Трансформаторни изолатори: Функция, типове и ръководство за монтаж

Трансформаторни изолатори: външна изолация и компоненти, пренасящи ток

Трансформаторните изолатори са основните устройства за външна изолация, монтирани на резервоара на трансформатора. Водещите жици от обмотките на трансформатора трябва да минават през тези изолационни изолатори, които осигуряват изолация между водещите жици, както и между водещите жици и резервоара на трансформатора, като същевременно служат и за механично закрепване на водещите жици.

В зависимост от нивото на напрежението, трансформаторните изолатори са налични в няколко типа: порцеланови изолатори, маслени изолатори и кондензаторни изолатори.

• Порцелановите изолатори се използват обикновено в трансформатори с клас до 10 кВ. Те се състоят от проводим меден стержен, минаващ през порцеланова обвивка, при която въздухът предоставя вътрешната изолация.

• Маслените изолатори обикновено се използват в трансформатори с клас 35 кВ. Тези изолатори са напълнени с изолационно масло в порцелановата обвивка, през която минава меден проводник, изолиран с масло-пропит хартия.

• Кондензаторните изолатори се използват в високонапрегнати трансформатори над 100 кВ. Те се състоят от главен изолационен елемент (кондензаторно ядро), горна и долна порцеланова обвивка, свързващ цилиндър, маслен резервоар (консервативен резервоар), пружинен апарат, основа, разпределително кольцо (корона защитен щит), измервателен контакт, линейния контакт, каучукови уплътнения и изолационно масло.

Трансформаторните изолатори служат за извеждане на вътрешните високонапрегнати и нисконапрегнати водещи жици от масления резервоар. Те не само предоставят изолация между водещите жици и земята, но играят и ключова роля в закрепването на водещите жици. Като един от компонентите, пренасящи ток в трансформатора, изолаторите непрекъснато пренасят номиналния ток по време на нормална работа и трябва да издържат краткосрочния ток при външни дефекти.

Следователно, към трансформаторните изолатори се прилагат следните изисквания:

• Трябва да имат определена електрическа изолационна сила и достатъчна механична сила.

• Трябва да показват добра термична стабилност и да бъдат способни да издържат моментни нагревания при условия на краткосрочен ток.

• Трябва да имат компактен размер, малко тегло, отлична герметичност, висока интероперируемост и лесна поддръжка.

Изолаторът е съставен предимно от кондензаторно ядро, маслен резервоар, фланец и горна/долна порцеланова обвивка. Главната изолация е кондензаторното ядро, образувано от концентрични кондензаторни слоеве, свързани последователно. Този състав е затворен в герметична камера, образувана от горната и долната порцеланова обвивка, маслен резервоар, фланец и основа. Камерата е напълнена с обработено трансформаторно масло, което резултира в масло-хартиена изолационна структура. Каучукови уплътнения, устойчиви към масло, се използват на контактните повърхности между основните компоненти. Всички компоненти са събрани заедно чрез централна предварителна заграждаща сила, приложена чрез набор от силни пружини, разположени в маслен резервоар, за да се гарантира, че целият изолатор остава герметично запечатан.

Фланецът е оборудван с вентилационна плуга, устройство за пробиране на масло и контакти за измерване на диелектричната загуба (tan δ) и частичната разрядка (PD). По време на експлуатация, защитната капачка на измервателния контакт трябва да бъде инсталирана, за да се гарантира надеждното заземляне на екрана (изпитвателен тап); строго се забранява откритият контур.

Има два основни метода за свързване между изолатора и високонапрегнатите водещи жици на трансформатора:

• Пробивен тип с кабел

• Тип, пренасящ ток с проводник

Предварителна проверка на трансформаторните изолатори:

Преди инсталацията, трябва да се извършат следните проверки:

• Проверете порцелановата повърхност за пукнатини или повреди.

• Оsigурете, че вътрешните повърхности на вратата на фланца и разпределителното кольцо са напълно почистени.

• Потвърдете, че изолаторът е преминал всички необходими тестове.

• За маслените изолатори, проверете дали указанието на нивото на масло е нормално и дали има течове на масло.

Изолаторите трябва да се използват при условията, определени от техния модел, и трябва да се спазват следните мерки:

• Герметичност: Осигуряването на герметичността на изолатора е ключово за достигане на дълг срок на служба. Всички точки на герметизация, които са нарушени по време на инсталация или поддръжка, трябва внимателно да бъдат възстановени до техния оригинален герметичен състояние.

• Контрол и корекция на нивото на масло: Нивото на масло в изолатора трябва периодично да се наблюдава по време на експлуатация. Ако нивото на масло е твърде високо или твърде ниско, изисква се корекция.

• Ако нивото на масло е твърде високо, излишното масло може бавно да се изцеди през вентилационната плуга на фланца.

• Ако нивото на масло е твърде ниско, трябва да се добави квалифицирано трансформаторно масло от същия клас, указан на етикета, през заливната уста на маслен резервоара.

• За изолатори с постоянно нормални резултати от тестовете на масло в годишните профилактични тестове, интервалът между профилактичните тестове може да бъде подходящо удължен, за да се намали честотата на вземане на проби от масло. Въпросите трябва да бъдат препратени към производителя. Изолаторът не трябва да бъде демонтиран от потребител.

Правилна процедура за вземане на проби от масло:
Изчистете областта около вентилационната плуга на фланца. Отворете плугата и бавно завийте специална насадка за вземане на проби в централната резбова дупка на плугата, докато тя дойде в контакт с вътрешното уплътнение. Затягнете насадката, за да се съкрати уплътнителната прокладка, позволявайки трансформаторното масло в изолатора да изтече през насадката. След вземането на проба, обратете горните стъпки, за да се възстанови оригиналното герметично състояние.

Забележка: При премахването на насадката, не разслабвайте вентилационната плуга. Ако се случи разслабване, веднага затягнете плугата с подходящ ключ.

Заземяване на измервателния контакт:
На фланца на изолатора е предоставен измервателен контакт. При измерване на диелектричната загуба или частичната разрядка, премахнете капачката на контакта и свържете изпитвателния проводник — контактната гайка е изолирана от фланца. След изпитването, капачката на контакта трябва сигурно да бъде възстановена, за да се гарантира надеждното заземяване. Измервателният контакт никога не трябва да остава в отворен контур по време на експлуатация.

Забележка при измерване на диелектричната загуба:
Стойността на диелектричната загуба, измерена на местността при 10 кВ, може да се различава от заводските тестови данни поради влиянието на измервателния прибор, позицията на изолатора и околните условия. Препоръчително е да се използва високонапрегнат мост на Шеринг, и данните, получени при високонапрегнати условия, трябва да се считат за авторитетни.