Isolierung des Transformators

 

1.1 Isolationsdefinition

Transformator -Isolationsmaterialien beziehen sich auf die Materialien, die sowohl innerhalb als auch außerhalb des Transformators verwendet werden. Die Hauptfunktion dieser Materialien besteht darin, elektrische Komponenten zu isolieren, um die unkontrollierte Leitung des Stroms zwischen Wicklungen unterschiedlicher Spannungsniveaus, zwischen Wicklungen und Kern, zwischen Wicklungen und dem Gehäuse sowie zwischen Wicklungen und anderen leitenden Teilen zu verhindern. Die Verwendung von Isoliermaterialien stellt sicher, dass der Transformator sicher innerhalb des entworfenen elektrischen Spannungsbereichs arbeiten kann, wodurch elektrische Abbau, Kurzstrecken und andere elektrische Fehler verhindern.

 

1.2 Isolationsfunktion

• Elektrische Isolation

Isoliermaterialien verhindern elektrische Kurzkreise oder Durchbrüche, indem ein hochauflösender Pfad bereitgestellt wird, der verhindert, dass Strom von einer elektrischen Komponente zu einer anderen oder gemahlen wird.

• Leistung mit Hochdruckfestigkeit

Isoliermaterialien müssen in der Lage sein, während des Betriebs des Transformators (z. B. Spannungsspitzen, die durch Blitzangriffe oder Schaltervorgänge verursacht werden) ohne elektrische Abbau der Hochspannung und momentanen Überspannung zu standhalten.

• Leistung des Wärmewiderstands

Transformatoren erzeugen während des Betriebs Wärme, sodass Isoliermaterialien eine ausreichende Wärmebeständigkeit aufweisen müssen, um Verschlechterung oder Ausfall bei hohen Temperaturen zu verhindern.

• Mechanischer Schutz

Isoliermaterialien müssen auch mechanische Unterstützung und Schutz bieten, um zu verhindern, dass Wicklungen oder andere elektrische Komponenten aufgrund von Vibrationen, Stoßdämpfer oder externen Spannung beschädigt werden.

• Langfristige Stabilität

Isoliermaterialien sollten eine gute Anti-Aging-Leistung haben und in der Lage sein, ihre elektrischen und mechanischen Eigenschaften während des langfristigen Betriebs aufrechtzuerhalten.

 

1.3 Art der Isolierung

• Wickeldämmmaterialien: emailliertes Draht, papierverkleidetes Draht, Glasfaserband usw.

• Hauptdämmmaterialien: Elektrisches Papier, Epoxidharz, Isolieröl

• Abstandshalter und Stützmaterialien: Gepresste Holzbretter, Epoxidglasfaserbretter

• Isolierung zwischen Wicklungen: Zwischenschicht -Isolierungspapier, Polyesterfilm

• Endisolationsmaterial: Isolierende Hülse, Endisolierung

• Bleidämmung Materialien: Isolierscheide, Isolierband

• Zusätzliche Isoliermaterialien: Glimmerband, hochtemperaturbeständige Dichtung

• Gehäuse und strukturelle Isolierung: Isolierende Partitionsbretter, Isolierstreifen streifen

• Öl isolieren: Hauptsächlich in ölgezogenen Transformatoren verwendet, dient es einem doppelten Zweck der Kühlung und Isolierung

• Transformator externe Isolierung: Porzellan als

 

 

2.1 Die Definition des Isolationsniveaus

Der Isolationsniveau eines Transformators bezieht sich auf die Fähigkeit des internen Isolationssystems des Transformators, spezifische Spannungsspannungen (z. B. Leistungsfrequenzspannung, Blitzimpulsspannung oder Schalterbetriebsspannung) ohne elektrische Abbau zu widerstehen. Es ist ein wichtiger Indikator für die Messung des Widerstands des Transformators gegenüber elektrischen Spannungen wie elektrischen Fehlern und Überspannungsereignissen (wie Blitzangriffe und Schaltvorgänge) während des Betriebs. Das Isolationsniveau wirkt sich direkt auf die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Lebensdauer von Transformatoren aus.

 

2.2 Das Kernelement des Isolationsniveaus

• Die Toleranzkapazität von elektrischer Belastung

Der Hauptzweck des Isolationsniveaus besteht darin, sicherzustellen, dass die Wicklungen, der Kern und andere elektrische Komponenten des Transformators keine Aufschlüsselung, teilweise Entladung oder andere Formen elektrischer Fehler haben, wenn sie einer elektrischen Spannung ausgesetzt sind.

• Die Eigenschaften von Isoliermaterialien

Das Isolationsniveau steht in direktem Zusammenhang mit der Qualität des Isoliermaterials. Die dielektrische Festigkeit, der Wärmewiderstand, der Alterungswiderstand, der Feuchtigkeitswiderstand und die anderen Eigenschaften des Materials bestimmen die elektrische Spannung, die der Transformator standhalten kann.

• Isolationsdesign

Das Isolationsniveau hängt auch vom Design des Transformators ab, einschließlich der Auswahl von Materialien, Dicke, Layoutmethode usw. Das angemessene Isolationsdesign kann das Isolationsniveau von Transformatoren effektiv verbessern und die Stabilität des Isolationssystems unter hohen Spannung und hohen Temperaturbedingungen sicherstellen.

• Die allgemeine Zuverlässigkeit des Isolationssystems

Das Isolationsniveau bezieht sich nicht nur auf die Toleranzkapazität eines einzelnen Materials, sondern umfasst auch die Zuverlässigkeit des gesamten Isolationssystems in Design, Herstellung und Betrieb. Ein hochwertiges Isolationssystem kann seine elektrische Leistung während des langfristigen Betriebs aufrechterhalten und die Leistungsverschlechterung durch Altern oder Umweltveränderungen vermeiden.

 

3.1 Gewährleistung der elektrischen Sicherheit

Das Isolationsniveau ist ein Schlüsselindikator für die Messung, ob ein Transformator unter unterschiedlichen elektrischen Spannungsbedingungen wie Leistungsfrequenzspannung, Blitzimpulsspannung und Betriebsimpulsspannung sicher arbeiten kann. Hohe Isolationsniveaus bedeuten, dass Transformatoren diesen Spannungen ohne Aufbruch oder Kurzschluss standhalten können, wodurch die allgemeine Sicherheit des Stromversorgungssystems gewährleistet ist. Die Zuverlässigkeit des Isolationssystems hängt direkt davon ab, ob der Transformator aufgrund elektrischer Fehler Stromausfälle, Geräteschäden oder schwerwiegendere Leistungsunfälle aufweist.

 

3.2 Verbesserung der Zuverlässigkeit von Transformatoren

Während des Betriebs treten Transformatoren auf verschiedene elektrische Spannungen wie Überspannung und momentane Spannungsspitzen. Hohe Isolationsniveaus ermöglichen es den Transformatoren, den normalen Betrieb aufrechtzuerhalten, wenn sie sich diesen Herausforderungen stellen und Isolationsversagen oder teilweise Entladung vermeiden. Dies erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit des Transformators, sondern verringert auch die durch die Verwerfungen verursachten Wartungs- und Ersatzkosten, die durch das Herunterfahren verursacht werden.

 

3.3 Lebensdauer verlängern

Während des Betriebs treten Transformatoren auf verschiedene elektrische Spannungen wie Überspannung und momentane Spannungsspitzen. Hohe Isolationsniveaus ermöglichen es den Transformatoren, den normalen Betrieb aufrechtzuerhalten, wenn sie sich diesen Herausforderungen stellen und Isolationsversagen oder teilweise Entladung vermeiden. Dies erhöht nicht nur die Zuverlässigkeit des Transformators, sondern verringert auch die durch die Verwerfungen verursachten Wartungs- und Ersatzkosten, die durch das Herunterfahren verursacht werden.

 

3.4 Reaktion auf Umweltauswirkungen

Transformatoren müssen häufig unter verschiedenen komplexen Umweltbedingungen operieren, einschließlich hoher Luftfeuchtigkeit, hoher Verschmutzung, extremen Temperaturen und anderen Umgebungen. Das hohe Isolationsniveau ermöglicht es dem Transformator, sich an diese Umweltbedingungen anzupassen, ohne dass die Isolationsleistung oder das Versagen zurückgegangen sind. Dies ist besonders wichtig für Transformatoren, die in harten Umgebungen wie Stromausrüstung in Küstengebieten, Industriezonen oder Regionen in großer Höhe tätig sind.

 

3.5 widerstehen unerwarteten Ereignissen

Plötzliche Ereignisse wie Blitzangriffe und Schaltvorgänge können in kurzer Zeit extrem hohe Spannungsspannung der Transformatoren ausüben. Das hohe Isolationsniveau des Transformators kann sicherstellen, dass er unter diesen Umständen immer noch normal funktionieren kann und aufgrund von momentanen Spannungsspitzen keinen Isolationsumbruch verursacht. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Stabilität des Stromnetzes, insbesondere in Bereichen mit extremem Wetter oder häufigen Stromnetzbetrieb.

 

3.6 Erfüllen Sie Standards und Spezifikationen

Die Stromindustrie hat strenge Standards und regulatorische Anforderungen für das Isolationsniveau von Transformatoren wie IEC (International Electrotechnical Commission) oder IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Standards. Hohe Isolationsniveaus können sicherstellen, dass die Transformatoren diesen internationalen Standards einhalten und so ihre Anpassungsfähigkeit und Akzeptanz auf dem globalen Markt garantieren. Dies hilft nicht nur die Einhaltung der Produkte, sondern bietet auch eine Garantie für die Anwendung von Transformatoren in verschiedenen Ländern und Regionen.

 

3.7 Reduzieren Sie die Wartungs- und Betriebskosten

Transformatoren mit hohem Isolationsniveau haben während des Betriebs weniger Fehler, was weniger Wartungsanforderungen und Ausfallzeiten bedeutet, wodurch die Betriebskosten gesenkt werden. Darüber hinaus reduziert das hohe Isolationsniveau auch die Wartungs- und Ersatzkosten, die durch das Altern oder das Ausfall von Isolierungen verursacht werden.

 

3.8 Stabilität der Netzstabilität

Transformatoren sind Schlüsselausrüstung in Stromversorgungssystemen, und ihre Betriebsstabilität beeinflusst direkt die Gesamtstabilität des Stromnetzes. Ein hohes Isolationsniveau kann sicherstellen, dass Transformatoren im Stromnetz sicher und stabil arbeiten, die durch das Ausfall des Geräts verursachte Kettenreaktion verringern und somit die Kontinuität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung garantieren.

 

3.9 Zusammenfassung

Das Isolationsniveau eines Transformators ist entscheidend, um die Sicherheit, Zuverlässigkeit, Haltbarkeit der Geräte und ihre Anpassungsfähigkeit an verschiedene Betriebsumgebungen sicherzustellen. Durch die Gestaltung und Herstellung von Transformatoren mit hohen Isolationsniveaus kann die Gesamtleistung des Stromversorgungssystems effektiv verbessert werden, die Lebensdauer der Geräte länger und die Betriebs- und Wartungskosten reduziert werden. Diese Vorteile haben es mit hohem Isolationsniveau ermöglicht, eine Kernposition in der Herstellung, des Betriebs und der Wartung von Stromversorgungssystemen aus der Geräte einzulegen.

 

4.1 angewendeter Spannungstest - Definition

Der angelegte Spannungstest eines Transformators, der auch als Leistungsfrequenzstandstest bezeichnet wird, ist eine Testspannung, die auf jede Wickelung des Transformators angewendet wird, der höher ist als die normale Betriebsspannung. Überprüfung der Stilligkeit und Zuverlässigkeit seines Isolationssystems unter extremen Spannungsbedingungen. Diese Art von Test wird normalerweise während des Herstellungsprozesses und der Akzeptanz von vor Ort durchgeführt, und es ist eines der wichtigsten Mittel, um die elektrische Sicherheit von Transformatoren im tatsächlichen Betrieb zu gewährleisten.

4.1.1 angewendeter Spannungstest - Zweck

• Überprüfen Sie die Isolationsstärke

Überprüfen Sie, ob das Isolationssystem zwischen den Transformatorwicklungen, zwischen den Wicklungen und dem Kern und zwischen den Wicklungen und dem Gehäuse eine ausreichende Festigkeit aufweist, um dem elektrischen Abbau zu widerstehen

• Herstellungsfehler erkennen

Externe Haltsspannungsprüfungen können mögliche Isolationsfehler im Transformatorherstellungsprozess wie partielle Entladung, Verschlechterung oder Beschädigung von Isolationsmaterialien freisetzen. Diese Mängel werden unter hohen Spannungsbedingungen mit größerer Wahrscheinlichkeit nachgewiesen

• Stellen Sie die betriebliche Sicherheit sicher

Durch externe Spannungsspannungstests wird sichergestellt, dass der Transformator während seines Arbeitslebens unter normalen und abnormalen Spannungsbedingungen sicher operieren kann und die Schäden oder Stromausfälle durch elektrische Fehler verhindert.

4.1.2 angewendeter Spannungstest - Methodenübersicht

Die angelegte Spannungstestmethode umfasst die Anwendung einer Testspannung höher als die normale Betriebsspannung auf die Transformatorwicklungen, z. B. die doppelte Spannung, und die Aufrechterhaltung einer Minute, um die Ausdauer und Zuverlässigkeit seines Isolationssystems unter extremen Spannungsbedingungen zu überprüfen.

 

4.2 Lightning Impulse Stand Test-Bil-Definition-Definition

Der Lightning Impulse -Test ist eine Testmethode, die die Stellungskapazität des Isolationssystems von Stromausrüstung (wie Transformatoren) unter Blitzschlagbedingungen simuliert. Dieser Test ist wichtig, um zu beurteilen, ob ein Transformator einen Isolationsumbruch vermeiden kann, wenn er durch Blitz getroffen wird, und die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Transformators sicherstellen.

4.2.1 Lightning Impulse Stand Test-Bil-Zweck

• Überprüfen Sie die Isolationsstärke

Durch die Anwendung von Hochspannungsimpulsen, die Blitzeinschläge simulieren, wird getestet, ob das Transformator-Isolationssystem unter extremen Bedingungen intakt bleiben kann, um einen elektrischen Abbau zu verhindern.

• Entdecken Sie mögliche Mängel

Erkennen Sie mögliche Defekte im Isolationssystem wie Blasen, Risse oder Alterungsprobleme. Diese Mängel sind möglicherweise während des normalen Betriebs nicht sichtbar, können jedoch unter Blitzschlägen einen Isolationsversagen verursachen.

• Stellen Sie die Sicherheit der Ausrüstung sicher

Stellen Sie sicher, dass der Transformator bei tatsächlichen Lightning -Streik -Ereignissen sicher arbeiten kann, um Schäden an Geräten oder Leistungssystemen zu vermeiden, die durch Isolationsversagen verursacht werden.

4.2.2 Lightning Impulse Stand Test-Bil-Methodenübersicht

Unter Verwendung eines Impulsspannungsgenerators wird eine Impulsspannung, die Blitzeinschläge simuliert, auf die Wicklungen des Transformators aufgetragen. Tests werden normalerweise mehrmals durchgeführt (z. B. 3 bis 6 positive Polaritätsauswirkungen), und Tests werden an verschiedenen Klemmen durchgeführt. Die Reaktionswellenform des Transformators wird durch Geräte wie Oszilloskope überwacht, um abnormale Phänomene zu erkennen (wie teilweise Entladung und Isolationsabbau). Notieren Sie den Spannungswert, die Wellenform und die Reaktion jedes Einflusses.

 

4.3 Namensschildanzeige

• Blitzimpulsebene

Es wird durch das Symbol li dargestellt und die Spannungseinheit ist KV

• Spannungsniveau angewendet

Es wird durch das Symbol AC dargestellt und die Spannungseinheit ist KV

Zum Beispiel:

Ein 80 mVA 132\/33KV -Leistungstransformator

Hochspannung: Li\/AC 650\/275 kV

Hochspannung neutraler Punkt: Li\/AC 325\/140kV

Niedrige Spannung: Li\/AC 170\/70 kV

 

 

4.4 Standards

 

IEC	IEEE	CSA
IEC 60076-3-2013 Power -Transformatoren - Teil 3 Isolationsniveaus, dielektrische Tests und externe Klärungen in der Luft	IEEE C57.12. 00-2021	CSA C2. 1-06 (R2022)

 

 

5.1 Impulswechselspannungsspannung, SIL

• Definition

Die maximale Spannung, die ein Transformator unter Überspannungsaufprallbedingungen durch Schaltvorgänge usw. standhalten kann. Im Vergleich zum Blitzimpuls ist die Wellenform des operativen Impulses milder, die Dauer ist jedoch länger.

• Funktion

Stellen Sie sicher, dass der Transformator unter Überspannungsbedingungen, die durch Leistungssystemvorgänge verursacht werden (z. B. das Öffnen und Schließen von Leistungsschalter), stabil ohne Isolationsfehler arbeiten kann.

 

5.2 Teilentladungsniveau, PD

• Definition

Die partielle Entladung bezieht sich auf das Phänomen des partiellen dielektrischen Abbaues, der unter oder auf der Oberfläche eines Isolationssystems unter hohen Spannungsbedingungen auftritt und normalerweise nicht vollständig den Elektrodenabstand überschreitet.

• Funktion

Durch Messung des partiellen Entladungsniveaus können potenzielle Defekte in Isolationssystemen wie Blasen, Rissen oder materiellem Altern festgestellt werden, um zu verhindern, dass diese winzigen Entladungen sich zu schwerwiegenden Isolationsfehlern entwickeln.

 

5.3 Isolationsresistenz IR

• Definition

Messen Sie den Widerstandswert zwischen Wickel und Masse oder zwischen verschiedenen Wicklungen. Je höher der Isolationsresistenz ist, desto besser das Isoliersystem.

• Funktion

Der Test zur Isolationsresistenz wird für die tägliche Aufrechterhaltung und Inspektion verwendet, um den Gesundheitszustand und den Feuchtigkeitsgehalt des Isolationssystems zu bewerten und eine Verschlechterung der Isolierung zu verhindern.

 

5.4 Ableitungsfaktor, Tan Delta

• Definition

Der dielektrische Verlustfaktor (Tan δ) repräsentiert den elektrischen Verlust von Isoliermaterialien, was den Energieverlust der Materialien unter der Wirkung eines elektrischen Feldes widerspiegelt.

• Funktion

Es wird verwendet, um die elektrischen Eigenschaften und den Alterungsgrad der Isoliermaterialien zu bewerten. Ein höherer Tan -δ -Wert kann auf Altern oder Defekte im Isolationssystem hinweisen.

 

5.5 Thermalklasse

• Definition

Die maximale Temperatur, die Isoliermaterialien über einen langen Zeitraum standhalten können, wird normalerweise durch unterschiedliche Buchstabenklassen (wie A, B, F, H) angezeigt, was unterschiedlichen maximalen zulässigen Temperaturen entspricht.

• Funktion

Es wird für die Auswahl und das Design von Isoliermaterialien verwendet, um sicherzustellen, dass die Materialien ihre Isolierleistung bei der erwarteten Betriebstemperatur nicht verlieren.

 

5.6 Temperaturanstiegstest

• Definition

Messen Sie den Temperaturanstieg der Wicklungen, des Kern- und Isolationssystems des Transformators, wenn es bei der Nennlast arbeitet

• Funktion

Stellen Sie sicher, dass der Transformator aufgrund von Überhitzung unter normalen Betriebsbedingungen keine beschleunigte Alterung oder Misserfolg von Isoliermaterialien hat.

 

5.7 Kriechentfernung und Abstand

• Definition

Die Kriechentfernung ist der kürzeste Abstand zwischen zwei leitenden Teilen entlang einer isolierenden Oberfläche, und der elektrische Clearance ist der kürzeste Abstand, durch den die Luft zwischen zwei leitenden Teilen fließt.

• Funktion

Durch die Gewährleistung einer ausreichenden Kriechentfernung und der elektrischen Freigabe kann die Entladung von Oberflächen und die Luftaufnahme verhindern und die Sicherheit des Transformators in feuchten oder verschmutzten Umgebungen garantieren.

 

5.8 Isolationsöl

• Definition

Es enthält Indikatoren wie Breakdown -Spannung, Säurwert und Feuchtigkeitsgehalt, die die Isolationsleistung und Stabilität von Isolieröl widerspiegeln.

• Funktion

Die Qualität des Isolieröls hat einen direkten Einfluss auf das Gesamtdämmniveau des Transformators. Eine regelmäßige Überwachung der Leistungsindikatoren für Isolieröl kann elektrische Fehler verhindern.

 

Diese Parameter decken alle Aspekte des Transformator -Isolationssystems von Materialeigenschaften bis hin zum Gesamtdesign ab. Durch umfassende Tests und Bewertung stellt es sicher, dass der Transformator unter verschiedenen Arbeitsbedingungen über ausreichende Isolierniveaus verfügt und damit seinen sicheren und zuverlässigen Betrieb garantiert. Jeder Parameter spiegelt einen spezifischen Aspekt des Isolationssystems wider. Durch die Integration dieser Indikatoren kann das Isolationsniveau des Transformators umfassend bewertet werden, um seine Stabilität und Sicherheit im Stromversorgungssystem zu gewährleisten.