Изоляция трансформаторов

Трансформаторы имеют внутреннюю и внешнюю изоляцию. К внутренней относят изоляцию, расположенную внутри бака, к внешней — вне бака. В свою очередь, внутреннюю изоляцию подразделяют на главную и продольную. Главная изоляция изолирует обмотки друг от друга и от остова, продольная — отдельные части самой обмотки.
В качестве главной изоляции обмотки НН от стержня 2 (рис. 1, а) служит изоляционный цилиндр 3. Такой же цилиндр 4 устанавливают между обмотками ВН и НН. В зависимости от класса напряжения трансформатора цилиндры 3 и 4 представляют собой бумажно-бакелитовые изделия или выгнутые электрокартонные пластины, находящиеся непосредственно на стержне 2 и на соседней обмотке. В первом случае их называют жесткими, во втором — мягкими. Толщина цилиндров зависит в основном от напряжения обмоток. Для напряжений до 15 кВ при работе в масле их толщина составляет 2,5—4 мм, для напряжения 35—110 кВ — 6 мм. Между обмотками ВН разных фаз (на рисунке между фазами А и В) устанавливают междуфазную перегородку 6, представляющую собой для трансформаторов напряжением до 35 кВ пластину из электрокартона толщиной 2—3 мм. В устройство главной изоляции входят также конструкции и детали, служащие для изолирования торцовых частей обмоток от ярм 5, ярмовых балок и металлических прессующих колец.

Главная изоляция обмоток
Рис. 1. Главная изоляция обмоток:
а — общий вид, б — ярмовая и уравнительная изоляция, в — элемент ярмовой изоляции

Для изоляции обмоток 7 от ярм служит ярмовая изоляция /, размещенная вверху и внизу между торцовой частью обмотки и уравнительной изоляцией 8 (рис. 1,6). Ярмовая изоляция имеет различное конструктивное исполнение, особенно для трансформаторов I и II габаритов. Ярмовая изоляция (рис. 1, в) состоит из кольцеобразной шайбы 11 из электрокартона толщиной 2—3 мм и прикрепленных по обеим сторонам подкладок 12.
Подкладки предназначены для образования изоляционного промежутка (каналов) между ярмом и обмоткой.
Уравнительная изоляция 8 уравнивает плоскость полок ярмовых балок 9 с горизонтальной плоскостью ярма 10. Для трансформаторов I и II габаритов ее изготовляют в виде настила из буковых планок (рис. 2, а). Для вывода концов от внутренних обмоток и циркуляции масла в планках делают пазы. У некоторых трансформаторов I и II габаритов на напряжения до 15 кВ деревянной настил служит одновременно ярмовой и уравнительной изоляцией, а между обмоткой и ярмом устанавливают электрокартонные щитки. Для трансформаторов мощностью 2500 кВ-А и более уравнительную изоляцию изготовляют из электрокартона (рис. 2,6).
Уравнительная изоляция обмоток трехфазных трансформаторов
Рис. 2. Уравнительная изоляция обмоток трехфазных трансформаторов: а — I и II габаритов, б — III габарита; 1— сегменты, 2 — прокладки

С повышением напряжения трансформатора требования к электрической прочности изоляции повышаются, так как испытательные напряжения увеличиваются. Приходится увеличивать масляные промежутки, устанавливать дополнительно электрокартонные цилиндры, угловые шайбы, барьеры и др.
Продольная изоляция обмотки включает в себя витковую изоляцию, изоляцию между катушками и между слоями обмотки. В качестве изоляции между катушками служит масляный канал, образованный изоляционными прокладками. Для обмоток напряжением до 35 кВ высота канала обычно 5—6 мм, напряжением 110 кВ — 6 мм и более.
Изоляционный промежуток между слоями у двухслойных обмоток определяется шириной канала между слоями; обычно он равен 5 мм. У многослойных цилиндрических обмоток трансформаторов I и II габаритов междуслоевая изоляция состоит из нескольких слоев кабельной бумаги.
Изоляция обмоток, переключающих устройств и отводов относительно бака и других заземленных частей состоит из электрокартона, бумажно-бакелитовых цилиндров и масляных промежутков. В зависимости от класса напряжения трансформаторов существуют нормы изоляционных промежутков по маслу и поверхностям: дереву, электрокартону и др.
Так, при номинальных напряжениях 6—10 кВ промежуток от обмотки до стенки бака по маслу должен быть не менее 25 мм, а при напряжении 35 кВ — не менее 65 мм. От отвода до стенки бака при толщине изоляции на отводе 2 мм на сторону для класса напряжения 6—10 кВ изоляционный промежуток должен быть не менее 10 мм, для класса напряжения 35 кВ при той же толщине — 40 мм, а для 110 кВ при толщине изоляции 20 мм на сторону — 75—90 мм.
Изоляционный промежуток зависит от формы токоведущей и заземленной частей: при заостренной форме он больше, при плоской — меньше. У сухих трансформаторов он значительно больше, потому что электрическая прочность воздуха во много раз меньше электрической прочности масла.
Внешняя изоляция — это промежутки между токопроводящими частями вводов, от вводов до заземленных частей бака и его устройств. Изоляционные промежутки выбирают по нормам. Например, при напряжении 6 кВ минимальное расстояние между вводами 80 мм; при 10 кВ—110 мм; при 35 кВ — 300 мм; при 110 кВ — 840 мм. Такие же расстояния приблизительно принимают между вводами и заземленными частями.

 
« Избиратель под нагрузкой   Испытания трансформаторного масла из вводов »
электрические сети