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Guia abrangente para proteção de isolamento de transformadores: métodos e materiais

Visualizações: 0     Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2025-04-28 Origem: Site

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Guia abrangente para proteção de isolamento de transformadores: métodos e materiais

1. Introdução

Garantir o isolamento robusto em transformadores de energia é essencial para evitar quebras dielétricas, prolongar a vida útil dos ativos e manter a confiabilidade da grade. A proteção de isolamento moderna integra materiais projetados e tecnologias proativas de diagnóstico para detectar falhas incipientes antes que elas se transformem em falhas.

Proteção da folha de isolamento do transformador

2. Estratégias de design de isolamento

Sistemas de isolamento imerdados por óleo

Os transformadores imersos a óleo utilizam uma combinação de dielétrico líquido (óleo mineral ou fluidos à base de éster) e isolamento sólido de celulose para formar um meio dielétrico contínuo em torno dos enrolamentos e núcleo. O petróleo penetra no isolamento em papel, eliminando as lacunas do ar e aumentando a força de quebra enquanto dissipava simultaneamente o calor.

Isolamento do tipo seco e composto

Os transformadores do tipo seco empregam epóxi de elenco ou impregnado a vácuo em torno dos enrolamentos, criando uma barreira rígida e resistente à umidade que requer manutenção mínima. Os compósitos epoxy-mica aumentam ainda mais a classe térmica e a resiliência mecânica, tornando-os adequados para aplicações de alto estresse.


3. Monitoramento on -line e retransmissão de proteção

Proteção de relay de gás (Buchholz)

Em transformadores cheios de petróleo, as falhas incipientes geram gases de decomposição que se acumulam no conservador de petróleo. Dispositivos-relay de gás detectam acumulação de gás leve ou pesado, desencadeando alarmes ou disjuntores para isolar o transformador e impedir a falha catastrófica.

Monitoramento parcial de descarga (DP)

A atividade da PD sinaliza degradação do isolamento localizado. Os monitores PD portáteis e permanentes capturam emissões eletromagnéticas de alta frequência, ondas acústicas ou sinais de HF/VHF/UHF para identificar os locais dos defeitos. O rastreamento contínuo de PD permite a manutenção baseada em condições e reduz interrupções não planejadas.

Análise de gases dissolvidos (DGA)

DGA quantifica os principais gases de falha (H₂, Ch₄, C₂h₄, C₂h₂) dissolvidos no óleo do transformador. Tendências e taxas de gás, interpretadas por diretrizes IEC/IEEE, revelam tipos de falhas - descarga parcial, superaquecimento térmico, arco - e guia intervenções oportunas.


4. Práticas de manutenção preventiva

Secagem a vácuo e desidratação

A umidade acelera o envelhecimento do isolamento e reduz a força dielétrica. A secagem a vácuo de bobinas e desgaseificação de óleo remove o vapor de água e os gases dissolvidos, restaurando as propriedades isolantes originais.

Filtração e rejuvenescimento de petróleo

Os sistemas on-line de filtração de petróleo eliminam contaminantes e umidade particulados, enquanto a regeneração de fluidos baseada em estásteres prolonga o desempenho dielétrico. O teste regular de qualidade do óleo informa os horários de substituição do filtro e intervalos de troca de óleo.

Limpeza e vedação de superfície

A limpeza de rotina de buchas e isoladores remove depósitos condutores. A inspeção e a substituição de juntas e vedações impedem a entrada de umidade e mantenham a integridade estanque de óleo.

Proteção do tubo de isolamento do transformador

5. Materiais de isolamento avançado

Categoria Material Propriedades -chave Uso típico
Dielétrico líquido Óleo mineral; Fluidos baseados em éster Alta resistência dielétrica; Biodegradável (ésteres) Transformadores imersos de óleo
Sólidos de celulose Papel kraft; Pressboard Excelente absorção de óleo; força mecânica Intercaladores sinuosos; Espaçamento do núcleo
Compósitos epóxi-mica Folhas de mica ligadas a epóxi Alta classe térmica; robustez mecânica Transformadores do tipo seco; Bobinas de alta tensão
Filmes de polímero Polyimida (Kapton®) Estabilidade térmica de até 200 ° C; resistente à radiação Isolamento de camadas; reforços locais
Tecidos tradicionais Algodão; Seda; Borracha Uso histórico; relevância moderna limitada Transformadores legados
  • Óleos minerais vs. éster : Os fluidos éster oferecem estabilidade superior de oxidação e benefícios ambientais, enquanto os óleos minerais permanecem econômicos e amplamente utilizados.

  • Papéis de celulose : papel de pulp de madeira de alta pureza oferece desempenho da Classe A (105 ° C); Os quadros prensados ​​adicionam rigidez mecânica entre os enrolamentos.

  • Fitas de mica-epoxi : Combine as propriedades adesivas da epóxi com a resistência ao calor da MICA, atingindo o isolamento da classe F (155 ° C-180 ° C) para aplicações críticas.

  • Filmes de poliimida : filmes ultrafinos e de alta temperatura usados ​​onde o espaço é premium e a resistência térmica é fundamental.


Conclusão

Um programa holístico de proteção de isolamento de transformadores mescla materiais de ponta, monitoramento inteligente e manutenção rigorosa para maximizar a confiabilidade e a vida útil do serviço. Ao selecionar os dielétricos líquidos corretos (óleos minerais ou éster) e dielétricos sólidos (papéis de celulose, compósitos de epóxi-mica, filmes de poliimida), implantando sistemas parciais de descarga e DGA e aderindo a manutenção preventiva, como a seca de vácuo e a filtração de óleo, pode detectar falhas falhas. Para garantir a mais alta qualidade dos componentes de isolamento, o Welldone Transformer é orgulhoso Fabricantes de materiais de isolamento da Fenhar , cujo portfólio avançado de produtos - incluindo quadros de isolamento premium, tubos e artigos especializados - fornecem a força dielétrica robusta e o desempenho térmico moderno que os transformadores exigem.

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