Ограничения по изоляции сухих трансформаторов: 3 эксплуатационных риска, с которыми сталкиваются системы электростанций.

В трансформаторах сухого типа используются твердые диэлектрические барьеры, а не охлаждающее масло. Высокие классы изоляции обеспечивают огнестойкость, но твердые материалы не способны к самовосстановлению после микротрещин, что делает оборудование уязвимым для локальных электрических напряжений, загрязнения пылью и усталости от термического расширения.

Заблуждение о твердом диэлектрике
Многие операторы предприятий считают, что превосходная диэлектрическая прочность исключает электрические отказы. Твердосмоляная герметизация препятствует распространению пламени, однако твердые компаунды не обладают динамическим конвективным охлаждением и самовосстанавливающимися свойствами, присущими жидкостным аналогам при резких скачках нагрузки.

В технических характеристиках трансформаторов сухого типа с литым сердечником часто подчеркиваются высокие классы термостойкости. В реальных условиях эксплуатации возникают сильные механические сдвиговые напряжения, когда резкие перепады температуры заставляют твердые смоляные и металлические проводящие обмотки расширяться с неравномерной скоростью.

Три упускаемых из виду точки отказа в трансформаторах с твердым сердечником
Внутренний частичный разряд в литых обмотках
Пустоты внутри герметизированного трансформатора с литым сердечником создают локальные концентрации диэлектрических напряжений. Высокие градиенты напряжения в этих воздушных карманах вызывают микроскопические электрические дуги, постепенно разрушая твердые эпоксидные барьеры, пока пробой между фазой и землей не вызовет внезапную катастрофическую потерю изоляции.

Микротрещины от сильных термических циклов
Быстрые циклические нагрузки вызывают механическую усталость на внутренних поверхностях обмоток. В стандартном сухом трансформаторе с ЭЛТ-матрицей образуются микротрещины, когда металлические проводники расширяются быстрее, чем жесткая смола, что позволяет окружающей влаге и ионной пыли из воздуха проникать во внутренние слои.
Переходные скачки напряжения в распространенных конфигурациях обмоток
Переходные скачки напряжения и импульсы молнии создают крутые фронты напряжения на индуктивных катушках. Когда быстрые переходные процессы поражают сухой трансформатор типа «треугольник-звезда», неравномерное распределение напряжения создает напряжение на межвитковой изоляции до того, как вторичные защитные реле зарегистрируют ненормальные условия цепи.
Практические стратегии защиты твердотельных блоков
Группы специалистов должны использовать акустические датчики частичных разрядов для раннего обнаружения активности внутренних пустот. Калибровка термодатчиков внутри воздуховодов системы охлаждения сердечника предотвращает локальные перегревы, а герметичные корпуса изолируют поверхности обмоток от коррозионной промышленной влажности и проводящих частиц пыли.