Об увлажнении изоляции трансформаторов I, II габаритов
Школьник Л. А., инженер Молдэнергоремонт
Рис. 1. Конструкция трансформатора:
1 — бак; 2 — магнитопровод; 3 — обмотка; 4 — расширитель; 5 — сообщающаяся труба; 6 — отражатель; 7— масло
Одним из факторов, существенно влияющим на надежность работы трансформатора, является увлажнение электрической изоляции. Влага в трансформаторе появляется в результате старения целлюлозной изоляции, окисления масла, а также дополняется атмосферной влагой контактирующего с маслом воздуха, свободной водой, попадающей через негерметичные уплотнения, водой, конденсирующейся на стенке расширителя.
Рис. 2. Конструкция расширителя трансформатора:
1 — корпус; 2 — перегородка; 3 — тройник; 4 — накопитель воды; 5 — указатель уровня воды, 6 — пробка; 7 — масло
Если влияние первых двух причин на влагосодержание изоляции незначительно, а негерметичность случайна, то влага из атмосферы является основным источником увлажнения. В процессе «дыхания» трансформатора увлажненный воздух выходит через силикагелевый патрон, ускоряя процесс насыщения сорбента, несвоевременная замена которого приводит к ускоренному увлажнению изоляции.
В силу инерционности воздухообмена в расширителе и наличия в определенные сезоны существенной разности между температурами масла в расширителе и верхней части его стенки наблюдается интенсивная конденсация воды, которая стекает на дно расширителя, контактируя с маслом.
Вода на дне бака не опасна, если она не достигает уравнительной изоляции обмоток. Однако, растворяясь в масле, эта вода ускоряет увлажнение изоляции.
Характерным примером негативного влияния конденсации воды в расширителе может служить полученная статистика по трансформаторам I, II габаритов. На более чем 50 % проверенных трансформаторах (свыше 1000 шт.), поступивших в ремонт, обнаружены следы ржавчины на верхнем ярме магнитопровода. В половине трансформаторов имели место повреждения обмоток, в том числе более 1000 шт. фазных катушек обмоток высокого напряжения (ВН). Распределение катушек по фазам (А — 27,5%, В — 33,3 %; С — 39,2 %) свидетельствует о явном преобладании повреждаемости катушек фазы С.
Данное положение объясняется тем, что вода, конденсирующаяся на верхней, менее нагретой части расширителя, стекает на дно и, достигнув отверстия сообщающейся трубы, стекает по ней на активную часть трансформатора. В большинстве трансформаторов расширитель расположен рядом с фазой С, что и приводит к повреждению этой фазы.
В ряде случаев, когда разрушение (прогар) межвитковой и межслоевой изоляции не происходит, трансформатор удается восстановить путем сушки активной части. В процессе испытаний следует соблюдать осторожность, так как при измерении параметров холостого хода на пониженном напряжении в случае увлажнения изоляции в обмотке наблюдается плавное увеличение тока холостого хода, вызванное током утечки при неизменном напряжении возбуждения. Если испытание не прекратить, произойдет термическое разрушение изоляции.
Простейшим средством защиты активной части трансформатора от прямого попадания воды может служить желебообразный отражатель (рис. 1) или изменение уклона сообщающейся трубки, обеспечивающих попадание воды на стенку и последующее ее стекание на дно бака.
Несовершенство данного предложения заключается в отсутствии защиты масла в баке от прямого контакта с водой, которая постепенно повышает его влагосодержание и ухудшает характеристики изоляции, сокращая межремонтный цикл.
Более действенным является устройство (рис. 2), обеспечивающее удаление конденсированной в расширителе воды. Расширитель снабжен «карманами» для приема стекающей по стенкам воды и трубами, отводящими воду в накопитель, который имеет указатель уровня. Сброс воды из накопителя может быть автоматизирован.
Таким образом, наличие водосборника в расширителе трансформатора позволяет непрерывно удалять конденсирующуюся в расширителе воду.
