезпечує міцну захист від проникнення вологи та забруднень, підтримуючи цілісність обмотки та загальну продуктивність трансформатора.

Вакуумно-пресована пропитка

У методі вакуумно-пресованої пропитки обмотка пропитується лаком під вакуумно-пресованими умовами. Процес пропитки покриває обмотку, створюючи захисний шар, що захищає її від вологи та забруднень. Це допомагає зберегти електричні та механічні властивості обмотки, забезпечуючи надійну роботу трансформатора в різних умовах середовища. Хоча рівень захисту може бути відносно меншим порівняно з деякими іншими методами, він все ще надає достатній захист для багатьох застосувань.

Покритий

Підхід до покриття ізоляції передбачає занурення обмотки в лак або смолу. Покрита обмотка надає базовий рівень захисту від вологи та забруднень, роблячи її придатною для використання в умовах, де ризик виключення до жорстких елементів є відносно низьким. Хоча вона може не надавати такого ж рівня захисту, як більш складні методи ізоляції, вона є економічною та простим рішенням для застосувань з менш вимогливими вимогами до ізоляції.