Šta je izolacija transformatora?
Kada je u pitanju elektroenergetski sistem, mislimo na ogromne proizvodne prednosti i udobnost života koji on donosi, ali isto tako ne možemo a da ne posvetimo veliku pažnju njegovoj snazi i sigurnosti, uostalom nosi naziv „električni tigar“. U svakodnevnoj upotrebi energetskih transformatora, "izolacija" se odnosi na njihovu sigurnost.
Osnovni koncept
Izolacija, fizički je izraz, odnosi se na upotrebu neprovodnih supstanci za izolaciju ili umotavanje nabijenog tijela, kako bi se zaštitile mjere sigurnosti od strujnog udara. Izolacija energetskog transformatora je da spriječi pojavu curenja struje i kvara, te da osigura električnu sigurnost i pouzdanost transformatora. Odnosi se na izolaciju namotaja transformatora, gvozdenih jezgara i drugih komponenti sa uzemljenjem, između različitih faznih namotaja i između različitih nivoa napona.
Vrsta izolacije
Izolacija energetskog transformatora se dijeli na potpunu izolaciju i stepenastu izolaciju. Potpuna izolacija je kada je cijeli namotaj izoliran na istom nivou i pogodan je za male transformatore i aplikacije niskog kapaciteta. Takozvana stepenovana izolacija (poznata i kao poluizolacija), odnosno glavna izolacija namotaja transformatora u blizini područja centralne tačke je niža od glavne izolacije na ulaznoj strani. Transformatori za naponske klase 35KV i ispod napona su potpuno izolovani. Gradirani izolovani transformator se uglavnom koristi u visokostrujnom sistemu uzemljenja 110kv i višenaponske mreže. U poređenju sa punom izolacijom, stepenovana izolacija može smanjiti veličinu unutrašnje izolacije, tako da je veličina celog transformatora smanjena, troškovi su smanjeni i ekonomičniji. Međutim, on također ima određene nedostatke, kao što je u pogledu sigurnosti, nije siguran kao puna izolacija.
Izolaciona struktura
Izolacija transformatora sa unutrašnje i spoljašnje tačke gledišta, može se podeliti na spoljnu izolaciju i unutrašnju izolaciju.
Unutrašnja izolacija se odnosi na izolaciju između različitih elektronskih komponenti u rezervoaru transformatora, uglavnom uključujući izolaciju namotaja, izolaciju olova i prekidača. Na ove izolacione delove u osnovi ne utiču spoljašnji uslovi kao što su atmosfera, zagađenje, vlaga, strane materije, itd. Unutrašnja izolacija se dalje deli na glavnu izolaciju i uzdužnu izolaciju. Primarna izolacija se odnosi na izolaciju između namotaja i zemlje, između faza i između namotaja iste faze i različitih naponskih nivoa. Ovo je najkritičniji dio izolacije u transformatoru, koji direktno utiče na pouzdanost rada i cijenu proizvoda transformatora.
Vanjska izolacija se odnosi na izolacijsku čahuru i zračnu izolaciju izvan spremnika transformatorskog ulja, uključujući samu izolacijsku čahuru i izolaciju između izolacijske čahure i razmaka zračnog raspora između izolacijske cijevi i uzemljenja. Na stabilnost vanjske izolacije uvelike utječe okolina, ali ona ima određenu prirodnu sposobnost obnavljanja.
Metode i materijali izolacije
Izolacija energetskog transformatora obično usvaja izolaciju uronjenu u ulje, suhu izolaciju, plinsku izolaciju i druge metode. Izolacija potopljena u ulje se uglavnom koristi za transformatore uronjene u ulje, što može osigurati da transformator radi normalno u uvjetima visokog napona i ima dobre performanse otpornosti na vlagu, hlađenje, udarce i gašenje luka. Suha izolacija i plinska izolacija se uglavnom koriste u suhim transformatorima, suha izolacija ima prednosti što nije lako biti vlažna, nije lako paliti, lako se održavati, ali nije pogodna za okruženje visokog napona. Plinska izolacija ima nisku dielektričnu konstantu i dobre performanse gašenja luka, ali je skupa i teško je ukloniti plin na vrijeme.
Na izolacionom materijalu nalaze se čvrsti materijali i tečni materijali. Čvrsti materijali kao što su izolacioni papir, valoviti izolacioni papir, Denison papir, Nomex papir, itd., Ovi materijali imaju dobru termičku stabilnost i otpornost na vlagu. Tečni materijali, kao što su izolaciona ulja, zahtevaju redovno ispitivanje i održavanje kvaliteta.
Izolacijski materijali se također mogu podijeliti prema stupnju otpornosti na toplinu, uobičajeni razredi su A, E, B, F, H pet, svaki razred ima odgovarajuću graničnu dozvoljenu radnu temperaturu. Maksimalna dozvoljena temperatura za klasu izolacije klase A je 105 stepeni. Maksimalna dozvoljena temperatura za izolaciju klase E je 120 stepeni. Maksimalna dozvoljena temperatura za izolaciju klase B je 130 stepeni. Maksimalna dozvoljena temperatura za izolaciju klase F je 155 stepeni. Maksimalna dozvoljena temperatura za klasu izolacije H je 180 stepeni.
Problem izolacije
Starenje izolacije
Starenje izolacije transformatora je složen i postupan proces, odnosi se na izolacijski materijal unutar transformatora, u procesu dugotrajnog rada, pod utjecajem raznih faktora, postupno gubi izvornu mehaničku čvrstoću i električnu izolacijsku čvrstoću. Starenje izolacije transformatora uglavnom ima sljedeće razloge: nepravilna izolacija od vlage, kemijska korozija, dugotrajni rad preopterećenja, kvar spoja transformatora, električno starenje, starenje pod pritiskom i tako dalje. Kao odgovor na starenje izolacije transformatora, potrebno je redovno provoditi ispitivanje otpora izolacije, ispitivanje faktora dielektričnog gubitka, čisto i suho, redovnu provjeru zamjene ulja i održavanje rashladnog sistema.
Izolacija vlažna
Izolacija vlage transformatora je lako napraviti međuslojni transformator ili međuslojni kratki spoj, što uzrokuje oštećenje elektroenergetskog sistema. Na izolaciju energetskog transformatora utječe vlaga uglavnom iz sljedećih razloga: (1) Na izolaciju utiče loše zaptivanje transformatora (2) Na izolaciju utiče problem kvaliteta transformatora (3) Izolacija je oštećena pod uticajem vlage tokom transporta transformatora (4) Na instalaciju i održavanje transformatora uzrokovano izolacijom utiče starenje energetskog transformatora. Stoga, s obzirom na moguće probleme izolacijske vlage izolacije transformatora, izolacijske materijale transformatora treba redovno popravljati, kao što je vlaga na vrijeme za zamjenu, dok transport, održavanje kako bi se izbjegla vlaga, lutanje ulja, obratite pažnju na način rada tokom koristiti, kako bi se izbjegla vlaga izolacije uzrokovana nepravilnim radom.
