I. Ursache der Teilentladung

Der Transformatorisolator, das Metallgehäuse usw. weisen oft scharfe Kanten und Grate auf, sodass sich die elektrischen Ladungen unter Einwirkung der elektrischen Feldstärke an den scharfen Kanten oder Graten konzentrieren und zu Teilentladungen führen.

Bei der Vakuumgießung von Trockentransformatoren mit Epoxidharzisolierung kann eine mangelhafte Prozesskontrolle zu inneren Lufteinschlüssen und damit zu Teilentladungen führen. Epoxidharzisolatoren weisen üblicherweise winzige Luftspalte auf. Da die Dielektrizitätskonstante der Lufteinschlüsse deutlich niedriger ist als die des Isolators, ist die elektrische Feldstärke innerhalb der Lufteinschlüsse wesentlich höher als im angrenzenden Isoliermaterial. Dadurch kann es leicht zum Durchbruch kommen und die Lufteinschlüsse entladen sich zuerst.

Bei schlechter elektrischer Verbindung zwischen den leitfähigen Körpern kann es leicht zu elektrischen Entladungen kommen, die bei der Metallaufhängung am gravierendsten sind.

Eine hohe Luftfeuchtigkeit, eine unzureichende Isolationsfestigkeit einzelner Teile des Transformators oder eine Beschädigung der Transformatorisolierung während der Installation, eine zu lange Stillstandszeit des Transformators, ein zu hoher Wassergehalt des Isoliermaterials und eine Feuchtigkeit des gesamten Transformatorkörpers können ebenfalls zu Teilentladungen führen.

Bei der Auslegung der Isolationsstruktur von Trockentransformatoren kann eine zu hohe Feldstärke der Lagen oder Windungen auftreten. Gründe hierfür können beispielsweise eine unzweckmäßige Auslegung der Isolationsstruktur, minderwertiges Isolationsmaterial, ein unzureichendes Wickel-, Trocknungs- und Gießverfahren sowie ein mangelhafter Montageprozess sein, etwa durch die Herstellung von Hoch- und Niederspannungszuleitungen mit Graten oder ungleichmäßiger Länge. All dies wirkt sich negativ auf die Teilentladung aus.

II. Die Gefahr der Teilentladung

Es gibt verschiedene Arten von Teilentladungen. Eine davon ist die Teilentladung an der Isolieroberfläche. Bei hoher Energie hinterlässt sie Spuren auf der Oberfläche und beeinträchtigt die Lebensdauer des Transformators. Eine andere Form der Teilentladung ist die korrosive Entladung, die bei hoher Entladungsintensität in Kavitations- oder scharfen Elektroden auftritt. Diese konzentrierte Entladung kann in die Schichten und Tiefen der Isolierplatte eindringen und schließlich zum Durchbruch führen.

Teilentladungen sind die Hauptursache für Isolationsalterung und -durchschläge. Kurze Entladungszeiten führen zwar nicht zu dielektrischen Schäden im gesamten Kanal, die elektrolytische Wirkung der Entladung beschleunigt jedoch die Oxidation und Korrosion der Isolation, wodurch die Lebensdauer des Transformators verkürzt wird. Der Grad der Schädigung hängt von der Entladungsintensität und dem Schädigungsmechanismus der Isolation unter Entladungsbedingungen ab. Überschreitet die Teilentladung eines Trockentransformators die zulässigen Grenzwerte deutlich, kommt es innerhalb von 3 bis 5 Jahren zu interner Isolationsalterung und -durchschlägen. Daher muss die Teilentladung von Trockentransformatoren in China streng kontrolliert werden.

III. Teilentladungskontrolle von Trockentransformatoren
Das Hauptisolationsmaterial von Trockentransformatoren besteht aus Epoxidharz, ist sicher und zuverlässig und findet breite Anwendung in Stromversorgungssystemen unter 35 kV. Viele Faktoren beeinflussen die Teilentladungen von Trockentransformatoren. Zu den wichtigsten zählen die Wahl der Rohstoffe, die Konstruktion des Produkts und der Wicklungsgießprozess. Angesichts der langfristigen Optimierung von Konstruktion, Prozessen, Materialauswahl und Produktion in unserem Unternehmen schlagen wir die folgenden Kontrollmaßnahmen vor.

1. Konstruktion der Wickelstruktur
(1) Bei der Auslegung der Transformatorwicklung muss der Hauptisolationsabstand so gewählt werden, dass zwischen der Hochspannungsspule und der Niederspannungsspule sowie zwischen der Hochspannungsspule und Erde ein ausreichender Isolationsabstand besteht. Unter zulässigen Bedingungen gilt: Je größer der Isolationsabstand, desto geringer die Feldstärke. Durch eine entsprechende Erhöhung der Wandisolation in der Hochspannungsspule lässt sich die externe Feldstärke effektiv reduzieren.
(2) Die Auslegung der Hochspannungsspule zwischen den Lagen und Abschnitten dient der Kontrolle der Spulenfeldstärke. Bei Verwendung von Kupferfolie mit Unterabschnitten für die Hochspannungswicklung entspricht die Zwischenlagenspannung der Windungsspannung und beträgt in der Regel nur 10 bis 20 V. Die Spannung zwischen den Lagen der elektromagnetischen Drahtstruktur beträgt 400 bis 800 V. Die Anzahl der Abschnitte sollte entsprechend höher sein, beispielsweise sind bei einem 35-kV-Trockentransformator mehr als 16 bis 18 Abschnitte wünschenswert. Dies führt natürlich zu erheblichen Schwierigkeiten im Wickelprozess.
(3) Schirmkontrolle: Durch den Einsatz effektiver Schirmung werden Schnittkanten, Grate und Luftspalte innerhalb der Schirmung eingeschlossen. Dies verhindert elektrische Entladungen an Rissspitzen und reduziert Teilentladungen. Die HV-Schirmung und das HV-Leitungsende sowie die LV- und Klemmenverbindungen müssen zuverlässig sein. Die Schirmung muss sauber verarbeitet werden, die Schirmschichten müssen glatt und frei von Brüchen und Kanten sein.

2. Spulenwicklung, Formgebung und Vakuumgießprozesssteuerung

Die Trockenheit der Transformatorspule ist von größter Bedeutung; sie ist entscheidend für die einwandfreie Funktion des Transformators und verhindert Spulenausfälle. Auch der Vakuumguss hat einen entscheidenden Einfluss auf die lokale Entlüftung; selbst kleinste Poren können die Entlüftung des Transformators beeinträchtigen. Daher müssen der Produktions- und Gießprozess der Spule strengstens kontrolliert werden.

(1) Beim Wickeln der Spule müssen die Zeichnungen und der Prozess genau beachtet werden. Die Anzahl der Windungen zwischen den Lagen und die Anzahl der Isolierschichten zwischen den Lagen dürfen nicht willkürlich verändert werden! Achten Sie darauf, dass alle Materialien beim Wickeln sauber sind.

(2) Beim Anschweißen der Formanschlussklemmen ist darauf zu achten, dass die Spulenisolierung nicht durch hohe Temperaturen beschädigt wird. Schweißdrähte müssen von scharfen Kanten und Graten befreit werden. Es ist sicherzustellen, dass alle Anschlüsse ausreichend Abstand zur Epoxidharzfüllung haben und während des gesamten Montageprozesses sauber gehalten werden. Die installierte Formspule muss gemäß dem Trocknungsprozess sorgfältig getrocknet werden.

(3) Die Zusammensetzung und Entgasung des Epoxidharzes sowie der Chargenprozess müssen den Vorgaben der technischen Norm entsprechen. Dies betrifft insbesondere Material, Mischungsverhältnis, Temperatur und Entgasungszeit. Die Viskosität muss genau überwacht werden. Vakuum, Temperatur und Blasenbildung müssen kontrolliert werden. Misch- und Gießtemperatur sowie Vakuum müssen während des gesamten Prozesses innerhalb der vorgegebenen Temperatur- und Kontrollgrenzen der Form gehalten werden. Beim Gießen darf die Geschwindigkeit nicht zu hoch sein, um Blasenbildung zu vermeiden. Beim dynamischen Gießen ist auf die Zeit zwischen dem Hinzufügen der Zutaten und dem Abschluss des Gießvorgangs zu achten, um eine zu hohe Harzviskosität zu verhindern.

3. Auswahl und Kontrolle der Rohstoffe

(1) Bei der Auswahl von elektromagnetischen Drähten kann zwischen emaillierter Drahtisolierung in Flachkupfer- oder Rundkupferwicklung gewählt werden; Die Lieferanten von elektromagnetischen Drähten müssen in der Produktion über spezielle Entgratungsanlagen und Prüfvorrichtungen verfügen und bestrebt sein, Grate auf ein Minimum zu reduzieren.

(2) Bei der Auswahl von Epoxidharzmaterialien ist zu beachten, dass sich verschiedene Epoxidharze in ihren Eigenschaften unterscheiden. Dies wirkt sich auf die lokale Freisetzung des Produkts und die Gesamtleistung bei Stößen aus. Daher sollte ein Harz mit niedriger Viskosität, guter Zähigkeit und hoher Isolationsfestigkeit gewählt werden. Für jedes Harzmodell muss die technische Abteilung entsprechende Prozessspezifikationen entwickeln.

(3) Bei der Kontrolle des Isoliermaterials in der Spule hängt die Qualität des Isoliermaterials zwischen den Lagen des Trockentransformators direkt von der Menge des verwendeten Materials ab. Daher sollten langfristige und zuverlässige Lieferanten für die Rohstoffversorgung ausgewählt werden, da nach einem Materialwechsel kurzfristig keine Probleme am Transformator auftreten dürfen.
(Fortgesetzt werden)