Ezen az oldalon
A transzformátor átvezető egy szigetelt áramvezető csatlakozófelület, amely lehetővé teszi, hogy a transzformátor tekercs kivezetése áthaladjon a földelt fém tartályon anélkül, hogy azzal elektromos érintkezésbe kerülne. Dielektromos elválasztást és mechanikai támasztást biztosít; a kialakítástól függően a beépített átvezető szerelvény a transzformátor folyadék- vagy gázhatárának megőrzésében is segít.
Ez a rendszerbeli pozíció a kulcs az alkatrész megértéséhez. Az átvezető nem csupán a transzformátor tetején látható porcelán vagy polimer burkolat. Ez a teljes átmenet a feszültség alatt álló belső vezető, a földelt tartály vagy karima, valamint a külső elektromos rendszer csatlakozása között.
Hol helyezkedik el a transzformátor átvezető?
A transzformátor belsejében a tekercs kivezetését csatlakoztatni kell egy külső felsővezetékhez, kábelhez, síncsatornához vagy bontható csatlakozóhoz. Mivel a transzformátor tartálya általában földelt, a kivezetés nem haladhat át közvetlenül a fémfalon. Az átvezető képezi az ellenőrzött szigetelő utat ezen a határon keresztül.
Egy tipikus elrendezés a következőket tartalmazza:
- egy központi áramvezetőt vagy egy átjárót a húzóvezeték vagy húzórúd számára;
- belső szigetelés a vezető és a földelt szerelőperem között;
- egy külső szigetelőház ernyőkkel, ahol levegőszigetelésre és kúszóáramútra van szükség;
- a transzformátortartályhoz rögzített perem vagy szerelőszerkezet;
- kapcsok vagy csatlakozóelemek a transzformátor és a rendszer oldalán; valamint
- a transzformátor szigetelőközegének és az átvezető kialakításának megfelelő tömítések.
Ez egy egyszerű rendszermodellhez vezet:
transzformátortekercselés → belső kivezetés → átvezető vezetője → külső kapocs → energiarendszeri vezető
A földelt tartály körülveszi az útvonal egy részét, ezért az átvezetőnek kezelnie kell mind az elektromos igénybevételt, mind a tartályon való fizikai átvezetést.
Mi a transzformátor átvezető feladata?
Az alkatrész több kapcsolódó funkciót lát el ugyanazon a határolófelületen.
| Funkció | Amit az átvezetőnek el kell látnia | Mi történhet, ha a funkció megszűnik |
|---|---|---|
| Áramvezetés | Folyamatos vezetőképes út biztosítása a tekercs kivezetése és a külső áramkör között | Helyi melegedés, csatlakozási sérülés vagy folytonossági hiány |
| Dielektromos szigetelés biztosítása | Tartsa az áram alatt lévő vezetőt elektromosan elszigetelve a földelt tartálytól és peremtől | Felületi átívelés vagy belső szigetelési hiba |
| Elektromos igénybevétel szabályozása | Az elektromos tér alakítása geometriai kialakítással, illetve fokozatos felépítésű kiviteleknél belső vezetőrétegekkel | Túlzott igénybevétel-koncentráció és a szigetelés elhasználódása |
| Mechanikai terhelések elviselése | A kapocs és a vezető pozícióban tartása normál üzemi terhelés mellett | Repedés, elmozdulás, tömítéskárosodás vagy csatlakozási feszültség |
| Tartsa fenn a berendezés határolását | Segítsen megakadályozni a szigetelőfolyadék vagy -gáz kijutását, valamint a nedvesség vagy szennyeződések bejutását, ahol a kialakítás ezen határolás részét képezi | Szivárgás, szennyeződés vagy csökkent dielektromos integritás |
Ezek a funkciók egymástól függenek. Például egy sérült tömítés nemcsak mechanikai probléma: a nedvesség bejutása vagy a szigetelőközeg elvesztése a dielektromos teljesítményt is befolyásolhatja.
Hogyan működik a transzformátor átvezető?
Az alapelv a két elektromos potenciál közötti ellenőrzött szigetelés. A központi vezető feszültség alatt áll, míg a rögzítőkarima és a transzformátortartály földpotenciálon van. A közöttük lévő szigetelőanyagnak átütés, ívátütés vagy elfogadhatatlan szivárgóáram nélkül kell elviselnie a határolófelületen fellépő feszültséget.
A levegő felőli oldalon a ház biztosítja a levegőben mért távolságot és a felület mentén kialakuló hosszabb kúszóáramutat. A szoknyák növelik ezt a felületi utat és segítenek kezelni a környezeti hatásokat. A szükséges geometria a feszültségtől, a szennyezettségi viszonyoktól, a szigeteléskoordinációtól és az alkalmazandó tervezési specifikációtól függ.
Egy ... belsejében tömör vagy ömlesztett típusú átvezető, a szigetelés elsősorban az ömlesztett dielektromos anyagon és az alkatrész geometriáján alapul. Ezek a kialakítások általában az alacsonyabb feszültségű transzformátorcsatlakozásokhoz kapcsolódnak, bár a helyes alkalmazás az átvezető hitelesített névleges értékétől függ, nem pedig egy általános feszültségjelöléstől.
Egy kapacitív vezérlésű átvezető, a vezetőképes vezérlőrétegeket a fő szigetelésen belül, a központi vezető körül helyezik el. Ezek a rétegek egy szabályozott kapacitássorozatot alkotnak, amely egyenletesebben osztja el az elektromos igénybevételt a vezető és a földelt karima között. Ezt a kondenzátormagos szerkezetet széles körben alkalmazzák ott, ahol a feszültségigénybevétel tudatosabb térvezérlést követel meg.
A vezérlőrétegek nem további áramvezető kapcsok. Céljuk az elektromos tér szabályozása a szigetelőrendszeren belül.
Transzformátorátvezető-típusok: Használja a megfelelő osztályozási tengelyt
Számos cikk egyetlen hosszú listát mutat be az átvezető “típusokról”, de a címkék gyakran különböző mérnöki kérdéseket írnak le. Egy átláthatóbb megközelítés a négy osztályozási tengely elkülönítése.
| Osztályozási tengely | Főkategóriák | Amit a besorolás elárul |
|---|---|---|
| Elektromos felépítés | Szilárd/tömör; kapacitív vezérlésű/kondenzátoros | Hogyan kezeli a főszigetelés az elektromos igénybevételt |
| Főszigetelési technológia | Olajjal impregnált papír (OIP); gyantával impregnált papír (RIP); gyantával impregnált szintetikus anyag (RIS) | A kondenzátormag vagy átvezető kialakításában használt anyagrendszer |
| Szervizinterfész | Folyadék-levegő; folyadék-folyadék; folyadék-gáz; levegő-levegő, a berendezéstől függően | Milyen szigetelő környezeteket köt össze az átvezető |
| Kapocs- vagy berendezésinterfész | Húzókábeles, húzórudas, alsó csatlakozású, kábeldobozos, feszültség alatt álló előlapú, érintésvédett előlapú és egyéb, alkalmazásspecifikus elrendezések | Hogyan csatlakozik a vezető és a külső rendszer |
Ezeket a kategóriákat nem szabad kölcsönösen kizáró alternatívákként kezelni. Egy átvezető lehet kapacitív vezérlésű, RIP, folyadék-levegő kialakítású, meghatározott kapocselrendezéssel. Minden címke egy eltérő tulajdonságot ír le.
Szilárd vagy tömör típusú átvezetők
A tömör/ömlesztett konstrukció viszonylag egyszerű szigetelőtestet használ kondenzátormag nélkül. A porcelán, epoxi vagy más dielektromos anyag biztosítja a fő szigetelést, és egyes kivitelek a vezető körüli térben transzformátorolajat is alkalmaznak. A pontos felépítés változó, ezért a “tömör” kifejezést nem úgy kell értelmezni, hogy minden alkatrész folyadékmentes.
Ezt a kategóriát gyakran használják alacsonyabb feszültségű tekercseknél és elosztóberendezéseknél. Ennek ellenére a tényleges feszültség-, áram-, szigetelési, méret- és környezeti besorolások alapján kell meghatározni.
Kapacitív vezérlésű vagy kondenzátoros átvezetők
A kondenzátoros átvezető egy olyan tervezett magot tartalmaz, amelybe számított időközönként vezetőképes rétegeket ágyaztak be. Az így létrejövő kapacitív hálózat hatékonyabban szabályozza a radiális és axiális feszültségigénybevételt, mint önmagában a geometria.
Egyes vezérelt átvezetők tartalmaznak egy külső vezérlőréteghez csatlakoztatott teszt- vagy feszültségleágazást. Ez a funkció lehetővé teszi az állapotméréseket a kompatibilis kiviteleken, de annak használata, földelési elrendezése és vizsgálati eljárása az átvezető gyártójának utasításait követő szakképzett személyzet feladata. Ez nem egy általános célú elektromos csatlakozás.
OIP, RIP és RIS átvezetők
Az alábbi rövidítések a fő szigetelési technológiákat azonosítják, nem pedig három univerzális alkalmazási osztályt:
- OIP — Olajjal impregnált papír: szigetelőolajjal impregnált, papíralapú kondenzátormag.
- RIP — Gyantával impregnált papír (Resin-Impregnated Paper): szilárd testet alkotó, gyantával impregnált és kikeményített, papíralapú kondenzátormag.
- RIS — Gyantával impregnált szintetikus anyag (Resin-Impregnated Synthetics): gyantával impregnált szintetikus anyagot használó kondenzátormag-technológia.
A technológia önmagában nem határozza meg az alkalmasságot. A teljes átvezető specifikációnak figyelembe kell vennie az elektromos névleges értékeket, az interfészt, a szerelési geometriát, a külső szigetelést, a transzformátor közegét, a mechanikai igénybevételt és a gyártó által hitelesített adatokat.
A feszültség alatt álló (Live-Front) és a feszültségmentes (Dead-Front) átvezetők különböző típusok?
Ezek a csatlakozási interfész hozzáférhetőségét és árnyékolását írják le, különösen a talapzatra szerelt elosztóberendezések esetében. A feszültség alatt álló (live-front) lezárásnál a feszültség alatt álló részek hozzáférhetőek, amikor a rekesz nyitva van, míg a feszültségmentes (dead-front) rendszer árnyékolt, bontható csatlakozókat használ, amelyek célja, hogy helyes összeszerelés esetén földelt külső felületet biztosítsanak.
Ez a megkülönböztetés fontos, de nem ugyanaz a besorolás, mint a szilárd vagy kapacitív vezérlésű, illetve az OIP vagy RIP típusok esetében. Ezen kifejezések egyetlen listába történő keverése elfedi azokat a tervezési döntéseket, amelyeket valójában képviselnek.
Mely transzformátor átvezető névleges adatok számítanak?
Egy név vagy anyagmegjelölés nem elegendő egy csere vagy új átvezető azonosításához. Az alábbi mezők ismertetik a fő mérnöki határértékeket, de nem helyettesítik a gyártó által jóváhagyott kiválasztási folyamatot.
| Névleges érték vagy specifikációs mező | Miért fontos |
|---|---|
| A berendezés legmagasabb feszültsége (Um) vagy alkalmazandó feszültségosztály | Meghatározza a vonatkozó szabvánnyal és berendezés-specifikációval használt szigetelőrendszer feszültséghatárát |
| Névleges áram | A megadott körülmények közötti folyamatos áramterhelhetőségre és hőmérséklet-emelkedési teljesítményre vonatkozik |
| Szigetelési szint | Meghatározza a szigeteléskoordinációhoz szükséges teljesítményfrekvenciás és impulzus-ellenállási szinteket |
| Kúszóáramút és külső szigetelési profil | A felületi szigetelési teljesítményre, valamint a környezeti vagy szennyezési kitettségre vonatkozik |
| Frekvencia és AC/DC üzemmód | Megakadályozza, hogy egy AC átvezető szabványt vagy kialakítást automatikusan alkalmazzanak egy DC rendszeren |
| Szervizinterfész | Megerősíti a kompatibilitást levegővel, transzformátorfolyadékkal, gázszigetelésű berendezéssel vagy más közeggel |
| Vezető és kapocs elrendezés | Meghatározza az elektromos csatlakozást, az áramutat és a telepítési kompatibilitást |
| Karima és méretbeli illesztőfelület | Meghatározza, hogy a persely fizikailag illeszkedik-e, és megőrzi-e az előírt berendezés-határolást |
| Mechanikai és környezeti követelmények | Kiterjed a kapocs terhelésére, a szeizmikus igényekre, a tengerszint feletti magasságra, a hőmérsékleti viszonyokra és az alkalmazható telepítési környezetre |
| Kapacitás és disszipációs/teljesítménytényező referenciaadatok | Alapállapotú információkat biztosít a kompatibilis fokozatos perselyekhez és a jóváhagyott diagnosztikai programokhoz |
A feszültségterminológia szabványonként és piaconként változik. A VIOX útmutató a kisfeszültségű, középfeszültségű és nagyfeszültségű osztályozáshoz elmagyarázza, miért nem helyettesíthetik az informális feszültségjelölések a persely és a transzformátor dokumentációjában szereplő értékeket.
Transzformátor átvezető szigetelő vs. gyűjtősín vagy távtartó szigetelő
Mindhárom alkatrész dielektromos anyagokat használ, de különböző pozíciókat foglalnak el és eltérő rendszerszintű problémákat oldanak meg.
| Komponens | Elsődleges rendszerpozíció | Vezet áramot? | Áthalad földelt burkolaton? | Fő feladat |
|---|---|---|---|---|
| Transzformátor átvezető szigetelő | Transzformátortartály határa | A központi vezető vagy a kivezető rúd áramot vezet | Igen | Feszültség alatt álló csatlakozás átvezetése a földelt tartályon keresztül, a szigetelés és a mechanikai integritás megőrzése mellett |
| Gyűjtősín-szigetelő | Kapcsolóberendezéseken, paneleken, sínrendszereken vagy elosztóegységeken belül | Alaphelyzetben nem | Alaphelyzetben nem | Gyűjtősín megtámasztása és elválasztása a földelt szerkezetektől vagy más vezetőktől |
| Távtartó szigetelő | Egy vezető/alkatrész és a rögzítési felülete között | Alaphelyzetben nem | Nem | Fizikai távolság és dielektromos szigetelés fenntartása a felszerelt alkatrész megtámasztása közben |
A szomszédos alkatrész határvonalát lásd itt: Mi az a gyűjtősín-szigetelő? és a VIOX összehasonlítása távtartó szigetelők vs. gyűjtősín-szigetelők.
A döntő különbség az, hogy a transzformátor átvezető egy elektromos átvezetés. A gyűjtősín vagy a támasztószigetelő általában egy külön áramvezető alkatrészt tart, ahelyett, hogy a tartályon áthatoló csatlakozást képezne.
Mi jelzi, hogy a transzformátor átvezető vizsgálatra szorulhat?
Azok az észlelhető állapotok, amelyek felülvizsgálatot indokolnak, a következők lehetnek:
- repedt, csorba, kilyukadt vagy erősen szennyezett külső szigetelés;
- olaj vagy egyéb szigetelőközeg szivárgása az átvezető vagy a rögzítési terület körül;
- sérült kapcsok, laza külső csatlakozások vagy rendellenes melegedés a hasonló fázisokhoz képest, hasonló terhelés mellett;
- korrózió, elmozdult hardver, sérült tömítések vagy látható mechanikai elmozdulás;
- rendellenes zaj, kisülésre utaló jelek, kúszóáramnyomok vagy ívátütési nyomok; és
- a kapacitás vagy a dielektromos veszteség/teljesítménytényező változásai, amelyeket egy jóváhagyott állapotfelmérő program azonosított.
Ezek állapotjelzők, nem pedig általános diagnózisok. Jelentésük függ a szigetelőátvezető technológiájától, kialakításától, hőmérsékletétől, terhelésétől, a vizsgálati módszertől, a korábbi alapértékektől és a gyártói útmutatástól.
A transzformátor-átvezetők nagyenergiájú berendezések részei. Üzemelő átvezetőt ne érintsen meg, ne tisztítson, ne kössön le, ne földeljen le mérőcsapot, és ne kíséreljen meg rajta vizsgálatot. A rendellenes állapotokat az eszköz tulajdonosának biztonsági szabályai szerint, szakképzett személyzetnek kell értékelnie, a gyártói dokumentáció, valamint a jóváhagyott leválasztási, földelési és vizsgálati terv felhasználásával.
Melyik szabvány vonatkozik a transzformátor-átvezetőkre?
IEC 60137:2017 specifies characteristics and tests for separately supplied insulated bushings used in transformers and other electrical apparatus in three-phase AC systems with highest voltage for equipment above 1,000 V and power frequency from 15 Hz through 60 Hz. It also identifies cases that require special agreement, including certain DC applications.
Ez a hatálymeghatározás két okból is fontos:
- Az IEC 60137 nem igazolja, hogy egy adott átvezető megfelel a követelményeknek; a megfelelőséghez érvényes, termékspecifikus bizonyíték szükséges.
- Nem alkalmazható automatikusan minden kisfeszültségű, DC, integrált vagy alkalmazásspecifikus átvezetőre.
További szabványok vagy berendezés-specifikációk szabályozhatják a méreteket, a DC terhelhetőséget, a szeizmikus minősítést, a szennyezettségi teljesítményt, a transzformátor-integrációt vagy a regionális követelményeket. Mindig ellenőrizze a teljes szabványkészletet az aktuális telepítéshez.
A helyes mentális modell
Bármely transzformátor-átvezető megértéséhez tegye fel a következő négy kérdést sorrendben:
- Hol van a határvonal? Azonosítsa a feszültség alatt álló vezetőt, a földelt peremet vagy tartályt, valamint a szigetelő környezetet mindkét oldalon.
- Hogyan történik az elektromos igénybevétel szabályozása? Határozza meg, hogy a konstrukció tömör/egységes vagy kapacitív vezérlésű-e.
- Milyen szigetelési és csatlakozási technológiákat alkalmaznak? Különítse el az OIP, RIP, RIS, külső burkolat, szervizcsatlakozó és kapocselrendezés fogalmait.
- Mely hitelesített névleges értékek határozzák meg az alkalmazást? Ellenőrizze a feszültséget, az áramerősséget, a szigetelési szintet, a méreteket, a környezetet, a mechanikai igénybevételt és a gyártói adatokat.
Ez a modell megelőzi a gyakori hibát: amikor egy átvezetőt csak egy anyagmegjelölés vagy általános feszültségleírás alapján választanak ki, figyelmen kívül hagyva a tartálycsatlakozást és a teljes névleges értékeket.
Gyakran Ismételt Kérdések
A transzformátor-átvezető ugyanaz, mint a szigetelő?
A transzformátor-átvezető tartalmaz szigetelőrendszert, de speciálisabb átvezetési funkciót lát el. Lehetővé teszi, hogy egy feszültség alatt álló vezető áthaladjon egy földelt transzformátortartályon. Az önálló szigetelő általában csak megtámaszt vagy elválaszt egy vezetőt anélkül, hogy létrehozná azt a tartályátvezetést.
Minden nagyfeszültségű transzformátor-átvezető olajjal töltött?
Az OIP egy bevált technológia, de léteznek gyantával impregnált papír és gyantával impregnált szintetikus kondenzátoros kialakítások is. A transzformátor akkor is lehet folyadéktöltésű, ha az átvezető fő szigetelése szilárd, gyantával impregnált rendszer.
Mi a különbség az átvezető és a transzformátor kapocs között?
A kapocs a külső vezető csatlakozási pontja. Az átvezető a teljes szigetelt átmenet az adott kapocs, a belső transzformátorcsatlakozás és a földelt tartály között. A kapocs az átvezető szerelvény egyik része lehet.
