Transformatorowe izolatory: Funkcja typy i przewodnik instalacyjny

Izolatory transformatorowe: zewnętrzna izolacja i elementy przewodzące prąd

Izolatory transformatorowe są głównymi urządzeniami izolacji zewnętrznego montażu na zbiorniku transformatora. Przewody wychodzące z cewek transformatora muszą przejść przez te izolujące izolatory, które zapewniają izolację między przewodami oraz między przewodami a zbiornikiem transformatora, jednocześnie pełniąc funkcję mechanicznego mocowania przewodów.

W zależności od poziomu napięcia, izolatory transformatorowe są dostępne w kilku typach: izolatory porcelanowe, wypełnione olejem i kondensatorowe.

• Izolatory porcelanowe są powszechnie stosowane w transformatorach o mocy do 10 kV. Składają się z przewodzącej miedzianej tyczki przechodzącej przez obudowę porcelanową, z powietrzem zapewniającym wewnętrzną izolację.

• Izolatory wypełnione olejem są zwykle stosowane w transformatorach klasy 35 kV. Te izolatory są wypełnione izolującym olejem wewnątrz obudowy porcelanowej, przez którą przechodzi przewód miedziany, izolowany papierem nasączonym olejem.

• Izolatory kondensatorowe są stosowane w wysokonapięciowych transformatorach powyżej 100 kV. Składają się z głównego modułu izolacyjnego (rdzeń kondensatora), górnej i dolnej obudowy porcelanowej, rękawa łączącego, zbiornika oleju (zbiornik kompensacyjny), zestawu sprężyn, podstawy, pierścienia rozprowadzającego (tarcza koronowa), terminale pomiarowe, terminal liniowy, uszczelki gumowe i izolujący olej.

Izolatory transformatorowe służą do wyprowadzenia przewodów cewek wysokiego i niskiego napięcia z zbiornika oleju. Zapewniają nie tylko izolację między przewodami a ziemią, ale także odgrywają kluczową rolę w mocowaniu przewodów. Jako jeden z elementów przewodzących prąd w transformatorze, izolatory ciągle przeprowadzają prąd obciążenia w normalnym trybie pracy i muszą wytrzymać prąd zwarciowy podczas zewnętrznych awarii.

Dlatego stosuje się następujące wymagania dotyczące izolatorów transformatorowych:

• Musi mieć określoną elektryczną siłę izolacji i wystarczającą siłę mechaniczną.

• Musi wykazywać dobrą stabilność termiczną i być w stanie wytrzymać chwilowe przegrzanie w warunkach zwarć.

• Powinien mieć kompaktowe wymiary, lekką wagę, doskonałe właściwości szczelności, wysoką wymienność i łatwą konserwację.

Izolator składa się głównie z rdzenia kondensatora, zbiornika oleju, flancu i górnej/dolnej obudowy porcelanowej. Główna izolacja to rdzeń kondensatora, utworzony przez skośne warstwy kondensatorów połączone szeregowo. Ten zestaw jest zamknięty w hermetycznej komorze utworzonej przez górną i dolną obudowę porcelanową, zbiornik oleju, flanc i podstawę. Komora jest wypełniona przetworzonym olejem transformatorowym, tworząc strukturę izolacji olejowo-papierowej. Uszczelki gumowe odporne na olej są używane na powierzchniach kontaktowych głównych komponentów. Wszystkie komponenty są skompresowane razem przez środkowe siły wstępne przyłożone za pomocą zestawu mocnych sprężyn znajdujących się w zbiorniku oleju, zapewniając, że cały izolator pozostaje hermetycznie zamknięty.

Flanc jest wyposażony w wentyl, urządzenie do pobierania próbek oleju i terminale do pomiaru strat dielektrycznych (tan δ) i częściowych rozładowań (PD). W trakcie eksploatacji należy zainstalować osłonę na terminalu pomiarowym, aby zapewnić niezawodne uziemienie ekranu (punktu testowego); stan otwartego obwodu jest surowo zabroniony.

Istnieją dwie główne metody połączenia izolatora z przewodami wysokiego napięcia transformatora:

• Typ penetracji kabla

• Typ przewodzący prąd poprzez pręt przewodnikowy

Przedinstalacyjna kontrola izolatorów transformatorowych:

Przed instalacją należy przeprowadzić następujące kontrole:

• Sprawdzić powierzchnię porcelany pod kątem pęknięć lub uszkodzeń.

• Upewnić się, że wewnętrzne powierzchnie szyi flancu i pierścienia rozprowadzającego są dokładnie wyczyszczone.

• Potwierdzić, że izolator przeszedł wszystkie wymagane testy.

• Dla izolatorów wypełnionych olejem sprawdzić, czy wskazanie poziomu oleju jest normalne i czy nie ma przecieków oleju.

Izolatory muszą być używane w warunkach określonych przez ich oznaczenie modelu, a należy zachować następujące środki ostrożności:

• Ciągłość szczelności: zapewnienie, że izolator pozostaje szczelny, jest kluczowe dla długotrwałej eksploatacji. Wszystkie punkty szczelności zakłócone podczas instalacji lub konserwacji muszą być starannie przywrócone do ich oryginalnego stanu szczelnego.

• Kontrola i regulacja poziomu oleju: poziom oleju wewnątrz izolatora powinien być okresowo monitorowany podczas eksploatacji. Jeśli poziom oleju jest zbyt wysoki lub zbyt niski, wymagana jest regulacja.

• Jeśli poziom oleju jest zbyt wysoki, nadmiar oleju można powoli odciągać przez zawór odcedzający na flancie.

• Jeśli poziom oleju jest zbyt niski, należy dodać odpowiednią ilość kwalifikowanego oleju transformatorowego tej samej klasy, jak na tabliczce nazw, przez otwór do nalania w zbiorniku oleju.

• Dla izolatorów, u których wyniki testów oleju są regularnie normalne w rocznych testach prewencyjnych, interwały między testami prewencyjnymi mogą być odpowiednio wydłużone, aby zmniejszyć częstotliwość pobierania próbek oleju. Wszelkie problemy powinny być skonsultowane z producentem. Izolator nie może być rozmontowywany przez użytkownika.

Prawidłowa procedura pobierania próbek oleju:
Wyczyścić obszar wokół zaworu odcedzającego na flancie. Otworzyć zawór i powoli wkręcić specjalny wlot do pobierania próbek do centralnego gwintowanego otworu zaworu, aż dotknie wewnętrznego uszczelki. Zakręcić wlot, aby sprężyć uszczelkę, umożliwiając przepływ oleju transformatorowego z wnętrza izolatora przez wlot. Po pobraniu próbki, odwrócić powyższe kroki, aby przywrócić oryginalny stan szczelny.

Uwaga: Podczas usuwania wlotu, nie należy luzować zaworu odcedzającego. Jeśli nastąpi luźnięcie, natychmiast zacisnąć zawór odpowiednim kluczem.

Uziemienie terminalu pomiarowego:
Na flancie izolatora znajduje się terminal pomiarowy. Podczas pomiaru strat dielektrycznych lub częściowych rozładowań należy zdjąć pokrywę terminalu i podłączyć przewód pomiarowy — studnia terminalu jest izolowana od flancu. Po zakończeniu pomiaru pokrywę terminalu należy solidnie zastąpić, aby zapewnić niezawodne uziemienie. Terminal pomiarowy nigdy nie może być otwarty w trakcie eksploatacji.

Uwaga dotycząca pomiaru strat dielektrycznych:
Wartość strat dielektrycznych zmierzona na miejscu przy 10 kV może różnić się od danych testowych fabrycznych ze względu na wpływ takich czynników, jak urządzenie pomiarowe, położenie izolatora i warunki środowiskowe. Zaleca się użycie mostka Scheringa wysokiego napięcia do pomiaru, a dane uzyskane w warunkach wysokiego napięcia powinny być uważane za autorytatywne.