Guía de aisladores de transformadores: Funcións estrutura tipos e manutención

1. Funcións dos orificios de transformador

A función principal dos orificios de transformador é levar os conductores das bobinas ao ambiente externo. Serven tanto como componentes aislantes entre os conductores e o tanque de aceite como dispositivos de fixación para os conductores.

Durante a operación do transformador, os orificios transportan continuamente as correntes de carga e, en caso de cortocircuito externo, resisten as correntes de cortocircuito. Polo tanto, os orificios de transformador deben cumprir os seguintes requisitos:

• Possuir unha resistencia eléctrica especificada e suficiente resistencia mecánica;

• Ter boa estabilidade térmica para resistir o sobreaquecimento instantáneo durante os cortocircuitos;

• Tener unha estrutura compacta e leve, excelente desempeño de sellado, forte versatilidade e facilidade de manutenção.

2. Estrutura externa dos orificios

Os componentes externos dun orificio inclúen: placas de terminais, conectores de conductores, coberturas contra a chuva, indicadores de nivel de aceite, tapóns de aceite, reservatorios de aceite, mangas de porcelana superiores, escudos inferiores, argolas de elevación, válvulas de aceite, placas de identificación, tapóns de ventilação, orificios de conexión, mangas de porcelana inferiores e esferas de equipotencial.

3. Estrutura interna dos orificios

• Estrutura principal de aislamento: Composta por un capacitor cilíndrico multicapa, feito de papel de cable impregnado con aceite e electrodos de equilibrio de aluminio; o aislamento externo está proporcionado por mangas de porcelana, que tamén actúan como contedores de aceite de transformador.

• Desempeño de sellado: Adóptase unha estrutura totalmente selada, co aceite de transformador interno formando un sistema independente que non se ve afectado polas condicións atmosféricas externas.

• Método de conexión: A conexión global usa un aperto mecánico forte de molla, asegurando tanto o desempeño de sellado como a compensación da expansión/retracción de lonxitude debido aos cambios de temperatura.

O reservatorio de aceite na parte superior do orificio serve para axustar a fluctuación do volume de aceite causada polos cambios de temperatura, evitando variacións significativas da presión interna; o indicador de nivel de aceite no reservatorio pode monitorizar o nivel de aceite en tempo real durante a operación. A esfera de equipotencial na cola mellora a distribución do campo eléctrico, acortando a distancia de aislamento entre a cola do orificio e os compoñentes ou bobinas aterrados.

O pequeno orificio na pantalla final dos orificios de capacitor de aceite e papel pode utilizarse para ensaios de capacitancia, factor de perdas dieléctricas e descargas parciais de transformadores. Durante a operación normal, este pequeno orificio debe estar fiábelmente aterrado. Cando se desmonta o pequeno orificio da pantalla final, debe terse coidado para evitar a rotación ou a extracción do eixo do orificio, para evitar a desconexión dos conductores ou o dano ao cobre na placa de electrodos.

4. Disposición dos orificios de transformador trifásico

Cando se observa desde o lado do orificio de alta tensión do transformador, a disposición de esquerda a dereita está etiquetada do seguinte xeito:

• Lado de alta tensión: O, A, B, C

• Lado de media tensión: Om, Am, Bm, Cm

• Lado de baixa tensión: O, a, b, c

5. Clasificación dos orificios segundo o material e a estrutura de aislamento

Os orificios poden clasificarse en tres categorías:

• Orificios de aislamento simple: Incluíndo orificios de porcelana pura e orificios de resina;

• Orificios de aislamento composto: Divididos adicionalmente en orificios recheados de aceite, de xel e de gas;

• Orificios de capacitor: Incluíndo orificios de capacitor de aceite e papel e orificios de capacitor de resina e papel.

6. Orificios de capacitor de aceite e papel

Segundo a estrutura de conducción de corrente, os orificios de capacitor de aceite e papel poden dividirse en tipo de paso de cable e tipo de conducción de corrente por tubo. Dentro destes, o tipo de conducción de corrente por tubo volve a clasificarse en tipo de conexión directa e tipo de paso de varilla, segundo o método de conexión entre o terminal do lado do aceite e o orificio. Os orificios de paso de cable e de conducción de corrente por tubo de conexión directa son ampliamente utilizados nos sistemas de enerxía, mentres que os orificios de capacitor de aceite e papel de paso de varilla son menos comúns.

O proceso de fabricación do núcleo do capacitor para os orificios de capacitor é o seguinte: Comezando cun tubo condutor de cobre hueco como base, primeiro envólvese unha capa de papel de cable con un espesor de 0,08-0,12 mm como capa de aislamento, seguido dunha capa de folha de aluminio con un espesor de 0,01 mm ou 0,007 mm como escudo de capacitor; esta envoltura alternativa de papel de cable e folha de aluminio repítese ata lograr o número e o espesor de capas necesarios.

Isto forma un circuito de capacitor en serie multicapaz—onde o tubo conductor está no potencial máis alto, e a folha de aluminio máis externa está aterrada (escudo de terra). Segundo o principio da división de voltaxe de capacitors en serie, a voltaxe entre o tubo conductor e a terra é igual á suma das voltaxes entre cada capa de escudo de capacitor, e a voltaxe entre as capas de escudo é inversamente proporcional á súa capacitancia. Isto asegura que a voltaxe total se distribúa uniformemente a lo largo de toda a capa de aislamento do núcleo do capacitor, logrando un deseño compacto e leve para o orificio.