Co je izolace transformátoru?
Když přijde řeč na energetický systém, myslíme na obrovské výrobní výhody a pohodlí života, které přináší, ale také nelze jinak, než věnovat velkou pozornost jeho výkonu a bezpečnosti, koneckonců má titul „elektrický tygr“. Při každodenním používání výkonových transformátorů souvisí „izolace“ s jejich bezpečností.
Základní koncept
Izolace, je fyzikální termín, označuje použití nevodivých látek k izolaci nebo obalení nabitého těla za účelem ochrany proti úrazu elektrickým proudem. Izolace výkonového transformátoru má zabránit vzniku svodů proudu a průrazu a zajistit elektrickou bezpečnost a spolehlivost transformátoru. Týká se izolace vinutí transformátoru, železných jader a dalších součástí se zemí, mezi různými fázovými vinutími a mezi různými úrovněmi napětí.
Typ izolace
Izolace výkonového transformátoru se dělí na izolaci úplnou a izolaci odstupňovanou. Kompletní izolace je tam, kde je celé vinutí izolováno na stejnou úroveň a je vhodné pro malé transformátory a aplikace s nízkou kapacitou. Takzvaná odstupňovaná izolace (také známá jako poloizolace), to znamená, že hlavní izolace vinutí transformátoru v blízkosti oblasti centrálního bodu je nižší než hlavní izolace na vstupní straně. Transformátory pro napěťové třídy 35KV a nižší jsou plně izolované. Odstupňovaný izolovaný transformátor se používá hlavně ve vysokoproudém zemnicím systému 110kv a vysokonapěťové energetické sítě. Ve srovnání s plnou izolací může odstupňovaná izolace snížit velikost vnitřní izolace, takže se sníží velikost celého transformátoru, sníží se náklady a je to ekonomičtější. Má však i určité nevýhody, např. z hlediska bezpečnosti není tak bezpečný jako plná izolace.
Izolační konstrukce
Izolaci transformátoru z vnitřního a vnějšího hlediska lze rozdělit na vnější izolaci a vnitřní izolaci.
Vnitřní izolace se týká izolace mezi různými elektronickými součástmi v nádrži transformátoru, zejména včetně izolace vinutí, izolace vedení a přepínače odboček. Tyto izolační části v zásadě nejsou ovlivněny vnějšími podmínkami, jako je atmosféra, znečištění, vlhkost, cizí látky atd. Vnitřní izolace se dále dělí na hlavní izolaci a podélnou izolaci. Primární izolace se týká izolace mezi vinutími vůči zemi, mezi fázemi a mezi vinutími stejné fáze a různých úrovní napětí. Toto je nejkritičtější část izolace v transformátoru, která přímo ovlivňuje provozní spolehlivost a cenu výrobku transformátoru.
Vnější izolace se týká izolačního pouzdra a vzduchové izolace vně nádrže transformátorového oleje, včetně samotného izolačního pouzdra a izolace mezi izolačním pouzdrem a vzdáleností vzduchové mezery mezi izolační trubicí a zemní částí. Stabilita vnější izolace je značně ovlivněna prostředím, ale má určitou přirozenou schopnost obnovy.
Izolační metody a materiály
Izolace výkonového transformátoru obvykle používá izolaci ponořenou do oleje, suchou izolaci, izolaci plynu a další metody. Olejová izolace se používá hlavně pro olejové transformátory, které mohou zajistit, že transformátor funguje normálně za podmínek vysokého napětí a má dobrou odolnost proti vlhkosti, chlazení, otřesy a zhášení oblouku. Suchá izolace a plynová izolace se používají hlavně v suchých transformátorech, suchá izolace má výhody v tom, že není snadné být vlhká, není snadné ji zapálit, snadno se udržuje, ale není vhodná pro prostředí s vysokým napětím. Plynová izolace má nízkou dielektrickou konstantu a dobrý výkon při zhášení oblouku, ale je drahé a obtížné odstranit plyn včas.
Na izolačním materiálu jsou pevné materiály a tekuté materiály. Pevné materiály, jako je izolační papír, vlnitý izolační papír, papír Denison, papír Nomex atd., tyto materiály mají dobrou tepelnou stabilitu a odolnost proti vlhkosti. Tekuté materiály, jako jsou izolační oleje, vyžadují pravidelné testování a udržování kvality.
Izolační materiály lze dělit také podle stupně tepelné odolnosti, běžné stupně jsou A, E, B, F, H pět, každý stupeň má odpovídající limitní přípustnou provozní teplotu. Maximální povolená teplota pro třídu izolace A je 105 stupňů. Maximální povolená teplota pro izolaci třídy E je 120 stupňů. Maximální povolená teplota pro izolaci třídy B je 130 stupňů. Maximální povolená teplota pro izolaci třídy F je 155 stupňů. Maximální povolená teplota pro třídu izolace H je 180 stupňů.
Problém s poruchou izolace
Stárnutí izolace
Stárnutí izolace transformátoru je složitý a postupný proces, týká se izolačního materiálu uvnitř transformátoru, při dlouhodobém provozním procesu, ovlivněném řadou faktorů, postupně ztrácí původní mechanickou pevnost a elektrickou izolační pevnost. Stárnutí izolace transformátoru má především následující důvody: nesprávná izolace proti vlhkosti, chemická koroze, dlouhodobý provoz přetížení, porucha spoje transformátoru, elektrické stárnutí, stárnutí vlivem tlaku atd. V reakci na stárnutí izolace transformátoru by měl být pravidelně prováděn test izolačního odporu, test dielektrického ztrátového faktoru, čištění a sucho, pravidelná kontrola výměny oleje a údržba chladicího systému.
Izolační vlhkost
Izolační vlhkost výkonového transformátoru snadno způsobí zkrat mezi vrstvou transformátoru nebo mezizávitový zkrat, což způsobí poškození energetického systému. Izolace výkonového transformátoru je ovlivněna vlhkostí zejména z následujících důvodů: (1) Izolace je ovlivněna špatným těsněním transformátoru (2) Izolace je ovlivněna problémem kvality transformátoru (3) Izolace je ovlivněna ovlivněné vlhkostí při přepravě transformátoru (4) Instalace a údržba transformátoru způsobená izolací je ovlivněna stárnutím výkonového transformátoru. Proto s ohledem na možné problémy s izolační vlhkostí izolace transformátoru by měly být izolační materiály transformátoru pravidelně opravovány, jako je vlhkost nalezena včas k výměně, při přepravě, údržbě, aby se zabránilo vlhkosti, úniku oleje, věnujte pozornost způsobu provozu během použití, aby se zabránilo vlhkosti izolace způsobené nesprávným provozem.
