- 3. ОСНОВНЫЕ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ДЕТАЛИ И УЗЛЫ.
ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
В зависимости от мощности, класса и принятого испытательного напряжения промышленной частоты, схемы соединения обмоток и способа регулирования напряжения, а также от многих специфических особенностей конструкции трансформатора строение его главной изоляции выполняется различно [3—8]. Здесь рассматриваются только типовые конструктивные элементы изоляции на примере трансформатора 35 кВ мощностью 1600 кВ-А (см. рис. 2-5). Рассмотрим вначале основные детали обмотки: цилиндр 5, 7, рейки, дистанционные прокладки, шайбы, опорные кольца.
Рис. 2-8. Изоляционные детали из склеенного электроизоляционного картона.
а — прокладка прямоугольная со скосом, фигурная, П-образная; б —рейка; в — кольцо с пазами.
Основное назначение цилиндра — создание изоляционного барьера между двумя обмотками, насаженными одна на другую, или между обмоткой и сталью магнитопровода, когда данная катушка является первой от стержня.
Цилиндр может быть жестким (бумажно-бакелитовым), являющимся как бы каркасом обмотки, или мягким из листов электроизоляционного картона, которые наматываются на стержень или насаженную обмотку в процессе сборки трансформатора. Мягкие цилиндры следует изготавливать из мягкого электроизоляционного картона марок М, А, Б.
Рейки 13, 15 имеют двойное назначение: они образуют вертикальные каналы между цилиндром и витками обмотки и несут дистанционные прокладки 16. В соответствии с этим они имеют вид, изображенный на рис. 2-8,6.
Ширина рейки постоянна для большинства обмоток. Толщина и длина реек изменяются соответственно размеру и длине вертикального канала.
Дистанционные прокладки (рис. 2-9,а) служат для создания горизонтальных каналов между витками или
Рис. 2-9. Изоляционные детали из листового электроизоляционного картона.
а — дистанционные прокладки; б —коробка; в — щиток.
катушками обмотки, представляя собой ту опорную поверхность, через которую передаются все осевые усилия, воздействующие на обмотки трансформатора. Дистанционные прикладки несут большую механическую нагрузку, особенно при коротких замыканиях. Это заставляет отнести их к разряду наиболее ответственных деталей, требующих определенной тщательности и аккуратности как в процессе их изготовления, так и при их установке в обмотке.
Для обеспечения необходимой эксплуатационной надежности трансформаторов и предупреждения усадки в процессе эксплуатации дистанционные прокладки следует изготавливать из электроизоляционного картона марки Б, предварительно уплотненного, имеющего плотность не ниже 1250 кг/м3.
Горизонтальные каналы между катушками по соображениям электрической и конструктивной прочности бывают различных размеров и выполняются обычно из электроизоляционного картона толщиной 2,0; 2,5 или 5 мм. Длина прокладок зависит от радиального размера обмотки.
На рис. 2-9,а показаны прокладки со скругленными углами. Скруглёние углов прокладок внутренней обмотки позволяет более плотно насадить (или намотать) расположенный снаружи цилиндр соседней обмотки и повышает электрическую прочность изоляционной конструкции.
Широко применяют дистанционные прокладки с двумя пазами, позволяющие выполнить дополнительное крепление прокладок наружными рейками («прошивку» обмоток).
Рис. 2-10. Элементы главной изоляции силовых трансформаторов. а — ярмовая изоляция трансформатора на 35 кВ с вынимающимся сектором; б — ярмовая изоляция трансформатора на 220 кВ; в — уравнительная изоляция в виде четырех деревянных планок; г — уравнительная изоляция в виде пластин электроизоляционного картона с приклепанными прокладками; д — изоляционная прокладка «мост»; е— плоский барьер трехфазного трансформатора напряжением 110 кВ с П-образными прокладками; ж — междуфазная перегородка; з—мягкая угловая шайба; 1 — шайба (лист); 2 — прокладка; 3 — вставка; 4 — заклепка; 5 — П-образная прокладка; 6 — прессованная дистанционная прокладка.
Шайбы применяют в обмотке как детали концевой изоляции или вместо прокладок между катушками. На рис. 2-5 каналы между катушками чередуются с шайбами из электроизоляционного картона 17, которые для возможности их установки при намотке Делаются разрезными.
Опорные кольца 11 и 14 (рис. 2-5) устанавливаются на обоих концах катушки и служат в качестве опорной изоляции.
Характерными элементами главной изоляции трансформатора являются ярмовая и уравнительная изоляции.
Ярмовая изоляция 1 (см. рис. 2-6) изолирует обмотки от ярм магнитопровода. Ярмовая изоляция трансформаторов 10—110 кВ представляют собой обычную шайбу из электроизоляционного картона толщиной 2—3 мм с приклепанными или приклеенными к ней с обеих сторон прокладками. Прокладки образуют каналы для охлаждения ярма и прохода масла к обмоткам. Необходимая толщина прокладок (размер канала) тем больше, чем больше диаметр стержня и радиальный размер обмотки. Число и расположение прокладок ярмовой изоляции соответствуют числу и расположению прокладок в обмотке. Для прохода концов внутренней обмотки в шайбах ярмовой изоляции делают соответствующие вырезы, а в более мощных трансформаторах для облегчения сборки шайбу делают разрезной — с вынимающимся сектором в зоне концов (рис. 2-10,а). В трансформаторах напряжением 220 кВ и выше (рис. 2-10,6) «шайба» ярмовой изоляции обычно состоит из нескольких слоев электрокартона; к верхнему и нижнему слоям приклепываются прокладки, в середину вкладывают остальные слои электрокартона, разрезанного на части, удобные для сборки и обеспечивающие перекрытие стыков.
Уравнительная изоляция служит для выравнивания обращенной к обмоткам полки ярмовой балки с плоскостью ярма. В рассматриваемом случае она выполнена из дерева (рис. 2-10,в). В существующих сериях, начиная с мощности трансформаторов 3200 кВ*А, применяют уравнительную изоляцию из электроизоляционного картона. При этом ее изготавливают в виде сегментов и полуколец с наклепанными прокладками (рис. 2-10,б,г). Ширина прокладок уравнительной изоляции такая же, как и ярмовой. Толщина прокладок, расположенных с обеих сторон пластины, неодинакова: толщина прокладок, обращенных к ярмовой изоляции, должна быть больше, чем со стороны полки ярмовой балки, так как между пластиной уравнительной изоляции и шайбой ярмовой изоляций в промежутки между их прокладками выводятся концы внутренних обмоток. Пластина уравнительной изоляции служит изоляционным барьером между выводным концом и полкой ярмовой балки. Верхние прокладки нижней уравнительной изоляции выполняются более длинными и используются как упор для перегородки между обмоткой и баком в трансформаторах напряжением 220 кВ и выше.
В трансформаторах малой и средней мощности напряжением до 15 кВ размеры изоляционного промежутка от обмоток до ярма и ярмовой балки относительно невелики. Поэтому концевую изоляцию обычно выполняют в виде деревянных подкладок или деталей из электроизоляционного картона, как бы совмещающих в себе ярмовую и уравнительную изоляцию.
Элементом изоляции обмоток ВН 110 кВ и выше является угловая шайба 5 (см. рис. 2-6) — кольцевой Г-образный барьер, охватывающий край обмотки. Цилиндрическая и горизонтальная части угловой шайбы (рис. 2-10,з) расположены вблизи края обмотки примерно перпендикулярно силовым линиям электрического поля и затрудняют развитие пробоя в масле как в радиальном направлении, так и в сторону ярма.
В настоящее время освоено производство жестких угловых шайб методом формовки из мягкого электроизоляционного картона марок А и М и литья из целлюлозы (см. гл. 8).
Барьеры или шайбы с П-образными прокладками (рис. 2-10,е, ж) устанавливают вверху и внизу обмоток ВН. Каналы по обе стороны барьера образуются П-образными прессованными прокладками (см. рис. 2-8,а).
