Qu'est-ce que l'isolation d'un transformateur ?
En ce qui concerne le système électrique, nous pensons aux énormes avantages de production et à la commodité de la vie qu'il apporte, mais nous ne pouvons pas nous empêcher d'accorder une grande attention à sa puissance et à sa sécurité, après tout, il a le titre de « tigre électrique ». Dans l'utilisation quotidienne des transformateurs de puissance, « l'isolation » est liée à sa sécurité.
Concept de base
L'isolation est un terme physique qui désigne l'utilisation de substances non conductrices pour isoler ou envelopper le corps chargé, afin de le protéger contre les mesures de sécurité contre les chocs électriques. L'isolation du transformateur de puissance vise à empêcher l'apparition de fuites de courant et de pannes, et à assurer la sécurité électrique et la fiabilité du transformateur. Elle concerne l'isolation des enroulements du transformateur, des noyaux de fer et d'autres composants avec la terre, entre différents enroulements de phase et entre différents niveaux de tension.
Type d'isolation
L'isolation des transformateurs de puissance est divisée en isolation complète et isolation graduée. L'isolation complète est celle où l'ensemble de l'enroulement est isolé au même niveau et convient aux petits transformateurs et aux applications de faible capacité. L'isolation dite graduée (également appelée semi-isolation), c'est-à-dire que l'isolation principale de l'enroulement du transformateur près de la zone du point central est inférieure à l'isolation principale du côté entrée. Les transformateurs pour les classes de tension 35 kV et inférieures sont entièrement isolés. Le transformateur à isolation graduée est principalement utilisé dans le système de mise à la terre à courant élevé du réseau électrique de 110 kV et de niveau de tension supérieur. Par rapport à l'isolation complète, l'isolation graduée peut réduire la taille de l'isolation interne, de sorte que la taille de l'ensemble du transformateur est réduite, le coût est réduit et il est plus économique. Cependant, il présente également certains inconvénients, comme en termes de sécurité, il n'est pas aussi sûr que l'isolation complète.
Structure isolante
L'isolation du transformateur du point de vue interne et externe, peut être divisée en isolation externe et isolation interne.
L'isolation interne fait référence à l'isolation entre les différents composants électroniques dans la cuve du transformateur, notamment l'isolation des enroulements, des conducteurs et du changeur de prises. Ces éléments isolants ne sont fondamentalement pas affectés par les conditions extérieures telles que l'atmosphère, la pollution, l'humidité, les corps étrangers, etc. L'isolation interne est en outre divisée en isolation principale et isolation longitudinale. L'isolation primaire fait référence à l'isolation entre les enroulements et la terre, entre les phases et entre les enroulements de la même phase et de différents niveaux de tension. Il s'agit de la partie la plus critique de l'isolation du transformateur, qui affecte directement la fiabilité opérationnelle et le coût du produit du transformateur.
L'isolation externe fait référence au manchon isolant et à l'isolation de l'air à l'extérieur du réservoir d'huile du transformateur, y compris le manchon isolant lui-même et l'isolation entre le manchon isolant et la distance de l'espace d'air entre le tube isolant et la partie de mise à la terre. La stabilité de l'isolation externe est grandement affectée par l'environnement, mais elle a une certaine capacité de récupération naturelle.
Méthodes et matériaux d'isolation
L'isolation des transformateurs de puissance adopte généralement une isolation immergée dans l'huile, une isolation sèche, une isolation au gaz et d'autres méthodes. L'isolation immergée dans l'huile est principalement utilisée pour les transformateurs immergés dans l'huile, ce qui peut garantir que le transformateur fonctionne normalement dans des conditions de haute tension et présente de bonnes performances en matière d'étanchéité à l'humidité, de refroidissement, de choc et d'extinction d'arc. L'isolation sèche et l'isolation au gaz sont principalement utilisées dans les transformateurs secs, l'isolation sèche présente les avantages de ne pas être facilement humide, de ne pas être facile à allumer, d'être facile à entretenir, mais de ne pas convenir aux environnements à haute tension. L'isolation au gaz a une faible constante diélectrique et de bonnes performances d'extinction d'arc, mais elle est coûteuse et difficile à éliminer le gaz à temps.
En ce qui concerne les matériaux isolants, il existe des matériaux solides et des matériaux liquides. Les matériaux solides tels que le papier isolant, le papier isolant ondulé, le papier Denison, le papier Nomex, etc., ont une bonne stabilité thermique et une bonne résistance à l'humidité. Les matériaux liquides, tels que les huiles isolantes, nécessitent des tests réguliers et un maintien de la qualité.
Les matériaux isolants peuvent également être divisés en fonction de la classe de résistance à la chaleur, les classes courantes sont A, E, B, F, H cinq, chaque classe a la limite de température de fonctionnement autorisée correspondante. La température maximale autorisée pour la classe d'isolation de classe A est de 105 degrés. La température maximale autorisée pour l'isolation de classe E est de 120 degrés. La température maximale autorisée pour l'isolation de classe B est de 130 degrés. La température maximale autorisée pour l'isolation de classe F est de 155 degrés. La température maximale autorisée pour la classe d'isolation de classe H est de 180 degrés.
Problème de défaut d'isolement
Vieillissement de l'isolation
Le vieillissement de l'isolation du transformateur est un processus complexe et progressif. Il s'agit du matériau isolant à l'intérieur du transformateur, qui, au cours du processus de fonctionnement à long terme, est affecté par divers facteurs, perd progressivement sa résistance mécanique et sa résistance d'isolation électrique d'origine. Le vieillissement de l'isolation du transformateur a principalement les raisons suivantes : mauvaise isolation contre l'humidité, corrosion chimique, fonctionnement en surcharge à long terme, défaillance des joints du transformateur, vieillissement électrique, vieillissement sous pression, etc. En réponse au vieillissement de l'isolation du transformateur, des tests de résistance d'isolation, des tests de facteur de perte diélectrique, un nettoyage et un séchage, une inspection régulière des changements d'huile et un entretien du système de refroidissement doivent être effectués régulièrement.
Isolation contre l'humidité
L'humidité de l'isolation du transformateur de puissance peut facilement provoquer un court-circuit entre les couches ou entre les spires du transformateur, ce qui endommage le système électrique. L'isolation du transformateur de puissance est affectée par l'humidité principalement pour les raisons suivantes : (1) L'isolation est affectée par la mauvaise étanchéité du transformateur (2) L'isolation est affectée par le problème de qualité du transformateur (3) L'isolation est affectée par l'humidité pendant le transport du transformateur (4) L'installation et la maintenance du transformateur causées par l'isolation sont affectées par le vieillissement du transformateur de puissance. Par conséquent, compte tenu des éventuels problèmes d'humidité de l'isolation du transformateur, les matériaux d'isolation du transformateur doivent être régulièrement réparés, comme l'humidité est détectée à temps pour le remplacement, pendant le transport, l'entretien pour éviter l'humidité, les fuites d'huile, faire attention au mode de fonctionnement pendant l'utilisation, pour éviter l'humidité de l'isolation causée par un fonctionnement incorrect.
