I. Причина частичной разрядки

Изолятор трансформатора, металлический корпус и т.д. часто имеют острые углы и заусенцы, поэтому электрические заряды под действием напряженности электрического поля концентрируются в этих местах, что приводит к частичному разряду.

При вакуумном литье сухих трансформаторов с изоляцией из эпоксидной смолы, если технологический процесс плохо контролируется, также могут образовываться внутренние пузырьки, которые затем вызывают частичный разряд. Обычно в эпоксидном изоляторе имеются крошечные воздушные зазоры, и, как правило, диэлектрический коэффициент пузырьков значительно ниже, чем у изолятора. В результате напряженность электрического поля пузырьков в изоляторе намного выше, чем в соседнем изоляционном материале, поэтому легко достигается степень прорыва и сначала происходит электрический разряд в пузырьках.

При плохом электрическом контакте между проводящими элементами легко возникает электрический разряд, что является наиболее серьезной проблемой при наличии потенциала металлической подвески.

Высокая влажность воздуха, недостаточная прочность изоляции части трансформатора или повреждение изоляции трансформатора во время монтажа, слишком длительное время простоя трансформатора, превышение допустимого содержания влаги в изоляционном материале и влажность всего корпуса трансформатора также могут повлиять на частичный разряд.

Слишком высокая напряженность магнитного поля в слоях или витках при проектировании изоляционной структуры сухого трансформатора, например, из-за нерационального проектирования изоляционной структуры, низкого качества изоляционного материала, недостаточного уровня намотки, сушки и заливки, низкого качества процесса сборки, например, из-за наличия заусенцев или некоторого расстояния между высоковольтными и низковольтными проводами, — все это приведет к увеличению частичных разрядов.

II. Опасность частичного разряда

Существует несколько типов частичных разрядов. Один из них — это частичный разряд, возникающий на изоляционной поверхности. При большой энергии на поверхности изолятора остаются следы разряда, что влияет на срок службы трансформатора. Существует также разряд высокой интенсивности, возникающий в кавитации или на острых электродах; концентрированный в нескольких частичных разрядах, он представляет собой коррозионный разряд, способный проникать в слои и глубину изоляционной плиты и в конечном итоге приводить к прорыву.

Частичные разряды являются основной причиной старения изоляции и прорыва проводников. Кратковременное время разряда не приводит к повреждению диэлектрика всего канала, а электролитическое воздействие разряда ускоряет окисление изоляции и её коррозию, что сокращает срок службы трансформатора. Степень повреждения зависит от характера разряда и механизма повреждения изоляции под воздействием разряда. Если частичные разряды сухого трансформатора значительно превышают допустимый уровень, то через 3-5 лет его службы произойдет внутреннее старение изоляции и прорыв проводников. Поэтому в Китае необходимо строго контролировать частичные разряды сухих трансформаторов.

III. Управление частичным разрядом сухого трансформатора
Основной изоляционный материал сухих трансформаторов — эпоксидная смола, безопасная и надежная, широко используемая в энергосистемах с напряжением ниже 35 кВ. На частичный разряд сухих трансформаторов влияет множество факторов, среди которых основными являются выбор сырья, конструкция изделия, процесс литья обмоток и т.д. В связи с необходимостью долгосрочной корректировки конструкции, совершенствования процессов, выбора материалов и производственной практики нашей компании, мы предлагаем следующие меры контроля.

1. Проектирование конструкции обмотки
(1) Основное расстояние изоляции при проектировании обмотки трансформатора должно обеспечивать достаточное расстояние изоляции между высоковольтной и низковольтной обмотками, а также между высоковольтной обмоткой и землей. При допустимых условиях, чем больше расстояние изоляции, тем меньше напряженность поля. Толщину изоляции стенок высоковольтной обмотки можно соответствующим образом увеличить для эффективного снижения напряженности внешнего поля.
(2) Конструкция высоковольтной катушки между слоями и секциями, которая контролирует напряженность поля катушки, и если в высоковольтной обмотке используется медная фольга с секциями, то межслойное напряжение равно межвитковому напряжению, обычно всего 10-20 В, а напряжение между секциями электромагнитного провода в структуре составляет 400-800 В, количество секций должно быть больше, например, для сухого трансформатора 35 кВ желательно более 16-18 секций. Конечно, это создает много проблем в процессе намотки.
(3) Контроль экранирования, использование эффективного экранирования, режущие кромки, заусенцы и воздушный зазор могут быть упакованы внутри экрана, что позволяет эффективно устранить электрический разряд на кончике трещины и уменьшить частичный разряд. Высоковольтный экран и высоковольтный конец провода, низковольтный провод и зажим должны быть надежно соединены, процесс экранирования должен быть постоянно чистым, слои экрана должны быть гладкими, без трещин и заусенцев и т. д.

2. Контроль процессов намотки катушек, формовки и вакуумной заливки.

Сухая обмотка трансформатора является наиболее критичным элементом, от качества работы трансформатора зависит, выйдет ли обмотка из строя или нет. Эффект вакуумной заливки также очень важен для локального разгерметизации, даже мелкие поры влияют на локальную разгерметизацию трансформатора, поэтому процесс производства и литья обмотки должен строго контролироваться.

(1) При намотке катушки необходимо ознакомиться с чертежами и процессом, и нельзя произвольно изменять количество витков между слоями и количество изоляционных листов между слоями! Убедитесь, что все материалы чистые при намотке.

(2) При установке выводов и пайке контактов катушки обращайте внимание на повреждение изоляции катушки при высокой температуре, необходимо отполировать острые углы и заусенцы при пайке проволоки и т. д. Убедитесь, что все выводы изолированы на достаточном расстоянии, заполнены эпоксидной смолой и очищены на протяжении всего процесса сборки. Установленная катушка катушки высушивается строго в соответствии с процедурой сушки.

(3) Состав эпоксидной смолы и процесс дегазации, процесс дозирования должны строго соответствовать технологическому коду, например, материал, соотношение смешивания, температура и время дегазации, степень вязкости должны точно соответствовать степени вакуума, температуре и явлению образования пузырьков, смешиванию, температуре заливки и степени вакуума, а также необходимо контролировать температуру спирали (формы) в пределах заданного процесса. В процессе заливки скорость не должна быть слишком высокой, чтобы не образовывались пузырьки. При динамической заливке следует обращать внимание на время после добавления ингредиентов до завершения заливки, чтобы предотвратить слишком большую вязкость смолы.

3. Выбор и контроль сырья

(1) При выборе электромагнитного провода можно выбрать эмалированный провод с плоской медной изоляцией или круглый медный провод с обмоткой; поставщики электромагнитных проводов на производстве должны иметь специальное оборудование для удаления заусенцев и контрольные устройства, и стремиться к минимизации заусенцев.

(2) Выбор эпоксидных смол: разные эпоксидные смолы имеют разные характеристики, а также важны характеристики продукта при локальном выпуске и комплексные ударные свойства. Следует выбирать смолы с низкой вязкостью, хорошей прочностью и высокой изоляционной прочностью. Для разных моделей смол необходимо разработать соответствующие технологические спецификации в техническом отделе.

(3) Контроль качества изоляционного материала в катушке: качество изоляционного материала между слоями сухого трансформатора напрямую зависит от объема и количества сырья. Поэтому следует выбирать долгосрочных и стабильных поставщиков сырья, поскольку после замены материала в трансформаторе в краткосрочной перспективе не должно возникнуть никаких проблем.
(Продолжение следует)