Transformatordurchführungen: Funktion, Arten und Installationsanleitung

Transformatordurchfuhren: Äußere Isolierung und stromführende Bauteile

Transformatordurchfuhren sind die primären äußeren Isolationsbauteile, die an den Transformatorbecken montiert werden. Die Leiter von den Transformatorwicklungen müssen durch diese isolierenden Durchführungen geführt werden, die sowohl zwischen den Leitern als auch zwischen den Leitern und dem Transformatorbecken Isolation bieten und gleichzeitig dazu dienen, die Leiter mechanisch zu sichern.

Je nach Spannungsniveau gibt es verschiedene Arten von Transformatordurchführungen: Porzellan-Durchführungen, ölgefüllte Durchführungen und Kondensatortyp-Durchführungen.

• Porzellan-Durchführungen werden in Transformern mit einer Nennspannung von 10 kV und darunter häufig verwendet. Sie bestehen aus einem leitenden Kupferstab, der durch eine Porzellanhülle führt, wobei Luft die innere Isolation bildet.

• Ölgefüllte Durchführungen werden typischerweise in 35-kV-Klasse-Transformern verwendet. Diese Durchführungen sind mit Isolieröl im Inneren der Porzellanhülle gefüllt, durch die ein Kupferleiter führt, der mit ölgetränktem Papier isoliert ist.

• Kondensatortyp-Durchführungen werden in Hochspannungs-Transformern über 100 kV verwendet. Sie bestehen aus einer Hauptisoliereinheit (Kondensorkern), oberen und unteren Porzellanhüllen, einer Verbindungsmanschette, einem Ölfass (Konservator), einer Federanordnung, einer Basis, einem Spannungsabgleichsring (Korona-Schutz), einem Messanschluss, einem Leitungsanschluss, Gummidichtungen und Isolieröl.

Transformatordurchführungen dienen dazu, die internen Hoch- und Niederspannungs-Leiter aus dem Ölbecken herauszuführen. Sie bieten nicht nur Isolation zwischen den Leitern und Masse, sondern spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Befestigung der Leiter. Als eines der stromführenden Bauteile des Transformators tragen Durchführungen während des normalen Betriebs kontinuierlich Laststrom und müssen bei externen Störungen Kurzschlussströme standhalten.

Daher gelten für Transformatordurchführungen die folgenden Anforderungen:

• Müssen eine spezifische elektrische Isolationsstärke und ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen.

• Müssen gute thermische Stabilität besitzen und vorübergehendes Überhitzen bei Kurzschlussbedingungen aushalten können.

• Sollten kompakt, leicht, dicht, hoch austauschbar und einfach zu warten sein.

Die Durchführung besteht hauptsächlich aus einem Kondensorkern, einem Ölfass, einem Flansch und oberen/unteren Porzellanhüllen. Die Hauptisolation ist der Kondensorkern, der durch konzentrische kapazitive Schichten in Reihe verbunden gebildet wird. Diese Einrichtung befindet sich in einem versiegelten Raum, der durch die oberen und unteren Porzellanhüllen, das Ölfass, den Flansch und die Basis gebildet wird. Der Raum ist mit behandeltem Transformatoröl gefüllt, was zu einer Öl-Papier-Isolationsstruktur führt. Ölbeständige Gummidichtungen werden an den Kontaktflächen zwischen den Hauptkomponenten verwendet. Alle Komponenten werden durch eine zentrale Vorspannkraft, die über einen Satz starker Federn im Ölfass ausgeübt wird, zusammengepresst, um sicherzustellen, dass die gesamte Durchführung luftdicht bleibt.

Der Flansch ist mit einem Entlüftungsstöpsel, einer Ölprobenahmeeinrichtung und Anschlüssen zur Messung des Dielektrischen Verlustes (tan δ) und der Teilentladung (PD) ausgestattet. Während des Betriebs muss der Schutzdeckel des Messanschlusses installiert werden, um eine zuverlässige Erdung des Schirms (Prüfklemme) zu gewährleisten; offene Zustände sind streng verboten.

Es gibt zwei Hauptverbindungsmethoden zwischen der Durchführung und den Hochspannungsleitern des Transformators:

• Kabeldurchführungs-Typ

• Leiterstab-Stromtragender Typ

Vorinstallationsprüfung von Transformatordurchführungen:

Vor der Installation sollten die folgenden Prüfungen durchgeführt werden:

• Überprüfen Sie die Porzellanoberfläche auf Risse oder Beschädigungen.

• Stellen Sie sicher, dass die Innenflächen des Flanschnackens und des Spannungsabgleichsrings gründlich gereinigt sind.

• Bestätigen Sie, dass die Durchführung alle erforderlichen Prüfungen bestanden hat.

• Für ölgefüllte Durchführungen überprüfen Sie, ob die Ölstandsanzeige normal ist und auf Ölaustritt.

Durchführungen müssen unter den Bedingungen verwendet werden, die durch ihre Modellbezeichnung festgelegt sind, und die folgenden Vorsichtsmaßnahmen sollten beachtet werden:

• Dichtigkeit: Die Gewährleistung, dass die Durchführung dicht bleibt, ist entscheidend für eine lange Lebensdauer. Jede Stelle, die während der Installation oder Wartung gestört wurde, muss sorgfältig wieder in ihren ursprünglichen dichten Zustand zurückversetzt werden.

• Ölstandskontrolle und -anpassung: Der Ölstand innerhalb der Durchführung sollte während des Betriebs regelmäßig überwacht werden. Wenn der Ölstand zu hoch oder zu niedrig ist, ist eine Anpassung erforderlich.

• Wenn der Ölstand zu hoch ist, kann überschüssiges Öl langsam durch den Entlüftungsstöpsel am Flansch abgelassen werden.

• Wenn der Ölstand zu niedrig ist, muss qualitativ gleicher Transformatoröl der auf dem Typenschild angegebenen Qualität durch den Füllhahn des Ölfasses nachgefüllt werden.

• Für Durchführungen, bei denen die jährlichen präventiven Prüfungen stets normale Öltestergebnisse ergeben, kann der Intervall zwischen den präventiven Prüfungen angemessen verlängert werden, um die Frequenz der Ölprobenahme zu reduzieren. Probleme sollten an den Hersteller verwiesen werden. Die Durchführung darf nicht vom Benutzer zerlegt werden.

Richtiger Ölprobenahmeverfahren:
Reinigen Sie den Bereich um den Entlüftungsstöpsel am Flansch. Öffnen Sie den Stöpsel und schrauben Sie vorsichtig eine spezielle Ölprobenahmespitze in die mittlere Innengewindebohrung des Stöpsels, bis sie die innere Dichtung berührt. Ziehen Sie die Spitze fest, um die Dichtgummi zu komprimieren, sodass das Transformatoröl innerhalb der Durchführung durch die Spitze fließen kann. Nach der Probenahme kehren Sie die obigen Schritte um, um den ursprünglichen dichten Zustand wiederherzustellen.

Hinweis: Beim Entfernen der Spitze soll der Entlüftungsstöpsel nicht gelockert werden. Sollte dies geschehen, spannen Sie den Stöpsel sofort mit dem passenden Schraubenschlüssel fest.

Erdung des Messanschlusses:
Auf dem Flansch der Durchführung befindet sich ein Messanschluss. Bei der Messung des Dielektrischen Verlustes oder der Teilentladung entfernen Sie den Anschlussschutz und verbinden Sie den Prüfleiter – der Anschlussbolzen ist vom Flansch isoliert. Nach der Prüfung muss der Anschlussschutz sicher wieder angebracht werden, um eine zuverlässige Erdung zu gewährleisten. Der Messanschluss darf während des Betriebs niemals offen liegen.

Hinweis zur Messung des Dielektrischen Verlustes:
Der an Ort und Stelle gemessene Dielektrische-Verlustwert bei 10 kV kann sich aufgrund von Einflüssen wie dem Messgerät, der Position der Durchführung und den Umgebungsbedingungen von den Werksprüfdaten unterscheiden. Es wird empfohlen, eine Hochspannung-Scheringsche Brücke zur Messung zu verwenden, und Daten, die unter Hochspannungsbedingungen ermittelt wurden, sollten als maßgeblich betrachtet werden.