Quando si tratta del sistema energetico, mentre pensiamo agli enormi vantaggi produttivi e alla comodità abitativa che comporta, prestiamo anche grande attenzione alla sua potenza e sicurezza, dopotutto è conosciuto come la "tigre elettrica". Nell'uso quotidiano dei trasformatori di potenza, l'"isolamento" è correlato alla loro sicurezza ed è anche fondamentale per garantire il funzionamento stabile a lungo termine dei trasformatori. Che si tratti del trasformatore di potenza comunemente utilizzato da 500 kva o di quello più sigillatotrasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato, le loro prestazioni di isolamento determinano direttamente la durata e la sicurezza operativa dell'apparecchiatura.
I. Concetto base di isolamento
Isolamento, un termine fisico, si riferisce alla misura di sicurezza che prevede l'utilizzo di sostanze non-conduttrici per isolare o avvolgere corpi carichi per proteggerli dalle scosse elettriche. L'isolamento dei trasformatori di potenza serve a prevenire perdite di corrente e guasti, garantendo la sicurezza elettrica e l'affidabilità dei trasformatori. Implica l'isolamento tra gli avvolgimenti del trasformatore, i nuclei di ferro e altri componenti e la terra, tra avvolgimenti di fasi diverse e tra diversi livelli di tensione. Per il trasformatore di potenza da 500 kva, una progettazione di isolamento acustico costituisce la base per il suo adattamento a vari scenari di domanda di energia come l'industria e il commercio. Il trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato, con il suo vantaggio di struttura sigillata, può proteggere meglio i materiali isolanti interni dall'erosione ambientale esterna, migliorando ulteriormente la stabilità dell'isolamento.
II. Tipi di isolamento
L'isolamento dei trasformatori di potenza si divide in isolamento totale e isolamento graduale. Isolamento completo significa che l'intero avvolgimento è isolato allo stesso livello, il che è adatto per piccoli trasformatori e applicazioni a bassa-capacità. Il cosiddetto-isolamento graduale (noto anche come semi-isolamento) significa che l'isolamento principale dell'avvolgimento del trasformatore vicino all'area del punto neutro è inferiore a quello del lato di ingresso. I trasformatori utilizzati a livelli di tensione pari o inferiori a 35 KV adottano tutti una struttura di isolamento completo. I trasformatori con isolamento graduato vengono utilizzati principalmente in grandi sistemi di messa a terra di corrente di reti elettriche con livelli di tensione di 110 kv e superiori.
Rispetto all'isolamento completo, l'isolamento graduale può ridurre le dimensioni dell'isolamento interno, riducendo così le dimensioni dell'intero trasformatore, abbassando i costi e risultando più economico. Presenta però anche alcuni inconvenienti, tra cui il fatto che è meno sicuro dell’isolamento completo. Che si tratti della configurazione di isolamento convenzionale del trasformatore di potenza da 500 kva o del design di isolamento speciale del trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato, lo schema di isolamento completo o di isolamento graduale sarà ragionevolmente selezionato in base al livello di tensione e allo scenario di utilizzo dell'apparecchiatura, bilanciando sicurezza ed economia.
III. Struttura isolante
Dal punto di vista interno ed esterno, l'isolamento dei trasformatori può essere suddiviso in isolamento esterno e isolamento interno, che si applica a tutti i tipi di trasformatori di potenza, inclusi il trasformatore di potenza da 500 kva e il trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato.
L'isolamento interno si riferisce all'isolamento tra diversi componenti elettronici all'interno del serbatoio dell'olio del trasformatore, tra cui principalmente l'isolamento degli avvolgimenti, l'isolamento dei cavi e del commutatore, ecc. Queste parti isolanti non sono sostanzialmente influenzate dalle condizioni esterne come atmosfera, inquinamento, umidità e corpi estranei. L'isolamento interno è ulteriormente suddiviso in isolamento principale e isolamento longitudinale. L'isolamento principale si riferisce all'isolamento tra gli avvolgimenti e la terra, tra le fasi e tra gli avvolgimenti della stessa fase ma con livelli di tensione diversi. Questa è la parte più critica dell'isolamento interno del trasformatore, che influisce direttamente sull'affidabilità operativa e sul costo del prodotto del trasformatore. Per il trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato, la sua struttura sigillata può proteggere efficacemente l'isolamento interno da umidità e impurità. Il design dell'isolamento interno del trasformatore di potenza da 500 kva si concentra maggiormente sull'adattamento alle esigenze operative di media e bassa capacità per garantire che la resistenza dell'isolamento soddisfi lo standard.
L'isolamento esterno si riferisce alle boccole isolanti e all'isolamento dell'aria all'esterno del serbatoio dell'olio del trasformatore, compreso l'isolamento esterno delle boccole isolanti stesse e l'isolamento della distanza del traferro tra le boccole isolanti e tra i tubi isolanti e il terreno. La stabilità dell'isolamento esterno è fortemente influenzata dall'ambiente, ma ha una certa capacità di recupero naturale.
IV. Metodi e materiali di isolamento
L'isolamento dei trasformatori di potenza adotta solitamente l'isolamento-a bagno d'olio, l'isolamento a secco, l'isolamento in gas e altri metodi. L'isolamento-immerso nell'olio viene utilizzato principalmente nei trasformatori-immersi nell'olio, che possono garantire il normale funzionamento dei trasformatori in condizioni di alta-tensione e ha buone prestazioni di resistenza all'umidità-, raffreddamento, impatto e estinzione dell'arco-. Questo è anche il metodo di isolamento del nucleo del trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato. La sua struttura sigillata può impedire l'ossidazione e il deterioramento dell'olio isolante, prolungando la durata dell'isolamento. L'isolamento a secco e l'isolamento in gas vengono utilizzati principalmente nei trasformatori di tipo-a secco. L'isolamento a secco ha il vantaggio di non inumidirsi facilmente, di non prendere fuoco e di facile manutenzione, ma non è adatto per ambienti ad alta-tensione. L'isolamento in gas ha una costante dielettrica bassa e buone prestazioni di estinzione dell'arco-, ma il costo è elevato e non è facile scaricare il gas in tempo.
In termini di materiali isolanti, ci sono materiali solidi e materiali liquidi. I materiali solidi come carta isolante, carta isolante ondulata, carta Denison, carta Nomex, ecc., hanno una buona stabilità termica e resistenza all'umidità e sono ampiamente utilizzati nella protezione dell'isolamento interno di varie apparecchiature come trasformatori di potenza da 500 kva e trasformatori riempiti di olio sigillati ermeticamente. I materiali liquidi come l'olio isolante necessitano di test regolari e di mantenimento della qualità. Soprattutto per i trasformatori riempiti d'olio sigillati ermeticamente, la purezza dell'olio isolante influisce direttamente sull'effetto isolante, pertanto sono necessari test regolari della qualità dell'olio.
I materiali isolanti possono essere suddivisi anche in base ai gradi di resistenza al calore. I gradi comuni sono A, E, B, F e H, ciascuno dei quali ha una corrispondente temperatura operativa limite consentita. La temperatura massima consentita per l'isolamento di Classe A è di 105 gradi. La temperatura massima consentita per l'isolamento di Classe E è di 120 gradi. La temperatura massima consentita per l'isolamento di Classe B è di 130 gradi. La temperatura massima consentita per l'isolamento di Classe F è di 155 gradi. La temperatura massima consentita per l'isolamento di Classe H è di 180 gradi. Diversi tipi di trasformatori sceglieranno il grado di materiale isolante appropriato in base ai requisiti di temperatura operativa. Per esempio,Trasformatore di potenza da 500 kvautilizza principalmente materiali isolanti di classe F o H per soddisfare i requisiti di resistenza al calore di un funzionamento stabile a lungo-termine.
V. Difetti di isolamento e contromisure
1. Invecchiamento dell'isolamento
L'invecchiamento dell'isolamento del trasformatore è un processo complesso e graduale, in cui i materiali isolanti interni del trasformatore perdono gradualmente la resistenza meccanica originale e la resistenza dell'isolamento elettrico sotto l'influenza di vari fattori durante il funzionamento a lungo-termine. Le cause principali dell'invecchiamento dell'isolamento del trasformatore sono le seguenti: isolamento inadeguato dall'umidità e dal calore, corrosione chimica, funzionamento con sovraccarico a lungo termine-, guasti ai giunti del trasformatore, invecchiamento elettrico, invecchiamento della pressione, ecc.
Per far fronte all'invecchiamento dell'isolamento del trasformatore, è necessario eseguire regolarmente test di resistenza dell'isolamento, test del fattore di perdita dielettrica, pulizia e mantenimento asciutto, ispezione regolare del cambio dell'olio, manutenzione del sistema di raffreddamento, ecc. Per il trasformatore di potenza da 500 kva, regolari test di isolamento possono individuare tempestivamente i pericoli nascosti dell'invecchiamento, evitando guasti alle apparecchiature causati da guasti all'isolamento. A causa delle sue caratteristiche di tenuta, il trasformatore riempito d'olio sigillato ermeticamente ha una velocità di invecchiamento relativamente lenta, ma è comunque necessario controllare regolarmente la qualità dell'olio isolante e le prestazioni di tenuta per garantire il normale funzionamento del sistema di isolamento.
2. Umidità dell'isolamento
È probabile che l'umidità nell'isolamento dei trasformatori di potenza causi cortocircuiti tra gli strati o tra le spire dei trasformatori, causando danni al sistema di alimentazione. Le cause principali dell'umidità dell'isolamento nei trasformatori di potenza sono le seguenti: (1) Umidità dell'isolamento causata da una scarsa tenuta del trasformatore (2) Umidità dell'isolamento causata da problemi di qualità del trasformatore (3) Umidità dell'isolamento durante il trasporto del trasformatore (4) Umidità dell'isolamento causata dall'installazione e dalla manutenzione del trasformatore (5) Umidità dell'isolamento dovuta al deterioramento a lungo termine e all'invecchiamento dei trasformatori di potenza.
Pertanto, in considerazione del possibile problema di umidità dell'isolamento del trasformatore, i materiali isolanti del trasformatore devono essere regolarmente ispezionati e sostituiti in tempo se viene rilevata umidità. Allo stesso tempo, evitare l'inquinamento di acqua e olio durante il trasporto e la manutenzione e prestare attenzione al metodo di funzionamento durante l'uso per evitare l'umidità dell'isolamento causata da un funzionamento improprio. Tra questi, il design sigillato del trasformatore riempito d'olio ermeticamente sigillato può ridurre efficacemente il rischio di umidità. Per il trasformatore di potenza da 500 kva, è necessario prestare particolare attenzione alla protezione dell'isolamento durante il trasporto e l'installazione per evitare l'umidità.
Informazioni su JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD
JINSHANMEN TECNOLOGIA CO., LTDè un produttore professionale di apparecchiature per la trasmissione e la distribuzione di energia, impegnato a fornire prodotti per trasformatori affidabili e di alta qualità e soluzioni correlate a clienti globali. L'azienda produce principalmente trasformatori di potenza a bagno d'olio-, trasformatori di potenza a secco-, trasformatori di potenza a spirale tridimensionali-a bagno d'olio,-trasformatori di potenza a spirale tridimensionali a bagno d'olio, sui trasformatori di potenza che regolano la capacità di carico, trasformatori di tipo a secco per locomotive, nonché sottostazioni prefabbricate, sottostazioni modulari, sottostazioni di tipo box per energia eolica, quadri di comando ad alta e bassa tensione e altre apparecchiature di trasmissione e distribuzione. Abbiamo una vasta esperienza nella produzione e nella ricerca e sviluppo di trasformatori di potenza da 500 kVA e trasformatori riempiti d'olio ermeticamente sigillati, concentrandoci sull'ottimizzazione delle prestazioni di isolamento per garantire il funzionamento sicuro e stabile delle apparecchiature in vari scenari applicativi.