Como a Mudança de Temperatura Afeta os Transformadores de Tensão AIS?

Impacto no Desempenho da Isolamento

• Alterações nas Propriedades do Material Isolante: Os transformadores de tensão AIS dependem do ar como meio isolante e também contêm alguns materiais isolantes sólidos, como papel isolante e soquetes isolantes. Quando a temperatura aumenta, a migração e evaporação de umidade nos materiais isolantes sólidos, como o papel isolante, aceleram, resultando em uma diminuição da resistência elétrica dos materiais isolantes e um aumento do risco de quebra do isolamento. Quando a temperatura diminui, os materiais isolantes podem ficar frágeis, com propriedades mecânicas reduzidas. Quando submetidos a estresse elétrico ou mecânico, são mais propensos a desenvolver fissuras, o que, por sua vez, afeta o desempenho do isolamento.

• Alterações no Desempenho do Isolamento Aéreo: Quando a temperatura aumenta, a densidade do ar diminui, a distância entre as moléculas de gás aumenta e a resistência ao isolamento do ar declina. Isso significa que, sob a mesma tensão, fenômenos de descarga de gás, como descarga corona e descarga de faísca, são mais propensos a ocorrer, afetando a operação normal do transformador de tensão. Quando a temperatura diminui, a resistência ao isolamento do ar aumentará em certa medida. No entanto, temperaturas extremamente baixas podem causar condensação na superfície do equipamento. A umidade aderida à superfície do equipamento reduzirá significativamente o desempenho do isolamento superficial e causará falhas como flashover.

Impacto nos Parâmetros Elétricos

• Alteração na Razão de Transformação: As mudanças de temperatura causarão alterações na resistência do enrolamento do transformador de tensão. De acordo com as características de temperatura da resistência, a resistência de materiais metálicos gerais aumenta com o aumento da temperatura. A mudança na resistência do enrolamento afetará a precisão da razão de transformação do transformador de tensão. Por exemplo, quando a temperatura aumenta, a resistência do enrolamento primário aumenta. Sob a mesma tensão primária, a corrente primária diminuirá. Conforme o princípio da indução eletromagnética, a tensão secundária também mudará, resultando em desvios no valor de tensão medido e afetando a precisão dos dispositivos de medição e proteção.

• Alteração nos Parâmetros de Capacitância: Existem componentes capacitivos dentro do transformador de tensão, como a capacitância do soquete. As mudanças de temperatura causarão alterações nas propriedades do meio capacitivo, resultando em mudanças no valor da capacitância. As alterações nos parâmetros de capacitância afetarão a distribuição de tensão e as características de fase do transformador de tensão e terão impacto na operação correta do dispositivo de proteção de relé.

Impacto na Estrutura Mecânica

• Dilatação e Contração Térmica: Os transformadores de tensão AIS são compostos por uma variedade de materiais, e diferentes materiais têm diferentes coeficientes de dilatação térmica. Quando a temperatura muda, vários componentes sofrerão diferentes graus de dilatação e contração térmica. Se essa tensão térmica não puder ser liberada efetivamente, pode causar afrouxamento das conexões entre os componentes, como a conexão entre o enrolamento e o núcleo de ferro, e a conexão do terminal secundário, o que, por sua vez, causa falhas como contato ruim.

• Desempenho de Vedação: As mudanças de temperatura também terão impacto na estrutura de vedação do transformador de tensão. Altas temperaturas podem causar envelhecimento e deformação do material de vedação, reduzindo o desempenho de vedação e permitindo que poeira, umidade, etc., externos, entrem no interior do equipamento, afetando a operação normal do equipamento. Temperaturas baixas podem causar que o material de vedação fique duro e frágil, perdendo sua elasticidade e, assim, danificando o efeito de vedação.