I. Causa da Descarga Parcial

O isolador do transformador, a carcaça metálica e outros componentes frequentemente apresentam ângulos agudos e rebarbas, de modo que as cargas elétricas, sob a ação da intensidade do campo elétrico, se concentram nesses ângulos agudos ou rebarbas, resultando em descargas parciais.

Transformadores a seco isolados com resina epóxi, fabricados por moldagem a vácuo, podem apresentar bolhas internas se o controle do processo for inadequado, gerando descargas parciais. Geralmente, existem pequenas lacunas de ar no isolador de resina epóxi, e o coeficiente dielétrico das bolhas costuma ser muito menor que o do isolador. Consequentemente, a intensidade do campo elétrico dentro da bolha é muito maior que a do material isolante adjacente, facilitando o rompimento da bolha e a consequente descarga elétrica inicial.

Se a conexão elétrica entre os corpos condutores for deficiente, é fácil ocorrer descarga elétrica, o que é mais grave no caso de potenciais de suspensão metálica.

A alta umidade do ar, a resistência de isolamento insuficiente em parte do transformador, ou o isolamento do transformador danificado durante a instalação, o tempo de inatividade excessivo do transformador, o teor de água no material isolante acima do padrão e a umidade em toda a estrutura do transformador também afetarão a descarga parcial.

A resistência do campo magnético das camadas ou espiras é excessiva ao projetar a estrutura de isolamento de um transformador a seco. Isso pode ocorrer devido a um projeto inadequado da estrutura de isolamento, uso de material isolante de baixa qualidade, processos de enrolamento, secagem e moldagem deficientes, ou um processo de montagem inadequado, como a presença de rebarbas ou espaçamento entre os fios de alta e baixa tensão. Todos esses fatores contribuem para o aumento da descarga parcial.

II. O Perigo da Descarga Parcial

Existem vários tipos de descargas parciais. Uma delas é a descarga parcial que ocorre na superfície isolante. Se a energia for elevada, a marca da descarga ficará visível na superfície do isolador e afetará a vida útil do transformador. Há também a descarga de alta intensidade, que ocorre na cavitação ou em eletrodos pontiagudos, concentrada em poucos pontos. Essa descarga parcial é corrosiva e pode penetrar nas camadas e profundidades da placa isolante, levando eventualmente à ruptura.

A descarga parcial é a principal causa do envelhecimento e da ruptura do isolamento. O curto tempo de descarga não causa danos dielétricos em todo o canal, e a ação eletrolítica da descarga acelera a oxidação e a corrosão do isolamento, reduzindo assim a vida útil do transformador. O grau de dano depende do desempenho da descarga e do mecanismo de dano do isolamento durante a descarga. Se a descarga parcial em transformadores a seco exceder significativamente o nível padrão, ocorrerá envelhecimento e ruptura do isolamento interno em sua vida útil de 3 a 5 anos. Portanto, a descarga parcial em transformadores a seco deve ser rigorosamente controlada na China.

III. Controle de Descarga Parcial em Transformadores a Seco
O principal material isolante dos transformadores a seco é a resina epóxi, um material seguro e confiável, amplamente utilizado em sistemas de energia abaixo de 35 kV. Diversos fatores afetam a descarga parcial em transformadores a seco, sendo os principais a escolha da matéria-prima, o projeto estrutural do produto e o processo de enrolamento e fundição. Considerando os ajustes contínuos no projeto, aprimoramento dos processos, seleção de materiais e práticas de produção da nossa empresa, propomos as seguintes medidas de controle.

1. Projeto de Estrutura de Enrolamento
(1) A distância de isolamento principal, no projeto do enrolamento do transformador, deve garantir que a bobina de alta tensão e a bobina de baixa tensão, entre a bobina de alta tensão e o terra, tenham distância de isolamento suficiente. Sob condições admissíveis, quanto maior a distância de isolamento, menor será a intensidade do campo. O isolamento da parede na bobina de alta tensão pode ser aumentado adequadamente para reduzir efetivamente a intensidade do campo externo.
(2) Projeto da bobina de alta tensão entre camadas e seções, que controla a intensidade do campo da bobina, e se o enrolamento de alta tensão for usado folha de cobre com subseção, a tensão entre camadas é igual à tensão entre espiras, geralmente apenas para 10 a 20 V, a tensão seccional entre camadas da estrutura do fio eletromagnético é de 400 a 800 V, o número de seções deve ser maior, como em um transformador a seco de 35 kV, o número desejável de seções é superior a 16 a 18 peças. É claro que isso traz muitos problemas para o processo de enrolamento.
(3) Controle de blindagem: adote uma blindagem eficaz, com arestas de corte, rebarbas e espaços de ar compactados dentro da blindagem, o que pode eliminar eficazmente a descarga elétrica na ponta da trinca e reduzir a descarga parcial. A blindagem de alta tensão e a extremidade do fio de alta tensão, bem como a conexão entre a baixa tensão e a braçadeira, devem estar firmemente conectadas; o processamento da blindagem deve ser mantido limpo, as camadas da blindagem devem ser lisas, sem quebras ou pontas, etc.

2. Controle do processo de enrolamento de bobinas, moldagem e vazamento a vácuo

A bobina seca do transformador é o componente mais crítico, pois a falha da bobina determina o bom funcionamento do transformador. O efeito da moldagem a vácuo também é crucial para a distribuição localizada da umidade, visto que até mesmo pequenos poros afetam a distribuição da umidade no transformador. Portanto, o processo de produção e moldagem da bobina deve ser rigorosamente controlado.

(1) Ao enrolar a bobina, devemos estar familiarizados com os desenhos e o processo, e não podemos alterar arbitrariamente o número de voltas entre as camadas e o número de folhas isolantes entre as camadas! Certifique-se de que todos os materiais estejam limpos ao enrolar.

(2) Ao instalar a soldagem dos terminais do molde, preste atenção aos danos causados ​​pela alta temperatura ao isolamento da bobina; o fio soldado deve ser polido para remover rebarbas e cantos afiados, etc. Certifique-se de que todos os terminais estejam isolados a uma distância suficiente para serem preenchidos com resina epóxi e limpos durante todo o processo de montagem. A bobina do molde instalada deve ser seca rigorosamente de acordo com o processo de secagem.

(3) Os ingredientes da resina epóxi e a desgaseificação, bem como o processo de dosagem, devem seguir rigorosamente as normas técnicas, como material, proporção de mistura, temperatura e tempo de desgaseificação. A viscosidade deve ser controlada de perto, assim como o grau de vácuo, a temperatura e a formação de bolhas. Durante a mistura, a temperatura de vazamento e o grau de vácuo devem ser monitorados, mantendo-se a bobina (molde) dentro da faixa de controle de temperatura especificada. No processo de vazamento, a velocidade não deve ser muito alta para evitar a formação de bolhas. Ao realizar o vazamento dinâmico, deve-se atentar para o tempo decorrido entre a adição dos ingredientes e a conclusão do vazamento, a fim de evitar que a viscosidade da resina fique muito alta.

3. Seleção e controle de matérias-primas

(1)A seleção do fio eletromagnético pode ser feita com isolamento de fio esmaltado de cobre plano ou com enrolamento de fio de cobre redondo; os fornecedores de fio eletromagnético na produção devem ter equipamentos especiais de rebarbação e dispositivos de detecção e se esforçam para reduzir as rebarbas ao mínimo.

(2) a escolha dos materiais de resina epóxi, diferentes resinas epóxi, suas características são diferentes, a liberação local do produto, o desempenho geral também tem grande impacto, deve-se escolher resina de baixa viscosidade, boa tenacidade, alta resistência de isolamento, diferentes modelos de resina, o departamento técnico deve desenvolver as especificações de processo correspondentes.

(3) Controle do material isolante na bobina: a qualidade do material isolante entre as camadas do transformador a seco está diretamente relacionada à quantidade local. Portanto, fornecedores estáveis ​​e de longo prazo devem ser selecionados para o fornecimento de matérias-primas, pois, após a troca do material, o transformador não apresentará problemas em curto prazo.
(Continua)