Изоляционные промежутки

Электрическая прочность трансформатора обеспечивается соответствующим выбором изоляционных конструкций и допустимых расстояний в зависимости от класса его изоляции. Изоляция трансформатора должна предохранять его токоведущие части (обмотки, отводы, переключатели и вводы) от пробоя между ними и на землю как при номинальном напряжений, так и при возможных перенапряжениях.

Изоляция должна выдерживать нормированные испытательные напряжения при контрольных и типовых испытаниях трансформатора. Выбор размеров изоляционных промежутков, подбор изоляционных материалов и конструкций должны обеспечивать электрическую прочность трансформатора при повышенных испытательных напряжениях. Расположение изоляционных промежутков зависит от конструкции трансформатора, т. е. от взаимного расположения обмоток, магнитопровода, бака и других частей. В трансформаторе стержневого типа с концентрическими обмотками основными промежутками главной изоляции являются: осевой канал между обмоткой НН и магнитопроводом, между обмотками НН и ВН; пространство между обмоткой ВН и стенкой бака, между обмотками ВН разных фаз, между торцами обмоток НН и ВН и ярмом. Изменение конструкции трансформатора вызывает изменение расположения изоляционных промежутков и воздействия на них испытательных напряжений.

При дисковых чередующихся обмотках основными изоляционными промежутками главной изоляции являются пространства между катушками обмоток НН и ВН, между катушками этих обмоток и стержнем, стенкой бака, катушками другой фазы, между крайними катушками обмотки НН и ярмом.

При конструировании трансформатора необходимо правильно . определить размеры всех изоляционных промежутков, подверженных опасности пробоя. Минимально допустимые размеры изоляционных промежутков зависят от изоляционных материалов; которыми, заполняются эти промежутки. Изоляционные промежутки содержат три элемента: масляный или воздушный промежуток барьер, т. е. перегородка из твердого изоляционного материала в масляном или воздушном промежутке и покрытие одного или обоих электродов твердым изолирующим материалом. Изоляционный промежуток может состоять полностью из изолирующего материала, иметь барьер и покрытие, два барьера и т.д.

Если напряжение между электродами превысит пробивное напряжение, произойдет пробой масляного или воздушного промежутка, изоляции барьеров и покрытий. Если размеры барьеров в плоскости, перпендикулярной оси электродов, недостаточны, может произойти пробой масляного или воздушного промежутка с разрядом по поверхности твердого диэлектрика, использованного в качестве барьера.

Величины пробивных и, следовательно, допустимых напряжений для промежутков зависят от размеров промежутков, конструкции и материала изоляции. Кроме того, в значительной мере они зависят от конфигурации силовых линий электрического поля, т. е. от формы токоведущих и заземленных частей и их взаимного расположения.

Минимально допустимые изоляционные промежутки и размеры изоляционных деталей зависят от мощности и рабочего напряжения обмоток трансформатора.

Применение барьеров и покрытий из электротехнического картона и кабельной бумаги дает возможность уменьшить минимально допустимые изоляционные промежутки и позволяет получать более компактные конструкции трансформаторов. Например, у трансформатора с рабочим напряжением обмотки ВН 35 кв (испытательное напряжение 85 кв) допустимый размер масляного промежутка между токоведущими частями. 88 мм. При установке барьера из электротехнического картона толщиной 1 мм можно уменьшить масляный промежуток до 66 мм. При толщине барьера 2 мм допустимый масляный промежуток 54 мм, при 3 мм — 45 мм, при 4 мм — 38 мм.

Изоляция между обмотками ВН и НН и между обмоткой НН и стержнем магнитопровода осуществляется жесткими бумажно-бакелитовыми цилиндрами или мягкими цилиндрами, намотанными при сборке трансформатора из электроизоляционного картона.

Изоляционные цилиндры по высоте имеют большие размеры, чем обмотки, чтобы исключить возможность разряда по поверхности цилиндра между обмотками или между обмоткой НН и магнитопроводом. Между обмотками ВН различных фаз устанавливают междуфазную изоляцию. Изоляцию обмоток от ярма усиливают шайбами и подкладками из электроизоляционного картона.

Конструкция главной изоляции трансформатора класса напряжения 110 кв (испытательное напряжение 200 кв). Между обмотками ВН и НН помещены два мягких изоляционных цилиндра 6 из электроизоляционного картона. Между цилиндрами помещены угловые шайбы 5, изготовленные также из электроизоляционного картона. Изоляцию обмотки НН от стержня осуществляют цилиндром. Изоляцию обмотки ВН от ярма осуществляют двумя угловыми шайбами.

Продольная изоляция обмотки состоит из изоляции между катушками, слоями и витками.

Изоляция между катушками обычно осуществляется радиальными масляными каналами, простыми и угловыми шайбами. Междукатушечная изоляция должна предохранять обмотку от разряда по поверхности прокладок между катушками, следовательно, радиальный размер шайб больше, чем катушек Шайба выступает за внешнюю окружность катушки обычно более чем на 6 мм. В качестве междукатушечной изоляции применяют шайбы из электроизоляционного картона (между двумя соседними катушками помещают две шайбы толщиной 0,5 мм).Угловые шайбы для междукатушечной изоляции применяют редко и только при многослойной цилиндрической катушечной обмотке из круглого провода, не имеющей широкого употребления. Недостатком этого способа междукатушечной изоляции является то, что большая часть, охлаждающих каналов оказывается закрытой шайбами и условия охлаждения обмотки сильно затрудняются. В обмотках из прямоугольного провода междукатушечную изоляцию обычно осуществляют масляными каналами и простыми шайбами.

В обмотке ВН в месте расположения регулировочных витков в средней части обычно делают разрыв и несколько увеличенный масляный канал между катушками. Этот канал и шайбы, заполняющие его, должны предохранять обмотку ВН от разряда по поверхности между двумя ее половинами.

Изоляция между слоями в обмотках устанавливается из соображений импульсной прочности. В обмотках из круглого провода в качестве междуслойной изоляции применяют кабельную бумагу, число слоев которой между двумя слоями обмотки зависит от рабочего напряжения. Высоту междуслойной изоляции делают большей, чем высота слоя витков, для увеличения пути разряда по поверхности. В двухслойной цилиндрической обмотке из провода прямоугольного сечения междуслойную изоляцию выполняют из электроизоляционного картона для достижения большей механической прочности.

Изоляция между витками в винтовых и непрерывных спиральных обмотках из прямоугольного провода обеспечивается

Как было показано выше, при воздействии на обметку волны перенапряжения с крутым фронтом первые катушки обмотай в начальный момент будут находиться под наибольшем напряжением. В процессе проникновения волны перенапряжении в обмотку часто наблюдается возникновение больших напряжений на витках, близких к нейтрали. Для защиты этих катушек и витков от пробоя усиливают изоляцию провода, изоляцию между слоями катушек и изоляцию катушек лакотканью или кабельной бумагой. Усиленная изоляция начальных и конечных катушек и витков ухудшает усло­вия их охлаждения, поэтому уменьшают плотность тока в них в 1,5—2 раза, выполняя их из провода с большим поперечным сечением.

Отводы и переключатели обычно располагают в масле между обмоткой и стенкой бака или между ярмом и крышкой бака. Отводы представляют собой проводники, соединяющие обмотки трансформатора между собой, с переключателями и вводами трансформатора. Переключатели обеспечивают регулировку напряжения, изменяя число витков обмотки. Отводы и переключатели обмоток должны быть надежно изолированы от токоведущих частей (обмоток и других отводов) и заземленных (бака, прессующих балок ярма, болтов и др.). При разработке конструкции изоляции отводов и переключателей также учитывают размеры масляных промежутков и пути разряда по поверхности изоляционных деталей. Возможны разряды по поверхности, например, деревянных деталей крепления отводов.

В трансформаторах класса напряжения от 10 кв (испытатель­ное напряжение до 35 кв) для отводов применяют неизолированный медный провод или провод, изолированный кабельной бумагой или бумажно-бакелитовыми трубками. Отводы, не имеющие изоляции, при проходе через деревянные крепления изолируют электрокартоном толщиной 2 мм.

Отвод от внутренней обмотки, т. е. ближайшей к стержню (обмотка НН или СН), может располагаться в осевом канале между обмотками или между обмоткой и стержнем Любой отвод внутренней обмотки при выходе в пространство между активной частью трансформатора и баком проходит между обмоткой ВН и прессующей балкой ярма. В этом случае отвод изолируют кабельной бумагой или лакотканью. В качестве дополнительной изоляции отвода применяют коробочку из электроизоляционного картона.

Вводы трансформатора (проходные изоляторы) находятся в воздухе и должны быть надежно защищены друг от друга и от заземленных деталей, расположенных на крышке бака (расширителя, выхлопной трубы, подъемных колец и др.). Минимально допустимые расстояния в воздухе между ток»ведущими частями и от ввода до заземленных деталей определяют в зависимости от испытательного напряжения при частоте 50 гц соответствующих обмоток. Минимально допустимые расстояния между вводами и отвода до какой-либо заземленной детали при испытательном напряжении 25 кв составляют 85—110 мм, при 35 кв —120—140 мм, при 55 кв — 190—215 мм, при 85 кв — 305—340 мм, при 230 кв— 900—965 мм, при 320 кв — 1200— 1340 мм, при 460 кв— 1725 — 1925 мм.

Главная изоляция обмоток сухих трансформаторов в конструктивном отношении подобна главной изоляции обмоток масляных трансформаторов и состоит из изоляционных цилиндров, междуфазных перегородок и т. д. Сухие трансформаторы имеют по сравнению с масляными значительно большие охлаждающие каналы и такое расположение изоляционных деталей, которое обеспечивает наилучшее охлаждение обмоток.

Междувитковая изоляция сухих трансформаторов обычно обеспечивается изоляцией обмоточного провода обмотки, так как номинальное напряжение обмоток ВН сухих трансформаторов не превышает 15 кв. Междукатушечной изоляцией служат горизонтальные каналы, устраиваемые для улучшения условий охлаждения.

НОВОСТИ КОМПАНИИ