Vật liệu cách điện biến áp trong loại ngâm dầu & khô

Cách điện trong biến áp ngâm dầu

Trong các biến áp ngâm dầu hiện đại, cách điện cuộn dây cao áp theo một phương pháp được áp dụng rộng rãi. Thông thường, dây dẫn được phủ bằng sơn epoxy, và giấy kraft được chèn giữa mỗi lớp cuộn dây. Sự kết hợp này cung cấp cách điện điện khí đáng tin cậy và bảo vệ cơ học cho cuộn dây cao áp, bảo vệ chúng khỏi sự phá vỡ điện và hư hỏng vật lý.

Đối với cuộn dây hạ áp, một chiến lược cách điện khác được sử dụng. Ở đây, dây dẫn có thể để trần, với cách điện giấy được đặt giữa các lớp. Phương pháp này cân nhắc giữa hiệu quả chi phí và yêu cầu cách điện cần thiết cho các ứng dụng hạ áp.

Tuy nhiên, cảnh quan của vật liệu cách điện cho dây dẫn dải trong cuộn dây hạ áp đang thay đổi. Việc bọc dây dẫn dải bằng giấy theo truyền thống đang dần bị loại bỏ. Các lớp phủ polymer tổng hợp và bọc bằng vải tổng hợp đang nổi lên như những lựa chọn thay thế ưu tiên. Những vật liệu hiện đại này cung cấp độ bền tăng cường, tính chất cách điện điện khí tốt hơn và khả năng chống chịu các yếu tố môi trường tốt hơn so với cách điện giấy truyền thống.

Việc sử dụng dây nhôm, dải và dải dẫn, cùng với lớp phủ sơn epoxy, đã đặt ra những thách thức độc đáo cho các nhà sản xuất biến áp phân phối. Nhôm có đặc tính riêng biệt: khi tiếp xúc với không khí, nó tự động hình thành một lớp oxit cách điện trên bề mặt. Lớp oxit tự hình thành này có thể cản trở tính dẫn điện. Do đó, bất cứ khi nào cần thiết lập kết nối điện bằng dây dẫn nhôm, các nhà sản xuất phải tìm ra các phương pháp hiệu quả để loại bỏ lớp oxit này hoặc ngăn chặn việc hình thành tại các điểm kết nối. Điều này đòi hỏi việc lựa chọn vật liệu cẩn thận, quy trình sản xuất chính xác và các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của biến áp phân phối có thành phần dựa trên nhôm.

Thách thức và Giải pháp với Dây Dẫn Nhôm trong Biến Áp, và Cách Điện trong Biến Áp Khô

Thách thức và Xử lý Dây Dẫn Nhôm trong Biến Áp Ngâm Dầu

Ngoài ra, nhôm cấp dây dẫn điện có kết cấu mềm đặc biệt. Khi áp dụng kẹp cơ học, nó rất dễ gặp phải các vấn đề như chảy lạnh và giãn nở khác biệt. Chảy lạnh đề cập đến sự biến dạng chậm của nhôm mềm dưới áp lực cơ học theo thời gian, trong khi giãn nở khác biệt xảy ra khi nhôm mở rộng hoặc co lại ở tốc độ khác so với các thành phần khác trong bộ lắp ráp, có thể dẫn đến các kết nối lỏng lẻo hoặc sự cố cơ học.

Để giải quyết nhu cầu kết nối của dây nhôm, nhiều phương pháp ghép chuyên dụng đã được phát triển. Hàn hàn có thể được sử dụng, mặc dù nó đòi hỏi các kỹ thuật hàn và chất làm chảy cụ thể để đảm bảo mối nối tốt. Một phương pháp phổ biến khác là ép, sử dụng các đầu ép đặc biệt. Các đầu ép này được thiết kế để xuyên qua cả lớp phủ sơn epoxy trên dây và lớp oxit tự hình thành trên bề mặt nhôm. Bằng cách này, chúng tạo ra một kết nối điện đáng tin cậy. Ngoài ra, chúng còn đóng kín các khu vực tiếp xúc khỏi oxy, ngăn ngừa sự oxi hóa thêm và đảm bảo tính toàn vẹn lâu dài của kết nối.

Đối với dây dẫn dải hoặc dải nhôm, hàn TIG (hàn hồ quang tia không tiêu hao) cung cấp một giải pháp ghép hiệu quả. Quá trình hàn này sử dụng điện cực wolfram không tiêu hao và khí bảo vệ không hoạt động để tạo ra mối nối chất lượng cao, mạnh mẽ giữa các thành phần nhôm. Hơn nữa, dải nhôm cũng có thể được ghép với các đầu nối đồng hoặc nhôm khác thông qua các kỹ thuật hàn lạnh hoặc ép. Hàn lạnh, cụ thể, tạo ra một mối nối trạng thái rắn mà không cần làm tan chảy các vật liệu, điều này có lợi cho việc duy trì các tính chất cơ học và điện của các dây dẫn. Ngay cả khi làm các kết nối vít vào nhôm mềm, miễn là khu vực kết nối được làm sạch kỹ lưỡng để loại bỏ bất kỳ oxit hoặc chất gây ô nhiễm, một kết nối an toàn và dẫn điện có thể đạt được.

Vật liệu Cách Điện trong Biến Áp Khô

Trong lĩnh vực biến áp khô, một thực hành tiêu chuẩn là áp dụng một con dấu bảo vệ hoặc lớp phủ lên cuộn dây bằng nhựa hoặc varnish. Điều này phục vụ như một hàng rào chống lại các yếu tố môi trường bất lợi, như độ ẩm, bụi và khí ăn mòn, tất cả đều có thể làm suy giảm dần các tính chất cách điện của cuộn dây biến áp và ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ tổng thể của biến áp.

Các phương tiện cách điện được sử dụng cho cuộn dây sơ cấp và thứ cấp của biến áp khô có thể được phân loại thành các danh mục riêng biệt sau:

• Cuộn Đúc: Trong loại này, cuộn dây được nhúng trong nhựa đúc, cung cấp một cấu trúc cách điện chắc chắn và bền. Nhựa đúc không chỉ bao bọc các dây dẫn mà còn cung cấp sức mạnh cơ học và cách điện điện khí tuyệt vời, phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy và bảo vệ cao.

• Bọc Dưới Áp Suất Vacuum: Phương pháp này liên quan đến việc bọc cuộn dây dưới điều kiện áp suất vacuum. Bằng cách loại bỏ không khí và các chất gây ô nhiễm khác từ quá trình cách điện, nó đảm bảo một lớp cách điện đồng đều và không có lỗ hổng, nâng cao hiệu suất điện và nhiệt của biến áp.

• Ngâm Dưới Áp Suất Vacuum: Ở đây, cuộn dây được ngâm trong nhựa cách điện dưới áp suất vacuum. Quá trình này cho phép nhựa thấm sâu vào cấu trúc cuộn dây, lấp đầy tất cả các khe hở và lỗ hổng. Kết quả là, nó cung cấp cách điện và khả năng tản nhiệt được cải thiện, góp phần vào hoạt động hiệu quả của biến áp.

• Lớp Phủ: Các kỹ thuật phủ đơn giản liên quan đến việc áp dụng một lớp vật liệu cách điện, như varnish hoặc hợp chất phủ chuyên dụng, trực tiếp lên cuộn dây. Loại cách điện này tương đối đơn giản và tiết kiệm chi phí, phù hợp cho các ứng dụng có yêu cầu cách điện ít khắt khe hơn.

Cuộn Đúc

Trong phương pháp cách điện cuộn đúc, cuộn dây được củng cố nếu cần hoặc định vị trong một khuôn. Sau đó, nó được đúc trong nhựa dưới điều kiện áp suất vacuum. Quá trình này mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Vì cuộn dây được bao bọc hoàn toàn trong cách điện rắn, nó giúp giảm mức âm thanh trong quá trình vận hành. Ngoài ra, quá trình đúc dưới áp suất vacuum làm đầy cuộn dây bằng nhựa, loại bỏ hoàn toàn các lỗ hổng. Các lỗ hổng, nếu có, có thể dẫn đến phóng điện corona, làm suy giảm cách điện và gây ra các vấn đề điện theo thời gian. Với hệ thống cách điện rắn, cuộn dây đúc có sức mạnh cơ học vượt trội, cho phép nó chịu đựng các ứng suất cơ học. Nó cũng có sức mạnh ngắn mạch đáng kinh ngạc, đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong trường hợp lỗi điện. Hơn nữa, loại cuộn dây này có khả năng chống chịu cao đối với độ ẩm và các chất gây ô nhiễm, bảo vệ các thành phần bên trong biến áp và kéo dài tuổi thọ của nó.

Bọc Dưới Áp Suất Vacuum

Đối với cách điện bọc dưới áp suất vacuum, cuộn dây được nhúng trong nhựa dưới áp suất vacuum. Tương tự như quá trình đúc, việc bọc cuộn dây bằng nhựa theo cách này hiệu quả loại bỏ các lỗ hổng có thể gây ra phóng điện corona. Kết quả là, cuộn dây có sức mạnh cơ học tốt, cho phép nó chịu đựng các cú sốc cơ học và rung động. Nó cũng có sức mạnh ngắn mạch cao, đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện điện bất thường. Phương pháp cách điện này cung cấp bảo vệ vững chắc chống lại sự xâm nhập của độ ẩm và các chất gây ô nhiễm, duy trì tính toàn vẹn của cuộn dây và hiệu suất tổng thể của biến áp.

Ngâm Dưới Áp Suất Vacuum

Trong kỹ thuật cách điện ngâm dưới áp suất vacuum, cuộn dây được thấm varnish dưới áp suất vacuum. Quá trình thấm làm phủ cuộn dây hoàn toàn, tạo ra một lớp bảo vệ chống lại độ ẩm và các chất gây ô nhiễm. Điều này giúp bảo tồn các tính chất điện và cơ học của cuộn dây, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy của biến áp trong các điều kiện môi trường khác nhau. Mặc dù mức độ bảo vệ có thể ít toàn diện hơn so với một số phương pháp khác, nhưng nó vẫn cung cấp đủ bảo vệ cho nhiều ứng dụng.

Lớp Phủ

Phương pháp cách điện phủ liên quan đến việc nhúng cuộn dây vào varnish hoặc nhựa. Cuộn dây phủ cung cấp mức bảo vệ cơ bản chống lại độ ẩm và các chất gây ô nhiễm, phù hợp cho sử dụng trong các môi trường vừa phải, nơi nguy cơ tiếp xúc với các yếu tố khắc nghiệt tương đối thấp. Mặc dù nó có thể không cung cấp cùng mức bảo vệ như các phương pháp cách điện phức tạp hơn, nhưng nó là một giải pháp tiết kiệm chi phí và đơn giản cho các ứng dụng có yêu cầu cách điện ít khắt khe hơn.