Trafo izolasyonu nedir?
Güç sistemi söz konusu olduğunda, getirdiği muazzam üretim avantajları ve yaşam kolaylığı aklımıza gelir, ancak gücüne ve güvenliğine de büyük önem vermekten kendimizi alamayız, sonuçta "elektrik kaplanı" unvanına sahiptir. Güç transformatörlerinin günlük kullanımında, "yalıtım" güvenliğiyle ilgilidir.
Temel kavram
Yalıtım, fiziksel bir terimdir, elektrik çarpması güvenlik önlemlerine karşı korumak için yüklü gövdeyi izole etmek veya sarmak için iletken olmayan maddelerin kullanımını ifade eder. Güç trafosunun yalıtımı, akım kaçağı ve arıza oluşumunu önlemek ve trafonun elektriksel güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamaktır. Trafo sargılarının, demir çekirdeklerin ve topraklı diğer bileşenlerin, farklı faz sargıları arasında ve farklı voltaj seviyeleri arasında yalıtımıyla ilgilidir.
Yalıtım türü
Güç trafosunun izolasyonu tam izolasyon ve kademeli izolasyon olarak ikiye ayrılır. Tam izolasyon, tüm sargının aynı seviyede yalıtıldığı ve küçük trafolar ve düşük kapasiteli uygulamalar için uygun olduğu izolasyondur. Kademeli izolasyon (yarı izolasyon olarak da bilinir) olarak adlandırılan, yani trafo sargısının merkezi nokta alanına yakın ana izolasyonu, giriş tarafındaki ana izolasyondan daha düşüktür. 35KV ve altı gerilim sınıfları için trafolar tam izolasyonludur. Kademeli izolasyonlu trafo, esas olarak 110kv ve üzeri gerilim seviyeli elektrik şebekesinin yüksek akım topraklama sisteminde kullanılır. Tam izolasyonla karşılaştırıldığında, kademeli izolasyon iç izolasyonun boyutunu küçültebilir, böylece tüm trafonun boyutu küçülür, maliyet düşer ve daha ekonomik olur. Ancak, güvenlik açısından tam izolasyon kadar güvenli olmaması gibi bazı dezavantajları da vardır.
Yalıtım yapısı
Transformatör izolasyonu iç ve dış olmak üzere ikiye ayrılır; dış izolasyon ve iç izolasyon.
İç yalıtım, transformatör tankındaki farklı elektronik bileşenler arasındaki yalıtımı ifade eder ve esas olarak sargı yalıtımı, uç ve kademe değiştirici yalıtımını içerir. Bu yalıtım parçaları temel olarak atmosfer, kirlilik, nem, yabancı madde vb. gibi dış koşullardan etkilenmez. İç yalıtım ayrıca ana yalıtım ve uzunlamasına yalıtım olarak ikiye ayrılır. Birincil yalıtım, sargılar ile toprak arasındaki, fazlar arasındaki ve aynı faz ve farklı voltaj seviyelerindeki sargılar arasındaki yalıtımı ifade eder. Bu, transformatördeki yalıtımın en kritik kısmıdır ve doğrudan transformatörün operasyonel güvenilirliğini ve ürün maliyetini etkiler.
Dış yalıtım, yalıtım kılıfı ve transformatör yağ tankının dışındaki hava yalıtımını, yalıtım kılıfının kendisini ve yalıtım kılıfı arasındaki yalıtımı ve yalıtım borusu ile toprak parçası arasındaki hava boşluğu mesafesini ifade eder. Dış yalıtımın kararlılığı çevreden büyük ölçüde etkilenir, ancak belirli bir doğal iyileşme yeteneğine sahiptir.
Yalıtım yöntemleri ve malzemeleri
Güç trafosunun yalıtımı genellikle yağa batırılmış yalıtım, kuru yalıtım, gaz yalıtımı ve diğer yöntemleri benimser. Yağa batırılmış yalıtım, esas olarak yağa batırılmış trafolar için kullanılır, bu da trafonun yüksek voltaj koşullarında normal çalışmasını sağlayabilir ve iyi nem geçirmezlik, soğutma, şok ve ark söndürme performansına sahiptir. Kuru yalıtım ve gaz yalıtımı esas olarak kuru trafolarda kullanılır, kuru yalıtımın nemlenmesi kolay olmaması, yanması kolay olmaması, bakımı kolay olması avantajlarına sahiptir, ancak yüksek voltaj ortamı için uygun değildir. Gaz yalıtımı düşük dielektrik sabitine ve iyi ark söndürme performansına sahiptir, ancak pahalıdır ve gazı zamanında çıkarmak zordur.
Yalıtım malzemesi üzerinde katı malzemeler ve sıvı malzemeler vardır. Yalıtım kağıdı, oluklu yalıtım kağıdı, Denison kağıdı, Nomex kağıdı vb. gibi katı malzemeler, bu malzemeler iyi termal stabiliteye ve nem direncine sahiptir. Yalıtım yağları gibi sıvı malzemeler, düzenli test ve kalite bakımı gerektirir.
Yalıtım malzemeleri ısı direnci derecesine göre de ayrılabilir, yaygın dereceler A, E, B, F, H beşidir, her derecenin karşılık gelen sınır izin verilen çalışma sıcaklığı vardır. Sınıf A yalıtım sınıfı için izin verilen maksimum sıcaklık 105 derecedir. Sınıf E yalıtım için izin verilen maksimum sıcaklık 120 derecedir. Sınıf B yalıtım için izin verilen maksimum sıcaklık 130 derecedir. Sınıf F yalıtım için izin verilen maksimum sıcaklık 155 derecedir. Sınıf H yalıtım sınıfı için izin verilen maksimum sıcaklık 180 derecedir.
Yalıtım hatası sorunu
Yalıtımın yaşlanması
Transformatör izolasyonunun eskimesi karmaşık ve kademeli bir süreçtir, transformatörün içindeki izolasyon malzemesine atıfta bulunur, uzun vadeli çalışma sürecinde, çeşitli faktörlerden etkilenir, kademeli olarak orijinal mekanik mukavemetini ve elektriksel izolasyon mukavemetini kaybeder. Transformatör izolasyonunun eskimesinin başlıca nedenleri şunlardır: uygunsuz nem izolasyonu, kimyasal korozyon, uzun vadeli aşırı yük çalışması, transformatör bağlantı arızası, elektriksel yaşlanma, basınç yaşlanması vb. Transformatör izolasyonunun eskimesine yanıt olarak, izolasyon direnç testi, dielektrik kayıp faktörü testi, temizlik ve kurutma, düzenli yağ değişimi muayenesi ve soğutma sisteminin bakımı düzenli olarak yapılmalıdır.
Yalıtım nemi
Güç trafosunun yalıtım nemi, trafo ara katman veya dönüşler arası kısa devre yapmasına neden olur ve bu da güç sistemine zarar verir. Güç trafosunun yalıtımı, esas olarak aşağıdaki nedenlerden dolayı nemden etkilenir: (1) Yalıtım, trafonun zayıf sızdırmazlığından etkilenir (2) Yalıtım, trafonun kalite sorunundan etkilenir (3) Yalıtım, trafonun taşınması sırasında nemden etkilenir (4) Yalıtımın neden olduğu trafonun montajı ve bakımı, güç trafosunun eskimesinden etkilenir. Bu nedenle, trafo yalıtımının olası yalıtım nem sorunları göz önünde bulundurulduğunda, trafo yalıtım malzemeleri düzenli olarak onarılmalı, örneğin nem bulunursa zamanında değiştirilmeli, taşıma, bakım sırasında nemden, yağ kaçağından kaçınmak için, kullanım sırasında çalışma yöntemine dikkat edilmeli, yanlış kullanımdan kaynaklanan yalıtım nemi önlenmelidir.
