Isoladores de transformador: Función tipos e guía de instalación

Transformadores de saída: Isolamento externo e componentes de condução de corrente

Os transformadores de saída son os principais dispositivos de isolamento externo montados no tanque do transformador. Os condutores provenientes das bobinas do transformador deben pasar por estes tubos de isolamento, que proporcionan o isolamento entre os condutores así como entre os condutores e o tanque do transformador, ademais de servir para asegurar mecánicamente os condutores.

Dependendo do nivel de tensión, hai varios tipos de transformadores de saída: tubos de porcelana, tubos recheados de óleo e tubos de tipo capacitor.

• Os tubos de porcelana son comúnmente utilizados en transformadores con unha clasificación de 10 kV ou menos. Consisten nunha barra de cobre conductora que pasa a través dunha carcasa de porcelana, cun aire que proporciona o isolamento interno.

• Os tubos recheados de óleo son típicamente usados en transformadores de clase 35 kV. Estes tubos están recheados de óleo isolante dentro da carcasa de porcelana, a través da cual pasa un conductor de cobre, aislado con papel impregnado de óleo.

• Os tubos de tipo capacitor son utilizados en transformadores de alta tensión superiores a 100 kV. Consisten nunha unidade principal de isolamento (núcleo de capacitor), carcasas superiores e inferiores de porcelana, unha manga de conexión, un depósito de óleo (conservador), un conjunto de molas, base, anel de gradación (escudo de corona), terminal de medida, terminal de línea, juntas de goma e óleo isolante.

Os transformadores de saída sirven para sacar os condutores de bobina de alta e baixa tensión do tanque de óleo. Non só proporcionan o isolamento entre os condutores e a terra, senón que tamén xogan un papel crítico na fixación dos condutores. Como un dos componentes de conducción de corrente do transformador, os tubos transportan a corrente de carga continuamente durante a operación normal e deben resistir a corrente de cortocircuíto durante as falhas externas.

Por tanto, aplicanse aos transformadores de saída os seguintes requisitos:

• Debe ter unha resistencia eléctrica de isolamento especificada e suficiente resistencia mecánica.

• Debe exhibir boa estabilidade térmica e ser capaz de resistir o sobreaquecimento momentáneo durante as condicións de cortocircuíto.

• Debe ter un tamaño compacto, peso reducido, excelente rendemento de selado, alta intercambiabilidade e facilidade de manutención.

O tubo está composto principalmente por un núcleo de capacitor, un depósito de óleo, una flange e carcasas de porcelana superior e inferior. O isolamento principal é o núcleo de capacitor, formado por capas capacitivas concéntricas conectadas en serie. Este ensamblaxe está encerrado nunha cámara selada formada polas carcasas de porcelana superior e inferior, o depósito de óleo, a flange e a base. A cámara está recheada con óleo de transformador tratado, resultando nunha estrutura de isolamento de óleo-papel. As juntas de goma resistentes ao óleo son utilizadas nas superficies de contacto entre os componentes principais. Todos os componentes están comprimidos xuntos por unha forza de precarga central aplicada a través dun conxunto de molas fortes situadas no depósito de óleo, asegurando que todo o tubo permanece hermeticamente selado.

A flange está equipada cunha tampa de ventilación, un dispositivo de muestreo de óleo e terminais para medir a perda dieléctrica (tan δ) e a descarga parcial (PD). Durante a operación, debe instalar a tapa protectora do terminal de medida para asegurar unha terra fiable da pantalla (tomo de proba); están estritamente prohibidas as condicións de circuito aberto.

Hai dous métodos principais de conexión entre o tubo e os condutores de alta tensión do transformador:

• Tipo de penetración de cable

• Tipo de conducción de corrente por barra de conductor

Inspección previa á instalación dos transformadores de saída:

Antes da instalación, deben realizarse as seguintes comprobacións:

• Comprobar a superficie de porcelana en busca de rachaduras ou danos.

• Asegurarse de que as superficies internas do pescozo da flange e do anel de gradación están completamente limpas.

• Confirmar que o tubo superou todas as probas necesarias.

• Para os tubos recheados de óleo, verificar que a indicación do nivel de óleo é normal e comprobar se hai algún vertido de óleo.

Os tubos deben utilizarse nas condicións especificadas polo seu designación de modelo, e deben observarse as seguintes precaucións:

• Integridade do selado: Asegurar que o tubo permanece selado é clave para lograr unha longa vida útil. Calquera punto de selado perturbado durante a instalación ou a manutención debe ser cuidadosamente restaurado á súa condición orixinal selada.

• Control e axuste do nivel de óleo: O nivel de óleo dentro do tubo debe monitorizarse periodicamente durante a operación. Se o nivel de óleo é demasiado alto ou demasiado baixo, requirese un axuste.

• Se o nivel de óleo é demasiado alto, o óleo excedente pode esgotarse lentamente a través da tampa de esgoto de óleo na flange.

• Se o nivel de óleo é demasiado baixo, debe engadirse óleo de transformador calificado do mesmo grao especificado na placa de identificación a través do porto de recheo do depósito de óleo.

• Para os tubos con resultados de probas de óleo consistentemente normais nas probas preventivas anuais, o intervalo entre as probas preventivas pode ampliarse adecuadamente para reducir a frecuencia de muestreo de óleo. Calquera problema debe remitirse ao fabricante. O tubo non debe desmontarse polo usuario.

Procedemento correcto de muestreo de óleo:
Limpie a área arredor da tampa de esgoto de óleo na flange. Abra a tampa e enrosque lentamente unha boquilla de muestreo dedicada no orificio roscado central da tampa ata que entre en contacto co sello interno. Aperte a boquilla para comprimir a junta de selado, permitindo que o óleo de transformador dentro do tubo flua a través da boquilla. Despois do muestreo, invirta os pasos anteriores para restaurar a condición orixinal selada.

Nota: Ao retirar a boquilla, non afrouxe a tampa de esgoto de óleo. Se se afrouxa, aperte inmediatamente a tampa usando a ferramenta adecuada.

Terra do terminal de medida:
Proporcionase un terminal de medida na flange do tubo. Ao medir a perda dieléctrica ou a descarga parcial, retire a tapa do terminal e conecte o cabo de proba—o stud do terminal está aislado da flange. Despois da proba, a tapa do terminal debe substituírse de xeito seguro para asegurar unha terra fiable. O terminal de medida non debe quedar en circuito aberto durante a operación.

Nota sobre a medida da perda dieléctrica:
O valor de perda dieléctrica medido no local a 10 kV pode diferir dos datos de proba de fábrica debido á influencia do instrumento de medida, a posición do tubo e as condicións ambientais. Recoméndase usar un puente Schering de alta tensión para a medida, e os datos obtidos en condicións de alta tensión deben considerarse autorizados.