Τι είναι η μόνωση μετασχηματιστή;
Όσον αφορά το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, σκεφτόμαστε τα τεράστια οφέλη παραγωγής και την άνεση της ζωής που φέρνει, αλλά επίσης δεν μπορούμε παρά να δώσουμε μεγάλη προσοχή στη δύναμη και την ασφάλειά του, άλλωστε έχει τον τίτλο της «ηλεκτρικής τίγρης». Στην καθημερινή χρήση των μετασχηματιστών ισχύος, η «μόνωση» σχετίζεται με την ασφάλειά του.
Βασική ιδέα
Η μόνωση, είναι ένας φυσικός όρος, αναφέρεται στη χρήση μη αγώγιμων ουσιών για την απομόνωση ή την περιτύλιξη του φορτισμένου σώματος, με σκοπό την προστασία από τα μέτρα ασφαλείας από ηλεκτροπληξία. Η μόνωση του μετασχηματιστή ισχύος είναι για να αποτρέψει την εμφάνιση διαρροής ρεύματος και βλάβης και να εξασφαλίσει την ηλεκτρική ασφάλεια και αξιοπιστία του μετασχηματιστή. Αφορά τη μόνωση περιελίξεων μετασχηματιστή, πυρήνων σιδήρου και άλλων εξαρτημάτων με γείωση, μεταξύ περιελίξεων διαφορετικών φάσεων και μεταξύ διαφορετικών επιπέδων τάσης.
Τύπος μόνωσης
Η μόνωση του μετασχηματιστή ισχύος χωρίζεται σε πλήρη μόνωση και διαβαθμισμένη μόνωση. Η πλήρης μόνωση είναι όπου ολόκληρη η περιέλιξη είναι μονωμένη στο ίδιο επίπεδο και είναι κατάλληλη για μικρούς μετασχηματιστές και εφαρμογές χαμηλής χωρητικότητας. Η λεγόμενη διαβαθμισμένη μόνωση (γνωστή και ως ημιμόνωση), δηλαδή, η κύρια μόνωση της περιέλιξης του μετασχηματιστή κοντά στην περιοχή του κεντρικού σημείου είναι χαμηλότερη από την κύρια μόνωση στην πλευρά εισόδου. Οι μετασχηματιστές για κατηγορίες 35KV και κάτω της τάσης είναι πλήρως μονωμένοι. Ο διαβαθμισμένος μονωμένος μετασχηματιστής χρησιμοποιείται κυρίως στο σύστημα γείωσης υψηλού ρεύματος του ηλεκτρικού δικτύου 110kv και ανώτερης τάσης. Σε σύγκριση με την πλήρη μόνωση, η διαβαθμισμένη μόνωση μπορεί να μειώσει το μέγεθος της εσωτερικής μόνωσης, έτσι ώστε να μειωθεί το μέγεθος ολόκληρου του μετασχηματιστή, να μειωθεί το κόστος και να είναι πιο οικονομικό. Ωστόσο, έχει και ορισμένα μειονεκτήματα, όπως όσον αφορά την ασφάλεια, δεν είναι τόσο ασφαλές όσο η πλήρης μόνωση.
Μονωτική δομή
Η μόνωση μετασχηματιστή από εσωτερική και εξωτερική άποψη, μπορεί να χωριστεί σε εξωτερική μόνωση και εσωτερική μόνωση.
Η εσωτερική μόνωση αναφέρεται στη μόνωση μεταξύ διαφορετικών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στη δεξαμενή του μετασχηματιστή, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της μόνωσης περιελίξεων, της μόνωσης μολύβδου και της μόνωσης αλλαγής βρύσης. Αυτά τα μονωτικά μέρη βασικά δεν επηρεάζονται από εξωτερικές συνθήκες όπως ατμόσφαιρα, ρύπανση, υγρασία, ξένα σώματα κ.λπ. Η εσωτερική μόνωση χωρίζεται περαιτέρω σε κύρια μόνωση και διαμήκη μόνωση. Η κύρια μόνωση αναφέρεται στη μόνωση μεταξύ περιελίξεων στη γείωση, μεταξύ φάσεων και μεταξύ περιελίξεων της ίδιας φάσης και διαφορετικών επιπέδων τάσης. Αυτό είναι το πιο κρίσιμο μέρος της μόνωσης του μετασχηματιστή, το οποίο επηρεάζει άμεσα τη λειτουργική αξιοπιστία και το κόστος προϊόντος του μετασχηματιστή.
Η εξωτερική μόνωση αναφέρεται στο χιτώνιο μόνωσης και στη μόνωση αέρα έξω από τη δεξαμενή λαδιού του μετασχηματιστή, συμπεριλαμβανομένου του ίδιου του χιτωνίου μόνωσης και της μόνωσης μεταξύ του χιτωνίου μόνωσης και της απόστασης του διακένου αέρα μεταξύ του σωλήνα μόνωσης και του τμήματος γείωσης. Η σταθερότητα της εξωτερικής μόνωσης επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από το περιβάλλον, αλλά έχει μια ορισμένη φυσική ικανότητα ανάκτησης.
Μέθοδοι και υλικά μόνωσης
Η μόνωση του μετασχηματιστή ισχύος συνήθως υιοθετεί μόνωση βυθισμένη στο λάδι, ξηρή μόνωση, μόνωση αερίου και άλλες μεθόδους. Η μόνωση βυθισμένη στο λάδι χρησιμοποιείται κυρίως για μετασχηματιστές βυθισμένους σε λάδι, οι οποίοι μπορούν να διασφαλίσουν ότι ο μετασχηματιστής λειτουργεί κανονικά υπό συνθήκες υψηλής τάσης και έχει καλή απόδοση αντοχής στην υγρασία, την ψύξη, τους κραδασμούς και την κατάσβεση τόξου. Η ξηρή μόνωση και η μόνωση αερίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε ξηρούς μετασχηματιστές, η ξηρή μόνωση έχει τα πλεονεκτήματα ότι δεν είναι εύκολο να είναι υγρό, να μην είναι εύκολο να πυροδοτηθεί, να διατηρηθεί εύκολα, αλλά δεν είναι κατάλληλο για περιβάλλον υψηλής τάσης. Η μόνωση αερίου έχει χαμηλή διηλεκτρική σταθερά και καλή απόδοση κατάσβεσης τόξου, αλλά είναι δαπανηρή και δύσκολη η έγκαιρη αφαίρεση του αερίου.
Στο μονωτικό υλικό υπάρχουν στερεά υλικά και υγρά υλικά. Στερεά υλικά όπως μονωτικό χαρτί, κυματοειδές μονωτικό χαρτί, χαρτί Denison, χαρτί Nomex κ.λπ., αυτά τα υλικά έχουν καλή θερμική σταθερότητα και αντοχή στην υγρασία. Τα υγρά υλικά, όπως τα μονωτικά λάδια, απαιτούν τακτικές δοκιμές και διατήρηση της ποιότητας.
Τα μονωτικά υλικά μπορούν επίσης να χωριστούν ανάλογα με τον βαθμό αντοχής στη θερμότητα, οι κοινές ποιότητες είναι A, E, B, F, H πέντε, κάθε κατηγορία έχει την αντίστοιχη οριακή επιτρεπόμενη θερμοκρασία λειτουργίας. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία για την κατηγορία μόνωσης κατηγορίας Α είναι 105 βαθμοί. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία για μόνωση κατηγορίας Ε είναι 120 βαθμοί. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία για μόνωση κατηγορίας Β είναι 130 βαθμοί. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία για μόνωση κατηγορίας F είναι 155 βαθμοί. Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία για την κατηγορία μόνωσης κατηγορίας H είναι 180 μοίρες.
Πρόβλημα βλάβης μόνωσης
Γήρανση μόνωσης
Η γήρανση της μόνωσης μετασχηματιστή είναι μια πολύπλοκη και σταδιακή διαδικασία, αναφέρεται στο μονωτικό υλικό μέσα στον μετασχηματιστή, στη μακροπρόθεσμη διαδικασία λειτουργίας, που επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, σταδιακά χάνει την αρχική μηχανική αντοχή και την ηλεκτρική αντοχή μόνωσης. Η γήρανση της μόνωσης μετασχηματιστή έχει κυρίως τους ακόλουθους λόγους: ακατάλληλη μόνωση υγρασίας, χημική διάβρωση, μακροχρόνια λειτουργία υπερφόρτωσης, αστοχία συνδέσμου μετασχηματιστή, ηλεκτρική γήρανση, γήρανση υπό πίεση και ούτω καθεξής. Σε απόκριση στη γήρανση της μόνωσης του μετασχηματιστή, η δοκιμή αντίστασης μόνωσης, η δοκιμή συντελεστή διηλεκτρικής απώλειας, η καθαρή και στεγνή, τακτική επιθεώρηση αλλαγής λαδιού και η συντήρηση του συστήματος ψύξης θα πρέπει να διεξάγονται τακτικά.
Υγρασία μόνωσης
Η υγρασία μόνωσης του μετασχηματιστή ισχύος είναι εύκολο να κάνει τον μετασχηματιστή σε στρώμα ή βραχυκύκλωμα ενδιάμεσης στροφής, το οποίο προκαλεί βλάβη στο σύστημα ισχύος. Η μόνωση του μετασχηματιστή ισχύος επηρεάζεται από την υγρασία κυρίως για τους εξής λόγους: (1) Η μόνωση επηρεάζεται από την κακή σφράγιση του μετασχηματιστή (2) Η μόνωση επηρεάζεται από το ποιοτικό πρόβλημα του μετασχηματιστή (3) Η μόνωση είναι επηρεάζεται από την υγρασία κατά τη μεταφορά του μετασχηματιστή (4) Η εγκατάσταση και η συντήρηση του μετασχηματιστή που προκαλείται από τη μόνωση επηρεάζεται από τη γήρανση του μετασχηματιστή ισχύος. Ως εκ τούτου, ενόψει των πιθανών προβλημάτων υγρασίας μόνωσης της μόνωσης του μετασχηματιστή, τα υλικά μόνωσης του μετασχηματιστή θα πρέπει να επισκευάζονται τακτικά, όπως η υγρασία βρίσκεται εγκαίρως για αντικατάσταση, ενώ μεταφορά, συντήρηση για αποφυγή υγρασίας, φυγή λαδιού, προσοχή στη μέθοδο λειτουργίας κατά τη διάρκεια χρήση, για να αποφύγετε την υγρασία της μόνωσης που προκαλείται από ακατάλληλη λειτουργία.
