ترانسفورماتور بوشینگ: عملکرد، انواع و راهنمای نصب

ترانسفورماتور بوشینگ‌ها: عایق بندی خارجی و اجزای حمل جریان

بوشینگ‌های ترانسفورماتور، اصلی‌ترین دستگاه‌های عایق بندی خارجی هستند که روی مخزن ترانسفورماتور نصب می‌شوند. سیم‌های منبع ترانسفورماتور باید از طریق این بوشینگ‌های عایق بندی عبور کنند که عایق بین سیم‌ها و همچنین بین سیم‌ها و مخزن ترانسفورماتور را فراهم می‌کنند و همچنین برای ثابت کردن مکانیکی سیم‌ها استفاده می‌شوند.

به اساس سطح ولتاژ، بوشینگ‌های ترانسفورماتور در چند نوع موجود هستند: بوشینگ‌های سرامیکی، بوشینگ‌های پر از روغن و بوشینگ‌های نوع کندانسور.

• بوشینگ‌های سرامیکی معمولاً در ترانسفورماتورهای با ولتاژ ۱۰ کیلوولت و پایین‌تر استفاده می‌شوند. آن‌ها شامل یک شاخه مسی رسانا هستند که از داخل یک پوشش سرامیکی عبور می‌کند و هوا عایق داخلی را فراهم می‌کند.

• بوشینگ‌های پر از روغن معمولاً در ترانسفورماتورهای کلاس ۳۵ کیلوولت استفاده می‌شوند. این بوشینگ‌ها با روغن عایق‌بندی در داخل پوشش سرامیکی پر شده‌اند که از طریق آن یک رسانا مسی عبور می‌کند و با کاغذ مشبک با روغن عایق می‌شود.

• بوشینگ‌های نوع کندانسور در ترانسفورماتورهای بالاتر از ۱۰۰ کیلوولت استفاده می‌شوند. آن‌ها شامل واحد عایق اصلی (هسته کندانسور)، پوشش‌های سرامیکی بالا و پایین، آرماتور اتصال، مخزن روغن (محافظ)، مجموعه فنر، پایه، حلقه تقسیم (پوشش کرونا)، ترمینال اندازه‌گیری، ترمینال خط، لاستیک‌های ختم کننده و روغن عایق‌بندی هستند.

بوشینگ‌های ترانسفورماتور به این منظور عمل می‌کنند که سیم‌های منبع ولتاژ بالا و ولتاژ پایین را از داخل مخزن روغنی بیرون ببرند. آن‌ها نه تنها عایق بین سیم‌ها و زمین را فراهم می‌کنند بلکه نقش مهمی در ثابت کردن سیم‌ها دارند. به عنوان یکی از اجزای حمل جریان ترانسفورماتور، بوشینگ‌ها به طور مداوم در طول عملکرد عادی جریان بار را حمل می‌کنند و باید در حالت خطا خارجی جریان کوتاه‌مدار را تحمل کنند.

بنابراین، الزامات زیر برای بوشینگ‌های ترانسفورماتور وجود دارد:

• باید دارای قدرت عایق بندی الکتریکی مشخص و مقاومت مکانیکی کافی باشند.

• باید دارای پایداری حرارتی خوب باشند و قادر به تحمل گرم شدن موقت در شرایط کوتاه‌مدار باشند.

• باید حجم کوچک، وزن کم، عملکرد ختم کننده عالی، قابل تعویض بالا و نگهداری آسان داشته باشند.

بوشینگ اصلی شامل هسته کندانسور، مخزن روغن، فلانژ و پوشش‌های سرامیکی بالا و پایین است. عایق اصلی هسته کندانسور است که از لایه‌های کندانسوری هم‌مرکز متصل به سری تشکیل شده است. این مجموعه در یک کامره بسته قرار دارد که توسط پوشش‌های سرامیکی بالا و پایین، مخزن روغن، فلانژ و پایه شکل گرفته است. کامره با روغن ترانسفورماتور مورد پرداخت قرار گرفته است که به ساختار عایق روغن-کاغذ منجر می‌شود. لاستیک‌های مقاوم به روغن در نقاط تماس بین اجزای اصلی استفاده می‌شوند. تمام اجزا با نیروی پیش‌بار مرکزی که از طریق مجموعه فنرهای قوی در مخزن روغن اعمال می‌شود، به هم ضربه می‌خورند تا کل بوشینگ به صورت هرمتیک بسته شود.

فلانژ با یک پلاگ خلاء، دستگاه نمونه‌برداری روغن و ترمینال‌های اندازه‌گیری تلفات دی الکتریک (tan δ) و تخلیه جزئی (PD) مجهز شده است. در طول عملکرد، پوشش محافظ ترمینال اندازه‌گیری باید نصب شود تا اطمینان حاصل شود که صفحه‌نمای (آزمون tap) به صورت قابل اعتماد زمین شده است؛ شرایط بازداری مطلق ممنوع است.

دو روش اصلی اتصال بین بوشینگ و سیم‌های منبع ولتاژ بالای ترانسفورماتور وجود دارد:

• نوع نفوذ کابل

• نوع حمل جریان با شاخه رسانا

بازرسی قبل از نصب بوشینگ‌های ترانسفورماتور:

قبل از نصب، بازرسی‌های زیر باید انجام شود:

• بازرسی سطح سرامیک برای شکست یا آسیب.

• اطمینان از تمیزی کامل سطوح داخلی گردن فلانژ و حلقه تقسیم.

• تایید اینکه بوشینگ تمام آزمون‌های مورد نیاز را پشت سر گذاشته است.

• برای بوشینگ‌های پر از روغن، تأیید اینکه نشانگر سطح روغن نرمال است و بررسی وجود چربی.

بوشینگ‌ها باید تحت شرایط مشخص شده توسط نامگذاری مدل آن‌ها استفاده شوند و موارد زیر باید رعایت شود:

• تمامیت ختم: اطمینان از بسته بودن بوشینگ کلیدی برای رسیدن به عمر طولانی است. هر نقطه ختم که در طول نصب یا نگهداری مختل شده باشد باید با دقت به وضعیت اولیه ختم شده بازگردانده شود.

• کنترل و تنظیم سطح روغن: سطح روغن داخل بوشینگ باید به طور دوره‌ای در طول عملکرد مورد نظارت قرار گیرد. اگر سطح روغن خیلی بالا یا پایین باشد، تنظیم مورد نیاز است.

• اگر سطح روغن خیلی بالا باشد، روغن اضافی می‌تواند به آرامی از طریق پلاگ خلاء روغن در فلانژ خارج شود.

• اگر سطح روغن خیلی پایین باشد، روغن ترانسفورماتور معتبر همان گرادی از نام‌برد باید از طریق دهانه پرکننده مخزن روغن اضافه شود.

• برای بوشینگ‌هایی که نتایج آزمون سالانه پیشگیرانه روغن آن‌ها به طور مداوم نرمال است، فاصله بین آزمون‌های پیشگیرانه می‌تواند به طور مناسب افزایش یابد تا فرکانس نمونه‌برداری روغن کاهش یابد. هر مشکلی باید به تولیدکننده ارجاع داده شود. بوشینگ باید توسط کاربر جدا نشود.

روند صحیح نمونه‌برداری روغن:
پاک کردن منطقه اطراف پلاگ خلاء روغن در فلانژ. باز کردن پلاگ و آرام آرام پیچاندن یک نازل اختصاصی نمونه‌برداری روغن به سوراخ میانی پلاگ تا زمانی که با ختم داخلی تماس پیدا کند. تنگ کردن نازل برای فشردن لاستیک ختم و اجازه دادن به روغن ترانسفورماتور داخل بوشینگ از طریق نازل خارج شود. پس از نمونه‌برداری، مراحل فوق را معکوس کنید تا وضعیت اولیه ختم شده بازگردانده شود.

نکته: در زمان خارج کردن نازل، پلاگ خلاء روغن را آزاد نکنید. اگر آزاد شود، بلافاصله پلاگ را با استفاده از اسباب کار مناسب تنگ کنید.

زمین‌کردن ترمینال اندازه‌گیری:
یک ترمینال اندازه‌گیری روی فلانژ بوشینگ ارائه شده است. در زمان اندازه‌گیری تلفات دی الکتریک یا تخلیه جزئی، پوشش ترمینال را خارج کنید و سیم آزمون را متصل کنید - تیر ترمینال از فلانژ عایق شده است. پس از آزمون، پوشش ترمینال باید به صورت محکم جایگزین شود تا اطمینان حاصل شود که زمین شده است. ترمینال اندازه‌گیری در طول عملکرد هرگز نباید در حالت باز باقی بماند.

نکته اندازه‌گیری تلفات دی الکتریک:
مقدار تلفات دی الکتریک که در محل با ولتاژ ۱۰ کیلوولت اندازه‌گیری می‌شود ممکن است به دلیل تأثیراتی مانند دستگاه اندازه‌گیری، موقعیت بوشینگ و شرایط محیطی با داده‌های آزمون کارخانه متفاوت باشد. توصیه می‌شود از پل شرینگ ولتاژ بالا برای اندازه‌گیری استفاده شود و داده‌های به دست آمده در شرایط ولتاژ بالا به عنوان مرجع معتبر در نظر گرفته شود.