Transformatorbushings: Funktion, typer & installationsguide

Transformatorstolpar: Yttre isolering och strömförande komponenter

Transformatorstolpar är de primära yttre isoleringsenheterna som monteras på transformatorns tank. Ledningarna från transformatorns virvlar måste passera genom dessa isolerande stolpar, vilka ger isolering mellan ledningarna samt mellan ledningarna och transformatorns tank, samtidigt som de också fungerar för att mekaniskt fastgöra ledningarna.

Beroende på spänningsnivån finns det flera typer av transformatorstolpar: porcelanstolpar, oljefyllda stolpar och kondensatortypstolpar.

• Porcelanstolpar används vanligtvis i transformatorer med en spänning på 10 kV och nedåt. De består av en konduktiv kopparstång som går genom ett porcelanhölje, med luft som inre isolering.

• Oljefyllda stolpar används typiskt i 35 kV-klassens transformatorer. Dessa stolpar är fyllda med isolerande olja inuti porcelanhöljet, genom vilket en kopparledare går, isolerad med oljesättat papper.

• Kondensatortypstolpar används i högspänningstransformatorer över 100 kV. De består av en huvudisolationsenhet (kondensorkärna), övre och nedre porcelanhöljen, en anslutningsmuff, oljereservoar (konservator), fjäderuppbyggnad, bas, gradring (koronaskydd), mätterminal, linjeterminal, gummitätningar och isolerande olja.

Transformatorstolpar används för att föra ut de interna högspännings- och lågspänningsvirvlets ledningar ur oljetanken. De ger inte bara isolering mellan ledningarna och marken, utan spelar också en viktig roll i att fastgöra ledningarna. Som en av de strömförande komponenterna i transformatorn bär stolparna belastningsström kontinuerligt under normal drift och måste klara av kortslutningsström vid externa fel.

Därför gäller följande krav för transformatorstolpar:

• Måste ha angiven elektrisk isoleringsstyrka och tillräcklig mekanisk styrka.

• Måste visa god termisk stabilitet och kunna motstå tillfällig överhettning vid kortslutningsförhållanden.

• Skall ha kompakt storlek, lätt vikt, utmärkt tätningsegenskap, hög bytebarhet och lätthet i underhåll.

Stolpen består huvudsakligen av en kondensorkärna, oljereservoar, flansch och övre/nedre porcelanhöljen. Den huvudsakliga isoleringen är kondensorkärnan, formad av koncentriska kapacitiva lager som är sammanfogade i serie. Denna uppbyggnad är inhyst i en tätat rum som bildas av de övre och nedre porcelanhöljen, oljereservoaren, flanschen och basen. Rummet är fyllt med behandlad transformatorolja, vilket resulterar i en olja-papperisolering. Oljebeständiga gummigasket används vid kontaktytorna mellan de huvudsakliga komponenterna. Alla komponenter trycks ihop av en central förspänning som appliceras via en uppsättning starka fjädralar i oljereservoaren, vilket säkerställer att hela stolpen hålls hermetiskt tät.

Flanschen är utrustad med en luftventilplugg, en oljesamplingenhet och terminaler för mätning av dielektrisk förlust (tan δ) och partiell utsläppning (PD). Under drift måste skyddskuppen för mätterminalen installeras för att säkerställa tillförlitlig jordning av skärmen (testtap); öppna kretsförhållanden är strikt förbjudna.

Det finns två huvudsakliga sätt att ansluta stolpen till transformatorns högspänningsledningar:

• Kabelförankringstyp

• Strömförande typ med ledningsstång

Förinstalleringskontroll av transformatorstolpar:

Innan installation bör följande kontroller utföras:

• Kontrollera porcelanytan efter sprickor eller skador.

• Se till att inre ytor av flanschnacken och gradringen är grundligt rengjorda.

• Bekräfta att stolpen har passerat alla nödvändiga tester.

• För oljefyllda stolpar, verifiera att oljenivåindikationen är normal och kontrollera om det finns några oljeläckor.

Stolpar måste användas under de villkor som anges av deras modellbeteckning, och följande försiktighetsåtgärder bör iakttagas:

• Tätningens integritet: Att säkerställa att stolpen förblir tät är nyckeln till lång livslängd. Alla tätningspunkter som störs under installation eller underhåll måste noggrant återskapas till sitt ursprungliga tätade tillstånd.

• Oljenivåkontroll och justering: Oljenivån inuti stolpen bör regelbundet övervakas under drift. Om oljenivån är för hög eller för låg, krävs en justering.

• Om oljenivån är för hög kan överflödig olja långsamt dränas genom oljedrainaggen på flanschen.

• Om oljenivån är för låg måste kvalificerad transformatorolja av samma grad som anges på namnskylten tillsättas genom fyllningsporten på oljereservoaren.

• För stolpar med konsekvent normala oljetestresultat i årliga preventiva tester kan intervallet mellan preventiva tester lämpligen förlängas för att minska frekvensen av oljesampling. Eventuella problem bör hänvisas till tillverkaren. Stolpen får inte avmonteras av användaren.

Korrekt oljesamplingsprocedur:
Rengör området runt oljedrainaggen på flanschen. Öppna aggen och skruva långsamt in en dedikerad oljesamplingsmunstycke i centrumtrådhålet på aggen tills den når den inre tätningen. Skruva fast munstycket för att komprimera tätgummin, vilket gör att transformatoroljan inuti stolpen flyter ut genom munstycket. Efter sampling återställer man ovanstående steg för att återställa det ursprungliga tätade tillståndet.

Observera: När du tar bort munstycket ska du inte lossa oljedrainaggen. Om lossning inträffar, dra omedelbart åt aggen med lämplig nyckel.

Jordning av mätterminal:
En mätterminal finns på flanschen av stolpen. Vid mätning av dielektrisk förlust eller partiell utsläppning avlägsnar du terminalskyddet och ansluter testledningen—terminalstudsen är isolerad från flanschen. Efter testning måste terminalskyddet säkert återställas för att säkerställa tillförlitlig jordning. Mätterminalen får aldrig lämnas öppen under drift.

Notering angående mätning av dielektrisk förlust:
Den dielektriska förlustvärdet som mäts på plats vid 10 kV kan skilja sig från fabriksprovdata på grund av inflytande av mätinstrument, stolpins position och miljöförhållanden. Det rekommenderas att använda en högspännings-Scheringsbro för mätning, och data erhållen under högspänningsförhållanden bör betraktas som auktoritativa.