При оценке электрической прочности силовых трансформаторов их целесообразно условно делить на три системы: система частей, находящихся под напряжением во время включения аппарата, система заземления и изоляция трансформаторов. Последняя предназначена для разделения первых двух систем, а также отдельных частей, находящихся под напряжением.

К системе частей, находящихся под напряжением, относятся все части и детали, через которые протекает электрический ток, а также все элементы, соединенные с ними гальванически. Примером могут служить обмотки, отводы, проходные шины, защитные экраны, емкостные кольца, металлические колпаки проходных изоляторов и т.п.

К системе заземления относят магнитную систему со всеми металлическими деталями, бак и систему охлаждения со всеми металлическими деталями и металлической арматурой в масляных трансформаторах или защитный кожух в сухих трансформаторах.

Изоляция трансформаторов представляет собой конструкции и детали из твердых диэлектриков, к которым принадлежат фарфор, электроизоляционный картон, кабельная бумага, текстолит и т.п. Изоляционные промежутки, не заполненные твердыми диэлектриками, заполняются трансформаторным маслом. В сухих трансформаторах роль масла выполняет атмосферный воздух.

Изоляцию обмоток делят на главную – изоляция от заземленных частей и от других обмоток, и продольную – между различными точками каждой конкретной обмотки. Таким же образом проводят разделение изоляции переключателей и отводов.

Изоляция трансформаторов. Вакуумная сушка

Изоляция трансформаторов должна выдерживать без повреждения механические, тепловые и электрические и физико-химические воздействия, которые могут возникать во время работы трансформатора. Учитывая ее важность, не удивительно, что львиную долю от стоимости трансформатора составляет именно стоимость изоляции. Например, для трансформаторов напряжения 220-500 кВ стоимость изоляции вместе с маслом достигает 15-20% стоимости трансформатора.

Для обеспечения электрической и механической прочности, а также нагревостойкости изоляции трансформатора необходимо:

• учитывать все воздействия, которым подвергается изоляция во время эксплуатации;
• правильно выбирать методы и величины, воздействующие на изоляцию во время приемно-сдаточных и типовых испытаний;
• правильно выбирать размеры, материалы, технологии изготовления и обработки изоляционных конструкций.

Если расчет трансформатора и его эксплуатация проводится правильно, то срок службы системы изоляции может достигать 20-25 лет и более.

Большое значение в обеспечении электрической прочности изоляции имеет технология ее обработки, важное место в которой занимает вакуумная сушка после сборки перед заливкой трансформаторного масла. Эта операция необходима для удаления газов и влаги из изоляции с целью увеличения ее электрической прочности и уменьшения диэлектрических потерь.

На практике для выполнения данной операции используются установки типа «Иней» торговой марки GlobeCore. Они предназначены для вакуумирования и подсушки твердой изоляции. Благодаря своей конструкции «Иней» способен развивать температуру до -70ºС, за счет чего и происходит конденсация воды, находящейся в обмотках. Также данные установки позволяют узнать, насколько хорошо высушены обмотки и бак трансформатора.