Глава 18. Изоляция трансформаторов.

18.1. Классификация и особенности изоляции трансформаторов.

В силовых трансформаторах изоляция состоит из ряда различных по конструкции элементов, работающих в неодинаковых условиях и имеющих разные характеристики.

Воздушные промежутки между вводами и по их поверхностям на землю составляют внешнюю изоляцию, а все изоляционные участки, расположенные внутри бака, - внутреннюю изоляцию трансформатора. В свою очередь внутренняя изоляция подразделяется на главную и продольную. К первой относится изоляция обмоток относительно земли и между разными обмотками, например участки: обмотка - магнитопровод или бак; обмотка НН - обмотка ВН; отвод - стенка бака; между отводами разных сбмоток; ко второй - изоляция между разными точками одной и той же обмотки: между витками, слоями, катушками.

Требования к электрической прочности отдельных элементов изоляции определяются специфическими особенностями переходного процесса в

При заземленной нейтрали трансформатора наибольшее импульсное напряжение на главной изоляции имеет место на расстоянии приблизительно 1/3 длины обмотки от нача­ла и может на 15 - 20 % превышать воздействующее напряжение.

При изолированной нейтрали наибольшее импульсное напряжение возникает на конце обмотки и может превышать воздействующее напряжение на 50 – 80 %.

Если импульс имеет крутой фронт, то на продольной изоляции могут возникать напряжения, более чем в 10 раз превышающие напряжения нормального режима. При пологих импульсах, например при внутренних перенапряжениях, напряжения на продольной изоляции много ниже. Наибольшие напряжения на продольной изоляции возникают при срезах, т. е. при пробое какого-либо промежутка, расположенного поблизости от трансформатора. Из-за наличия индуктивности соединительных проводов напряжение на трансформаторе при срезе имеет колебательный характер, причем максимум напряжения в отрицательный полупериод может составить около 0,6 напряжения среза U_ср. Воздействие такого импульса на обмотку трансформатора приблизительно эквивалентно воздействию полного импульса, равного 1,6 U_ср.

В связи с этими особенностями поведения трансформатора при импульсных воздействиях необходимые габариты и конструкция продольной изоляции определяются грозовыми перенапряжениями. Для снижения напряжения на продольной изоляции при импульсных воздействиях применяют емкостные экраны и так называемые переплетенные обмотки, в которых витки соединяются друг с другом в определенной последовательности. Это позволяет несколько уменьшить габариты продольной изоляции.

Основные габариты главной изоляции трансформаторов определяются, в основном, из условий длительной электрической прочности, которая, является определяющим фактором при выборе изо­ляционных расстояний в главной изоляции трансформаторов.

На конструкцию изоляции трансформаторов сильное влияние оказывает то обстоятельство, что в активных частях трансформатора, т. е. в меди обмоток и в магнитопроводе, при работе выделяется большое количество тепла. Это заставляет выполнять изоляцию так, чтобы можно было непрерывно охлаждать активные части.