Руководство по вводам трансформатора: функции структура типы и обслуживание

1. Функции изоляторов трансформатора

Основная функция изоляторов трансформатора заключается в выводе обмоточных выводов во внешнюю среду. Они служат как изолирующими элементами между выводами и масляным баком, так и крепежными устройствами для выводов.

Во время работы трансформатора изоляторы постоянно проводят нагрузочные токи и, в случае внешнего короткого замыкания, выдерживают токи короткого замыкания. Поэтому изоляторы трансформатора должны соответствовать следующим требованиям:

• Обладать заданной электрической прочностью и достаточной механической прочностью;

• Иметь хорошую термическую стабильность, чтобы выдерживать мгновенное перегревание при коротком замыкании;

• Иметь компактную и легкую конструкцию, отличные герметизирующие свойства, высокую универсальность и удобство обслуживания.

2. Внешняя структура изоляторов

Внешние компоненты изолятора включают: контактные пластины, соединительные зажимы, дождевые колпаки, уровнемеры масла, масляные пробки, расширительные баки, верхние фарфоровые втулки, нижние экраны, подъемные кольца, масляные клапаны, таблички, вентиляционные пробки, соединительные изоляторы, нижние фарфоровые втулки и шары равномерного распределения напряжения.

3. Внутренняя структура изоляторов

• Основная изоляционная структура: состоит из многослойного цилиндрического конденсаторного сердечника, изготовленного из пропитанной маслом кабельной бумаги и алюминиевых фольговых экранирующих электродов; внешняя изоляция обеспечивается фарфоровыми втулками, которые также служат контейнерами для трансформаторного масла.

• Герметичность: используется полностью герметичная конструкция, при которой внутреннее трансформаторное масло образует независимую систему, не подверженную воздействию внешних атмосферных условий.

• Способ соединения: общее соединение осуществляется с помощью мощных пружинных механических креплений, что обеспечивает как герметичность, так и компенсацию изменения длины, вызванного температурными колебаниями.

Расширительный бак на вершине изолятора используется для регулировки колебаний объема масла, вызванных изменением температуры, предотвращая значительные колебания внутреннего давления; уровнемер на расширительном баке позволяет в режиме реального времени контролировать уровень масла. Шар равномерного распределения напряжения на конце улучшает распределение электрического поля, уменьшая изоляционное расстояние между концом изолятора и заземленными компонентами или обмотками.

Малый изолятор на концевом экране масляно-бумажного конденсаторного изолятора может использоваться для испытаний емкости, диэлектрических потерь и частичных разрядов трансформатора. Во время нормальной эксплуатации этот малый изолятор должен быть надежно заземлен. При демонтаже малого изолятора концевого экрана необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить вращение или вытягивание стержня малого изолятора, чтобы избежать отсоединения выводов или повреждения медной фольги на электродной пластине.

4. Расположение изоляторов трехфазного трансформатора

При просмотре с высоковольтной стороны трансформатора расположение слева направо обозначается следующим образом:

• Высоковольтная сторона: O, A, B, C

• Средневольтная сторона: Om, Am, Bm, Cm

• Низковольтная сторона: O, a, b, c

5. Классификация изоляторов по материалу и структуре изоляции

Изоляторы можно разделить на три категории:

• Изоляторы с одиночной изоляцией: включают чистые фарфоровые изоляторы и изоляторы из смолы;

• Изоляторы с комбинированной изоляцией: дополнительно делятся на маслонаполненные, гелевидные и газонаполненные изоляторы;

• Конденсаторные изоляторы: включают масляно-бумажные конденсаторные изоляторы и смолобумажные конденсаторные изоляторы.

6. Масляно-бумажные конденсаторные изоляторы

В зависимости от конструкции проводящей части масляно-бумажные конденсаторные изоляторы могут быть разделены на проходные и трубчатые. Среди них, трубчатые изоляторы по способу соединения между масляным выводом и изолятором подразделяются на прямые и проходные. Проходные и прямые трубчатые изоляторы широко используются в энергетических системах, тогда как проходные масляно-бумажные конденсаторные изоляторы встречаются реже.

Процесс изготовления конденсаторного сердечника для конденсаторных изоляторов следующий: начиная с полой медной трубы в качестве основы, сначала плотно наматывается слой кабельной бумаги толщиной 0,08-0,12 мм в качестве изоляционного слоя, затем слой алюминиевой фольги толщиной 0,01 мм или 0,007 мм в качестве конденсаторного экрана; этот процесс чередования кабельной бумаги и алюминиевой фольги повторяется до достижения требуемого числа слоев и толщины.

Это формирует многослойную последовательную конденсаторную цепь, где медная труба находится на максимальном потенциале, а внешняя алюминиевая фольга заземлена (экран заземления). Согласно принципу деления напряжения в последовательном конденсаторе, напряжение между медной трубой и землей равно сумме напряжений между каждым слоем конденсаторного экрана, а напряжение между экранами обратно пропорционально их емкости. Это обеспечивает равномерное распределение общего напряжения по всей изоляционной прослойке конденсаторного сердечника, достигая компактной и легкой конструкции изолятора.