Transformatordoorgangen: Functie, Types & Installatiehandleiding

Transformatorisolatoren: Externe isolatie en stroomvoerende componenten

Transformatorisolatoren zijn de primaire externe isolatieapparaten die op de transformatorbak worden gemonteerd. De leidingen van de transformatorwindingen moeten door deze isolatieisolatoren lopen, die isolatie bieden tussen de leidingen en tussen de leidingen en de transformatorbak, terwijl ze ook dienen om de leidingen mechanisch te bevestigen.

Afhankelijk van het spanningniveau zijn er verschillende soorten transformatorisolatoren beschikbaar: porseleinisolatoren, olievulbare isolatoren en condensator-type isolatoren.

• Porseleinisolatoren worden meestal gebruikt in transformatoren met een spanning tot 10 kV. Ze bestaan uit een geleidende koperen staaf die door een porseleinen behuizing loopt, waarbij lucht de interne isolatie vormt.

• Olievulbare isolatoren worden typisch gebruikt in transformatoren van de 35 kV-klasse. Deze isolatoren zijn gevuld met isolatieolie binnen de porseleinen behuizing, waardoor een koperen geleider loopt, geïsoleerd met oliegeïmpregneerd papier.

• Condensator-type isolatoren worden gebruikt in hoogspanningstransformatoren boven de 100 kV. Ze bestaan uit een hoofd-isolatie-eenheid (condensatorkern), boven- en onderporseleinen behuizingen, een verbindingsmouw, olie-reservoir (conservator), veerverzameling, basis, gradatie-ring (corona-scherm), meetterminal, lijnterminal, rubberen dichtingen en isolatieolie.

Transformatorisolatoren dienen om de interne hoogspannings- en laagspanningsleidingen uit de oliebak te brengen. Ze bieden niet alleen isolatie tussen de leidingen en de grond, maar spelen ook een cruciale rol bij het bevestigen van de leidingen. Als een van de stroomvoerende componenten van de transformator voeren isolatoren tijdens normale bedrijfsomstandigheden continu belastingsstroom en moeten ze kortsluitstroom kunnen weerstaan bij externe storingen.

Daarom gelden de volgende eisen voor transformatorisolatoren:

• Moeten een gespecificeerde elektrische isolatiesterkte en voldoende mechanische sterkte hebben.

• Moeten goede thermische stabiliteit vertonen en momentane oververhitting bij kortsluitingssituaties kunnen weerstaan.

• Moeten compact, lichtgewicht, uitstekend afgesloten, hoog wisselbaar en gemakkelijk te onderhouden zijn.

De isolator bestaat voornamelijk uit een condensatorkern, olie-reservoir, flens en boven- en onderporseleinen behuizingen. De hoofdisolatie is de condensatorkern, gevormd door concentrische capacitaire lagen die in serie zijn verbonden. Deze assemblage is omsloten door een afgesloten ruimte gevormd door de boven- en onderporseleinen behuizingen, het olie-reservoir, de flens en de basis. De ruimte is gevuld met behandelde transformatorolie, wat resulteert in een olie-papier isolatiestructuur. Oliebestendige rubberen dichtingen worden gebruikt op de contactoppervlakken tussen de belangrijkste componenten. Alle componenten worden samengeperst door een centrale voorbelasting via een set sterke veren in het olie-reservoir, waardoor de hele isolator hermetisch afgesloten blijft.

De flens is uitgerust met een luchtklep, een olie-monsterapparaat en terminals voor het meten van dielectric loss (tan δ) en partiële ontlading (PD). Tijdens de bedrijfsomstandigheden moet de beschermkap van de meetterminal worden geïnstalleerd om een betrouwbare aarding van het scherm (testtap) te garanderen; open-circuit situaties zijn strikt verboden.

Er zijn twee belangrijke aansluitmethoden tussen de isolator en de hoogspanningsleidingen van de transformator:

• Kabeldoorvoertype

• Geleider-staaf stroomvoerend type

Vooraanlegcontrole van transformatorisolatoren:

Vóór de installatie moeten de volgende controles worden uitgevoerd:

• Controleer de porseleinen oppervlakte op scheuren of schade.

• Zorg ervoor dat de binnenoppervlakken van de flensnek en de gradatiering grondig worden schoongemaakt.

• Bevestig dat de isolator alle vereiste tests heeft doorstaan.

• Voor olievulbare isolatoren, controleer of de oliepeilindicatie normaal is en of er olielekken zijn.

Isolatoren moeten worden gebruikt onder de omstandigheden die worden gespecificeerd door hun modelaanduiding, en de volgende voorzorgsmaatregelen moeten worden nageleefd:

• Afsluitintegriteit: Het zorgen voor een afgesloten isolator is essentieel voor een lange levensduur. Eventuele sluitpunten die tijdens de installatie of het onderhoud worden verstoord, moeten zorgvuldig worden hersteld naar hun oorspronkelijke afgesloten toestand.

• Oliepeilcontrole en -aanpassing: Het oliepeil binnen de isolator moet tijdens de bedrijfsomstandigheden regelmatig worden gecontroleerd. Als het oliepeil te hoog of te laag is, is aanpassing nodig.

• Als het oliepeil te hoog is, kan overtollige olie langzaam worden afgetapt via de olieafvoerknop op de flens.

• Als het oliepeil te laag is, moet gekwalificeerde transformatorolie van dezelfde klasse zoals op het naamplaatje gespecificeerd, worden toegevoegd via de vulopening van het olie-reservoir.

• Voor isolatoren met consistent normale olieproefresultaten in jaarlijkse preventieve tests, kan de interval tussen preventieve tests gepast worden verlengd om de frequentie van olie-monstername te verminderen. Problemen moeten worden doorgestuurd naar de fabrikant. De isolator mag niet worden gedemonteerd door de gebruiker.

Correcte olie-monsterprocedure:
Maak het gebied rond de olieafvoerknop op de flens schoon. Open de knop en draai langzaam een speciaal olie-monsterneus in de centrale geventeerde opening van de knop totdat hij contact maakt met de interne dichting. Druk de neus aan om de dichting te comprimeren, zodat de transformatorolie in de isolator via de neus kan stromen. Na het monsteren, keer de bovenstaande stappen om om de oorspronkelijke afgesloten toestand te herstellen.

Opmerking: Wanneer de neus wordt verwijderd, mag de olieafvoerknop niet worden losgedraaid. Indien dit gebeurt, moet de knop onmiddellijk worden aangedraaid met de juiste sleutel.

Meetterminal aarding:
Er is een meetterminal voorzien op de flens van de isolator. Bij het meten van dielectric loss of partiële ontlading, haal de terminalkap eraf en verbind de testleider—de terminalbout is geïsoleerd van de flens. Na het testen moet de terminalkap stevig worden teruggeplaatst om een betrouwbare aarding te garanderen. De meetterminal mag nooit open-circuit worden gelaten tijdens de bedrijfsomstandigheden.

Opmerking bij meting van dielectric loss:
Het dielectric losswaarde gemeten ter plaatse bij 10 kV kan afwijken van de fabrieksproeftests gegevens wegens invloeden zoals het meetinstrument, de positie van de isolator en omgevingsomstandigheden. Het wordt aanbevolen om een hogespannings Schering-brug te gebruiken voor de meting, en gegevens verkregen onder hogespanningsomstandigheden moeten als gezaghebbend worden beschouwd.