Системы изоляции с жидким диэлектриком

Опубликовано: 20 Декабрь 2012

трансформатор с жидким диэлектриком

В состав системы изоляции для распределительных трансформаторов с жидким диэлектриком обычно входят: эмалированный провод, бумага из натуральной целлюлозы, пропитанной диэлектрической жидкостью, и собственно жидкий диэлектрик. Бумага диэлектрического класса чаще всего производится из сульфированной пульпы дерева мягких пород (крафт-бумага). Применяя в процессе производства крафт-бумаги дицидианамид (dicydianamid), можно поднять стандартное допустимое повышение температуры обмоток до 65°С.
Новые синтетические изолирующие материалы позволяют еще больше поднять предельную температуру нагрева трансформатора. К таким материалам относятся полиэфиры, стекловолокно, и, гораздо более распространенная арамидовая бумага. "Арамидовая бумага" – это групповой термин, относящийся к полностью ароматизированной полимидной бумаге. Чтобы удержать затраты на разумном уровне, и в то же время получить определенные успехи в достижении приемлемых температурных пределов, и арамидная бумага, и термически усиленная крафт-бумага, совместно используются в гибридных изолирующих системах. В настоящее время, эта технология используется в новом типе трансформаторов с жидким диэлектриком, называемых "Высокотемпературные трансформаторы" (HTT). Температурные ограничения в HTT составляют, в среднем, 115°С для обмотки, и 30°С для окружающей среды. Факторизируя температурную разницу (20°С) между средней температурой обмоток (145°С) и предельной температурой (165°С), приходим к уровню, превышающим точку возгорания традиционного трансформаторного масла (минерального масла).
По этой причине рекомендуется, чтобы для HTT использовались плохо воспламеняющиеся жидкости.
Процесс пропитки бумаги жидкостью является стандартной производственной операцией. Сборка магнитопровода и обмоток осуществляется непосредственно в корпусе трансформатора, затем к ним присоединяются соединительные провода, и начинается процесс заполнения корпуса. При подключении тока к вторичной обмотке для ее прогрева и удаления любой избыточной влажности, создается частичный вакуум. Затем, при сохранении вакуума, заливается нагретый, дегазированный, и профильтрованный жидкий диэлектрик. После заполнения и дополнительного воздействием вакуумом в течение некоторого времени, устанавливается крышка корпуса, и осуществляется герметизация. Пространство между поверхностью жидкости и крышкой корпуса (обеспечивающее возможность расширения и сжатия при изменении температуры), в крупных моделях заполняется обезвоженным азотом.

Вопросы охраны окружающей среды

Для трансформаторов с жидким диэлектриком, содержащим более 2500 литров жидкости, Агентство Защиты Окружающей Среды (EPA) требует, чтобы использовалась защитная оболочка, для контроля  возможных утечек жидкости. Использование таких, опасных для окружающей среды, жидкостей как полихлорбифенил (PBC), или хлорфторуглерод (CFC) было запрещено, или сильно ограничено. По большей части они заменяются нетоксичными, не накапливающимися в организме, и не разрушающими озоновый слой жидкостями, такими, как невоспламеняющиеся силиконы и углеводороды. Однако эти жидкости не указываются в Акте о создании и Восстановлении Ресурсов (RCRA); они относятся к юрисдикции Акта о Чистой Воде (CWA).
Некоторые трансформаторные жидкости (известные, как невоспламеняющиеся жидкости) оговариваются в обоих актах, RCRA и CWA. Поэтому требуется особое внимание к специальному обращению с ними, к сообщениям об утечках, к процедурам удаления, и к ведению журналов состояния. Эти жидкости также требуют организации специального вентилирования трансформаторов. Перечисленные выше факторы могут оказать влияние на затраты по установке, на затраты долговременной эксплуатации, и на процедуры обслуживания.

Факторы выбора жидкого диэлектрика

            Выбор того, какой жидкий охлаждающий диэлектрик будет использоваться, в первую очередь определяется экономикой и законодательством. Традиционное минеральное масло чаще всего считается очень экономичным, и, если не оно используется в необычных условиях, то сохраняет приемлемые показатели десятилетиями.
Поскольку возможно, что в трансформаторе может возникнуть дуга высокой энергии, то пожарная безопасность становится важным вопросом. Когда применение традиционной минерального масла ограничено (обычно, в связи с правилами пожарной безопасности), часто используются менее воспламеняющиеся жидкости. Наиболее популярными являются невоспламеняемые углеводороды (также известные, как углеводороды с большим молекулярным весом) и силиконовые жидкости с вязкостью в 50 сантистоксов (единица измерения вязкости). К другим жидкостям такого рода относятся сложные эфиры полиола с высокой температурой воспламенения, и полиальфаолефины. В дополнение к соображениям безопасности, также следует оценивать такие факторы работы трансформаторов с жидкими диэлектриками, как диэлектрическая прочность, и способность жидкости к передаче тепла. Устойчивые к воспламенению углеводородные жидкости широко используются в мощных трансформаторов класса выше 60 МВА, и имеют прочность изоляции более 500 кВ.
Одно время, стандартом пожарной безопасности среди жидких диэлектриков являлся аскарел (общий термин для группы определенных изолирующих жидкостей с высокой устойчивостью к воспламенению, включая и часто применяемый PCB – полихлорбифенил). Но полихлорбифенил был запрещен в связи с его токсичностью, и воздействием на окружающую среду.

В начало рекомендаций по выбору.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: , ,

Comments

One Response to “Системы изоляции с жидким диэлектриком”

Оставить отзыв