O que é isolamento de transformador?
Quando se trata do sistema de energia, pensamos nos enormes benefícios de produção e conveniência de vida que ele traz, mas também não podemos deixar de prestar muita atenção à sua potência e segurança, afinal, ele tem o título de "tigre elétrico". No uso diário de transformadores de energia, o "isolamento" está relacionado à sua segurança.
Conceito básico
Isolamento, é um termo físico, refere-se ao uso de substâncias não condutoras para isolar ou envolver o corpo carregado, a fim de proteger contra medidas de segurança contra choques elétricos. O isolamento do transformador de potência é para evitar a ocorrência de vazamento de corrente e quebra, e para garantir a segurança elétrica e confiabilidade do transformador. Ele se relaciona ao isolamento de enrolamentos do transformador, núcleos de ferro e outros componentes com aterramento, entre diferentes enrolamentos de fase e entre diferentes níveis de tensão.
Tipo de isolamento
O isolamento do transformador de potência é dividido em isolamento completo e isolamento graduado. O isolamento completo é onde todo o enrolamento é isolado no mesmo nível e é adequado para pequenos transformadores e aplicações de baixa capacidade. O chamado isolamento graduado (também conhecido como semi-isolamento), ou seja, o isolamento principal do enrolamento do transformador próximo à área do ponto central é menor do que o isolamento principal no lado da entrada. Transformadores para classes de tensão de 35 KV e abaixo são totalmente isolados. O transformador isolado graduado é usado principalmente no sistema de aterramento de alta corrente da rede elétrica de 110 kV e nível de tensão superior. Comparado com o isolamento completo, o isolamento graduado pode reduzir o tamanho do isolamento interno, de modo que o tamanho de todo o transformador é reduzido, o custo é reduzido e é mais econômico. No entanto, também tem certas desvantagens, como em termos de segurança, não é tão seguro quanto o isolamento completo.
Estrutura isolante
O isolamento do transformador, do ponto de vista interno e externo, pode ser dividido em isolamento externo e isolamento interno.
O isolamento interno se refere ao isolamento entre diferentes componentes eletrônicos no tanque do transformador, incluindo principalmente o isolamento do enrolamento, o isolamento do condutor e do comutador de derivação. Essas partes de isolamento basicamente não são afetadas por condições externas, como atmosfera, poluição, umidade, matéria estranha, etc. O isolamento interno é dividido em isolamento principal e isolamento longitudinal. O isolamento primário se refere ao isolamento entre enrolamentos para o solo, entre fases e entre enrolamentos da mesma fase e diferentes níveis de tensão. Esta é a parte mais crítica do isolamento no transformador, que afeta diretamente a confiabilidade operacional e o custo do produto do transformador.
O isolamento externo se refere à luva de isolamento e ao isolamento de ar fora do tanque de óleo do transformador, incluindo a própria luva de isolamento e o isolamento entre a luva de isolamento e a distância do vão de ar entre o tubo de isolamento e a parte do solo. A estabilidade do isolamento externo é muito afetada pelo ambiente, mas tem uma certa capacidade de recuperação natural.
Métodos e materiais de isolamento
O isolamento do transformador de potência geralmente adota isolamento imerso em óleo, isolamento seco, isolamento a gás e outros métodos. O isolamento imerso em óleo é usado principalmente para transformadores imersos em óleo, o que pode garantir que o transformador funcione normalmente em condições de alta tensão e tenha bom desempenho à prova de umidade, resfriamento, choque e extinção de arco. O isolamento seco e o isolamento a gás são usados principalmente em transformadores secos, o isolamento seco tem as vantagens de não ser fácil de ser úmido, não é fácil de disparar, fácil de manter, mas não é adequado para ambientes de alta tensão. O isolamento a gás tem baixa constante dielétrica e bom desempenho de extinção de arco, mas é caro e difícil de remover o gás a tempo.
No material isolante, há materiais sólidos e materiais líquidos. Materiais sólidos, como papel isolante, papel isolante ondulado, papel Denison, papel Nomex, etc., esses materiais têm boa estabilidade térmica e resistência à umidade. Materiais líquidos, como óleos isolantes, exigem testes regulares e manutenção da qualidade.
Os materiais de isolamento também podem ser divididos de acordo com o grau de resistência ao calor, os graus comuns são A, E, B, F, H cinco, cada grau tem o limite correspondente de temperatura operacional permitida. A temperatura máxima permitida para a classe de isolamento Classe A é de 105 graus. A temperatura máxima permitida para o isolamento Classe E é de 120 graus. A temperatura máxima permitida para o isolamento Classe B é de 130 graus. A temperatura máxima permitida para o isolamento Classe F é de 155 graus. A temperatura máxima permitida para a classe de isolamento Classe H é de 180 graus.
Problema de falha de isolamento
Envelhecimento do isolamento
O envelhecimento do isolamento do transformador é um processo complexo e gradual, refere-se ao material de isolamento dentro do transformador, no processo de operação de longo prazo, afetado por uma variedade de fatores, gradualmente perde a resistência mecânica original e a resistência do isolamento elétrico. O envelhecimento do isolamento do transformador tem principalmente as seguintes razões: isolamento de umidade inadequado, corrosão química, operação de sobrecarga de longo prazo, falha da junta do transformador, envelhecimento elétrico, envelhecimento de pressão e assim por diante. Em resposta ao envelhecimento do isolamento do transformador, teste de resistência de isolamento, teste de fator de perda dielétrica, limpo e seco, inspeção regular de troca de óleo e manutenção do sistema de resfriamento devem ser realizados regularmente.
Isolamento úmido
A umidade do isolamento do transformador de potência é fácil de fazer o transformador intercamada ou curto-circuito entre espiras, o que causa danos ao sistema de potência. O isolamento do transformador de potência é afetado pela umidade principalmente pelos seguintes motivos: (1) O isolamento é afetado pela vedação ruim do transformador (2) O isolamento é afetado pelo problema de qualidade do transformador (3) O isolamento é afetado pela umidade durante o transporte do transformador (4) A instalação e manutenção do transformador causadas pelo isolamento são afetadas pelo envelhecimento do transformador de potência. Portanto, em vista dos possíveis problemas de umidade do isolamento do isolamento do transformador, os materiais de isolamento do transformador devem ser reparados regularmente, como a umidade é encontrada a tempo de substituir, durante o transporte, manutenção para evitar umidade, óleo perdido, preste atenção ao método de operação durante o uso, para evitar umidade do isolamento causada por operação inadequada.
