Сухие трансформаторы включены в энергосистемы жилых домов, общественных и административных зданий. Своему названию «сухих» трансформаторов они обязаны воздушному охлаждению, в процессе которого рабочие элементы устройства охлаждаются конвективным теплообменом и излучением.
Преимущества сухих силовых трансформаторов перед масляными
Конструктивное исполнение преобразователей напряжения определяется способом отвода излишнего тепла от обмотки аппаратуры.
Для эффективного охлаждения современных трансформаторов используются два способа теплоотвода:
- Воздушное охлаждение системы;
- Масляное охлаждение системы.
Техническая реализация масляного охлаждения требует размещения аппаратуры в специально оборудованных помещениях, соответствующих специальным требованиям безопасности на случай возгорания трансформаторного масла или бумажно-масляной изоляции.
В соответствии с этим трансформаторы с воздушным охлаждением приобретают определенные преимущества перед масляными аналогами:
- Обеспечивается высокий уровень пожарной безопасности. Обмотки устройств с воздушным охлаждением не горючи, материал обмоток не может стать источником пожара. При угрозе пожара со стороны внешнего источника возгорания смола не поддерживает процесс горения и обеспечивает противопожарный эффект;
- Гарантируется экологическая чистота эксплуатации благодаря отсутствию угрозы протечек масляного охладителя;
- Отсутствие шума и вибрации;
- Высокая надежность в эксплуатации, устойчивость к кратковременным перегрузкам, стойкость к излишней влажности и запыленности окружающей обстановки;
- Отсутствие периодических проверок наличия масла, минимальные эксплуатационные расходы;
- Удобство и простота эксплуатации;
- Небольшие габариты, позволяющие размещать сухие трансформаторы напряжения в уже имеющихся отсеках подстанций.
Особенности охлаждения сухих трансформаторов
Охлаждение воздушным способом сухих трансформаторов происходит в процессе непосредственного соприкосновения обмотки с воздухом.
В зависимости от наличия и конструкции защитного кожуха сухие трансформаторы подразделяются по типу исполнения:
- Тип С – открытое исполнение (без кожуха), характерное для устройств малой мощности. В отдельных случаях в приборах открытого исполнения обмотки заливают специальными эпоксидными компаундами, обладающими высокими прочностными, влагозащитными и электроизолирующими свойствами;
- Тип СЗ – защищенное исполнение с использованием кожуха с перфорацией;
- Тип СГ – исполнение с использованием герметичного кожуха.
При интенсификации воздушного охлаждения путем обдува вентилятором обмоток модели сухих трансформаторов обозначаются СД, указывающим на использование воздушного дутья.
Факторы внешних воздействий на сухие трансформаторы
По аналогии с другими электроприборами сухие преобразователи напряжения могут выйти из строя при воздействии внешних факторов, носящих характер физико-химической агрессии со стороны окружающей обстановки.
Влияние влажности
Трансформаторы до запуска в работу находятся в условиях окружающей среды, то есть их температура равна температуре воздуха в помещении. Влага из сырого воздуха способна проникать в материал изоляции обмоток и конденсироваться на их поверхности, становясь причиной разрядов на этапе подачи напряжения. Поэтому рекомендуется хранить преобразователь напряжения в помещении с относительной влажностью воздуха, не превышающей 90%.
Наличие конденсата на рабочих элементах аппаратуры не допускается. Включать трансформатор можно только при отсутствии конденсата.
Влияние пыли, песка, ветра
Электростатические поля вокруг электроаппаратуры способны притягивать частички пыли. Гигроскопичная пыль оседает на обмотках с образованием токопроводящего слоя, ухудшающего электроизоляционные параметры трансформатора.
Дополнительно отмечаются следующие негативные варианты:
- Ухудшается качество коммутирующих контактов;
- Засорение вентиляционной перфорации;
- Создаются препятствия штатной работе вентилятора.
Влияние химической агрессии
Сухие трансформаторы подвергаются химической «атаке» со стороны летучих углеводородов, соединений серы и азота, морской соли и других соединений, содержащихся в городском воздухе. При осаждении углеводородов на поверхности обмоток образуются проводящие и полупроводящие отложения, провоцирующие перераспределения электрических полей в магнитной системе.
В отдельных случаях наблюдается коррозия изоляционных материалов. В конечном итоге диэлектрические свойства изоляции деградируют, трансформатор выходит из строя.
Выводы
Соблюдение определенных мер защиты рабочих элементов сухих трансформаторов от негативных воздействий агрессивных внешних факторов обеспечит надежную работу аппаратуры в условиях штатной работы и при возникновении контролируемых перегрузок.
При использовании вентиляторов для обдува обмоток нельзя забывать о вентиляции самого помещения. Вентиляторам обдува необходим приток холодного воздуха в помещение и отвод нагретых воздушных масс.
