К деталям с острыми кромками в трансформаторах относятся неэкранированные: ребра ярмовых балок, места приварки карманов бака, детали переключающих устройств (контакты и детали крепления), стержни и ярма, прессующие кольца обмоток без экранов, металлические крепежные детали.
Для определения минимального изоляционного промежутка между токоведущим стержнем отвода и заземленной деталью с острыми кромками рекомендуется использовать зависимость минимального изоляционного промежутка от одноминутного выдерживаемого напряжения (рис. 4).
Эта зависимость построена на основе использования экспериментальных данных по электрической прочности изоляционных промежутков отвод — острая заземленная деталь.
Следует обратить внимание, что рассматриваемая зависимость связывает две величины — выдерживаемое одноминутное напряжение и расстояние между токоведущим проводником отвода и заземленной деталью с острой кромкой, в то время, как в подобной зависимости для промежутка отвод — плоскость за основу принимается расстояние от поверхности изоляции отвода до заземленной детали. Это отличие не случайно. Исследования, проводившиеся в ВЭИ показали, что изменение толщины изоляции на отводе практически не влияет на электрическую прочность рассматриваемого промежутка, т. к. в тех случаях, когда не применяется экранирование и покрытие острой кромки, наибольшая напряженность в масле возникает у острой заземленной детали.
В этих условиях разряд развивается с «острия» и все меры по увеличению электрической прочности промежутка должны быть направлены к снижению напряженности именно в этом место. При малых расстояниях между отводом и острой кромкой заземленной детали (отводы НН) могут быть такие сочетания размеров диаметра провода и расстояния между электродами, когда нецелесообразным становится увеличение изоляции отвода, поскольку это приводит к росту напряженности на «острие». Как уже упоминалось, сократить изоляционное расстояние между токоведущим проводником отвода и заземленной деталью с острой кромкой возможно путем использования мероприятий, снижающих напряженность в масле у острой кромки. К этим мероприятиям следует отнести экранирование острой кромки прутком или стержнем большего диаметра, применение покрытия щитом из электрокартона или использование одновременно экранирования и покрытия.
Рис. 4. Зависимость выдерживаемого одноминутного напряжения промышленной частоты от величины минимального изоляционного промежутка между токоведущим проводником отвода и деталью с острой кромкой.
Можно дать следующие рекомендации по возможному сокращению изоляционных промежутков при применении экранирования и покрытия острой кромки щитом из электрокартона. Применение щита из элктрокартона толщиной 2 мм позволяет сократить изоляционное расстояние при всех значениях испытательных напряжений на 15% по сравнению с рекомендациями графика рис. 4. Щит из электрокартона толщиной 4 мм целесообразно использовать при испытательных напряжениях 325 кВ и выше. Применение такого щита позволяет сократить расстояние токоведущий проводник — деталь с острой кромкой на 20%.
В таблице 4 приведены значения оптимальных радиусов экрана на «острие» для соответствующих уровней испытательных напряжений.
Таблица 4. Значения оптимальных радиусов экрана на «острие»
Е, кВ | 140-230 | 325 | 460 | 570-630 | 800 |
Дэкр, мм | 5 | 6 | 7 | 10 | 15 |
Продольная изоляция
Продольная изоляция обмоток силовых высоковольтных трансформаторов состоит из двух основных элементов: витковой изоляции (изоляция между двумя соседними, прилегающими друг к другу витками одной катушки) и катушечной изоляции (изоляции между проводниками двух соседних катушек, разделенных масляным каналом). Витковая изоляция между катушками состоит из масляного канала шириной от нуля до 40 мм и бумажной изоляции проводника, которая может быть усилена путем применения дополнительной изоляции. Однако, в настоящее время дополнительная изоляция катушек практически не применяется.
К продольной изоляции относится также изоляция между слоями слоевых обмоток трансформаторов. В отечественной практике трансформаторостроения слоевые обмотки применяются в основном в распределительных трансформаторах классов напряжения 6—35 кВ и в испытательных трансформаторах всех классов напряжения.
Межслоевая изоляция может выполняться как чисто бумажно-масляная, так и с масляным каналом.
