Transformatordurchfuhrguide: Funktionen Struktur Arten und Wartung

1. Funktionen der Transformatordurchführungen

Die Hauptfunktion von Transformatordurchführungen besteht darin, die Spulenanschlüsse in die äußere Umgebung zu führen. Sie dienen sowohl als Isolierkomponenten zwischen den Anschlüssen und dem Ölbehälter als auch als Haltevorrichtungen für die Anschlüsse.

Während des Betriebs eines Transformators tragen Durchführungen ständig Lastströme und im Falle eines externen Kurzschlusses kurzfristig Kurzschlussströme. Daher müssen Transformatordurchführungen den folgenden Anforderungen genügen:

• Sie müssen über eine spezifizierte elektrische Festigkeit und ausreichende mechanische Festigkeit verfügen;

• Sie müssen eine gute thermische Stabilität aufweisen, um kurze Überhitzungen bei Kurzschlüssen standzuhalten;

• Sie sollten eine kompakte und leichte Struktur haben, ausgezeichnete Dichtungseigenschaften, hohe Vielseitigkeit und einfache Wartbarkeit.

2. Äußere Struktur der Durchführungen

Die äußeren Komponenten einer Durchführung umfassen: Endplatten, Anschlussleiter, Regenschutzkappen, Ölstandsanzeiger, Ölschrauben, Ölkammern, obere Porzellanzylinder, untere Schilder, Heberringe, Ölventile, Typenschilder, Entlüftungsstopfen, Verbindungsdurchführungen, untere Porzellanzylinder und Ausgleichskugeln.

3. Innere Struktur der Durchführungen

• Hauptisolierstruktur: Bestehend aus einem mehrschichtigen zylindrischen Kondensatorkern, der aus ölgetränktem Kabelpapier und Aluminiumfolie als Ausgleichelektroden hergestellt wird; die äußere Isolierung erfolgt durch Porzellanzylinder, die auch als Behälter für Transformatoröl fungieren.

• Dichtigkeit: Verwendet eine vollständig abgedichtete Struktur, wobei das interne Transformatoröl ein unabhängiges System bildet, das nicht von äußeren atmosphärischen Bedingungen beeinflusst wird.

• Verbindungsart: Die gesamte Verbindung verwendet starke Federmechaniken, um sowohl die Dichtigkeit als auch die Kompensation der Längenausdehnung/Kontraktion infolge von Temperaturänderungen sicherzustellen.

Die Ölkammer an der Spitze der Durchführung dient zur Anpassung der durch Temperaturänderungen bedingten Ölmengefluktuationen, um signifikante innere Druckänderungen zu vermeiden; der Ölstandsanzeiger an der Ölkammer kann den Ölstand während des Betriebs in Echtzeit überwachen. Die Ausgleichskugel am Ende verbessert die elektrische Feldverteilung, verkürzt die Isolationsdistanz zwischen dem Durchführungsende und den geerdeten Bauteilen oder Spulen.

Die kleine Durchführung am Endschirm von Öl-Papier-Kondensatordurchführungen kann für Kapazitätsmessungen, die Messung des Dielektrikumverlustfaktors und Teilentladungsmessungen an Transformatoren verwendet werden. Während des normalen Betriebs muss diese kleine Durchführung sicher geerdet sein. Bei der Demontage der kleinen Durchführung am Endschirm muss darauf geachtet werden, dass sich die kleine Durchführungsstange nicht dreht oder herausgezogen wird, um eine Trennung der Leiter oder Beschädigung der Kupferfolie auf der Elektrode zu vermeiden.

4. Anordnung von Drei-Phasen-Transformatordurchführungen

Betrachtet man die Transformator-Durchführungen von der Seite der Hochspannungsdurchführung, lautet die von links nach rechts angeordnete Bezeichnung wie folgt:

• Hochspannungsseite: O, A, B, C

• Mittelspannungsseite: Om, Am, Bm, Cm

• Niederspannungsseite: O, a, b, c

5. Klassifizierung der Durchführungen nach Isoliermaterial und -struktur

Durchführungen können in drei Kategorien eingeteilt werden:

• Einfach isolierte Durchführungen: einschließlich rein porzellanischer Durchführungen und Harzdurchführungen;

• Kombiniert isolierte Durchführungen: weiter unterteilt in ölgefüllte, gelgefüllte und gasgefüllte Durchführungen;

• Kondensatordurchführungen: einschließlich Öl-Papier-Kondensatordurchführungen und Harz-Papier-Kondensatordurchführungen.

6. Öl-Papier-Kondensatordurchführungen

Laut der Stromtragenden Struktur können Öl-Papier-Kondensatordurchführungen in Kabel-durchführende und Rohrstromtragende Durchführungen unterteilt werden. Dabei werden die Rohrstromtragenden Durchführungen nach der Verbindungsmethode zwischen dem ölseitigen Anschluss und der Durchführung in Direktverbindung und Stab-durchführende Durchführungen unterteilt. Kabel-durchführende und direkt verbundene Rohrstromtragende Durchführungen finden in Stromversorgungssystemen weite Verwendung, während stab-durchführende Öl-Papier-Kondensatordurchführungen seltener sind.

Der Herstellungsprozess des Kondensatorkerns für Kondensatordurchführungen ist wie folgt: Beginnend mit einem hohlen leitfähigen Kupferrohr als Grundlage wird zunächst eine Schicht Kabelpapier mit einer Dicke von 0,08-0,12 mm als Isolierschicht eng umwickelt, gefolgt von einer Schicht Aluminiumfolie mit einer Dicke von 0,01 mm oder 0,007 mm als Kondensatorschirm; diese alternierende Wicklung von Kabelpapier und Aluminiumfolie wird wiederholt, bis die erforderliche Anzahl von Schichten und die gewünschte Dicke erreicht sind.

Dies bildet einen mehrschichtigen Serienkondensatorkreis, wobei das leitfähige Rohr die höchste Potentialität hat und die äußerste Aluminiumfolie geerdet ist (Erdschirm). Gemäß dem Prinzip der Spannungsteilung in Serienkondensatoren entspricht die Spannung zwischen dem leitfähigen Rohr und der Erde der Summe der Spannungen zwischen den einzelnen Kondensatorschirmschichten, und die Spannung zwischen den Schirmschichten ist umgekehrt proportional zu ihrer Kapazität. Dies stellt sicher, dass die Gesamtspannung gleichmäßig über die gesamte Isolierschicht des Kondensatorkerns verteilt wird, was eine kompakte und leichte Konstruktion der Durchführung ermöglicht.