Расчёт трансформаторов (стр. 2 )

Кроме приемосдаточных испытаний электрической изоляции, которым подвергается каждый трансформатор, выпускаемый заводом, каждый новый тип трансформатора подвергается типовым испытаниям по более широкой программе, включающей испытания грозовыми, а при классах напряжения 330 кВ и выше также и коммутационными им пульсами (табл. 4.3).

Электрическая прочность изоляции трансформатора обеспечивается прежде всего правильным учетом тех электрических воздействий, которые эта изоляция испытывает в эксплуатации, и правильным выбором норм, т. е. испытательных напряжений и методов воздействия на изоляцию при приемосдаточных и типовых испытаниях трансформаторов. Именно условиями электрической прочности определяется выбор принципиальной конструкции изоляции и форм ее деталей. Основные типы изоляционных конструкций приведены в § 4.4, а в § 4.5 даны рекомендации по их выбору для трансформаторов различных классов напряжения.

Обмотки и все токоведущие части трансформатора при его работе нагреваются от возникающих в них потерь, Как длительное, так и кратковременное (аварийное) воздействие высоких температур на изоляцию обмоток вызывает старение изоляции, которая постепенно теряет свою эластичность, становится хрупкой, снижает электрическую прочность и разрушается. В правильно рассчитанном и правильно эксплуатируемом трансформаторе изоляция обмоток должна служить 25 лет и более.

Необходимая нагревостойкость изоляции, гарантирующая длительную безаварийную работу трансформатора, достигается ограничением допустимой температуры его обмоток и масла, применением изоляционных материалов соответствующего класса, выдерживающих длительное воздействие допустимой температуры, и рациональной конструкцией обмоток и изоляционных деталей, обеспечиваю щей их нормальное охлаждение.

При прохождении электрического тока по обмоткам и другим токоведущим частям между ними возникают механические силы. В аварийном случае короткого замыкания трансформатора механические силы, достигая значений тем больших, чем больше мощность трансформатора, могут вы звать разрушающие напряжения в междукатушечной или опорной изоляции обмоток.

Выбор изоляционных материалов производится с учетом их изоляционных свойств, механической прочности и химической стойкости по отношению к трансформаторному маслу, если речь идет о масляном трансформаторе. Материал не должен входить в химические реакции с маслом при температуре до 105—110 °С и не должен содействовать химическим и физическим изменениям масла в качестве катали затора. В трансформаторостроении накоплен достаточный опыт для выбора изоляционных материалов для масляных и сухих трансформаторов, имеющих необходимые изоляционные свойства, стойких в химическом отношении и обладающих достаточной механической прочностью, позволяю щей им выдерживать механические воздействия при аварийных процессах в трансформаторе (см. § 4.3). Материалы, применяемые в масляных трансформаторах, например электроизоляционный картон, бумага разных сортов, фарфор, хлопчатобумажная лента, не вступают в химическое воз действие с маслом, не разрушаются сами и не способствуют химическому разложению и загрязнению масла.

Изоляционные материалы, имеющие в том или ином виде смолы, лаки и эмали, например эмалевая изоляция провода, бумажно-бакелитовые изделия, лакоткани, текстолит, должны содержать смолы, лаки и эмали, нерастворимые в трансформаторном масле.

В обычно применяемых конструкциях трансформаторов изоляция подвергается воздействию, как правило, только сжимающих усилий, а наиболее употребительные изоляционные материалы, например электроизоляционный кар тон, кабельная бумага, бумажно-бакелитовые изделия, текстолит, допускают сжимающие напряжения до 20—40 МПа, что практически оказывается совершенно достаточным.

При выборе изоляционных материалов для той или иной конструкции изоляции масляного или сухого трансформатора и установлении размеров изоляционных промежутков можно пользоваться рекомендациями § 4.5. При этом в масляном трансформаторе можно использовать материалы класса нагревостойкости А, допускающего температуру до 105 °С, и в сухом — классов от А до Н, допускающих температуру от 105 до 155 °С. Неправильный выбор изоляционных промежутков, материалов и размеров изоляционных конструкций может привести к разрушению трансформатора, если эти промежутки малы, или к чрезмерному расходу изоляционных и других материалов и увеличению стоимости трансформатора, если промежутки велики.

Выбор изоляционных промежутков определяет в известной мере не только расход активных, изоляционных и конструктивных материалов, но также массу, габариты, а следовательно, и предельную мощность трансформатора, который можно изготовить на заводе и доставить по железной дороге к месту установки. Уменьшение изоляционных промежутков, обеспечивающее экономию материалов и увеличение предельной мощности выпускаемых заводами транс форматоров, при достаточной электрической прочности изоляции достигается различными мерами. К этим мерам относятся, прежде всего: применение рациональных конструкций обмоток и их изоляции; улучшение защиты транс форматоров в сетях от атмосферных и коммутационных перенапряжений путем установки разрядников с лучшими разрядными характеристиками; улучшение качества изоляционных материалов, а также технологии обработки изоляции и повышение общей культуры производства.

Решающее значение в обеспечении электрической прочности изоляции имеет технология ее обработки. Одной из важнейших технологических операций обработки изоляции является вакуумная сушка активной части трансформатора после ее сборки и перед установкой в баке и заливкой маслом. Эта операция проводится для удаления влаги и газов из изоляции трансформатора для увеличения ее электрической прочности и уменьшения диэлектрических потерь, стабилизации размеров изоляционных деталей и увеличения электродинамической стойкости трансформатора при коротком замыкании, повышения надежности и увеличения срока службы трансформатора.

Основная работа в совершенствовании процесса сушки ведется в направлении некоторого уменьшения температуры сушки и существенного снижения остаточного давления в сушильных камерах. Считается, что остаточное давление в камере во время сушки трансформатора не должно быть выше 650 Па (5 мм рт. ст.) при классе напряжения 10 кВ; 130 Па (1 мм рт. ст.) при 35—150 кВ; 13 Па (0,1 мм рт. ст.) при 220—500 кВ и 1 Па (0,01 мм рт. ст.) при 750—1150 кВ. Немаловажное значение для электрической прочности трансформатора имеет заливка его после сушки хорошо просушенным и дегазированным маслом.

Трансформаторы классов напряжения до 35 кВ включительно заливаются маслом при окончательной сборке без вакуумирования бака. Трансформаторы классов напряжения 110 кВ и выше при окончательной сборке заливаются просушенным, дегазированным и подогретым маслом надлежащей марки под вакуумом. Распространение этого способа заливки на трансформаторы класса напряжения 35 кВ может позволить перейти на облегченную изоляцию по рис. 4.5, б.

Примером технологической операции, увеличивающей механическую прочность изоляционного материала, может служить предварительная, до изготовления деталей, прессовка и уплотнение электроизоляционного картона.

Достаточная электрическая прочность изоляции транс форматора зависит также от уровня культуры производства — соблюдения технологической дисциплины, надлежащей чистоты в цехах и т. д. Заготовку и хранение изоляции, а также сборку активной части трансформаторов классов напряжения 500 кВ и выше рекомендуется производить в помещениях с регулируемым микроклиматом при поддержании определенного уровня температуры, влажности, при ограниченной запыленности воздуха и т. д.

Трансформаторное масло, соприкасаясь в горячем состоянии с воздухом, в большей степени подвергается химическим воздействиям и увлажнениям, чем твердая изоляция трансформатора. Поэтому при эксплуатации трансформаторов практикуются систематическая очистка, сушка и смена масла, а также принимаются меры, направленные на уменьшение поверхности соприкосновения масла с воздухом, осуществляется осушение поступающего в расширитель воздуха в специальных химических осушителях, производятся герметизация расширителей, защита открытой поверхности масла слоем инертного газа или синтетическими пленками и т. д. Определенная технология подготовки и заливки масла должна соблюдаться не только в производстве трансформатора, но также и в эксплуатации при периодических сменах и очистках масла.

Изоляция сухих трансформаторов должна предохраняться от увлажнения, а при установке трансформаторов в помещениях, воздух которых содержит пары кислот или других разъедающих жидкостей, — от воздействия этих паров. Этим целям служит пропитка обмоток различными лаками. Изоляция трансформатора должна быть не только прочной во всех отношениях, но также и дешевой. При условии соблюдения равной прочности всегда следует добиваться получения более простой в производстве конструкции, применения более дешевых материалов, экономного их расходования, а также применения материалов, допускающих более простую и дешевую технологическую обработку.

4.3. ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ТРАНСФОРМАТОРОСТРОЕНИИ

В соответствии с воздействиями, которые испытывает изоляция трансформатора в эксплуатации, и требованиями к электрической и механической прочности изоляции, ее нагревостойкости и химической стойкости в трансформаторостроении нашло применение сравнительно небольшое число различных изоляционных материалов. Эти материалы, хорошо отвечая всем требованиям, одновременно являются дешевыми, а также требуют сравнительно несложной технологической обработки. Ниже приводятся краткие харктеристики этих материалов и область их применения в трансформаторостроении. В масляных трансформаторах для внутренней изоляции применяются главным образом изоляционные материалы класса нагревостойкости А.

1. Кабельная бумага (ГОСТ ). Обычная кабельная бумага марок К-080, К-120 и К-170 толщиной 80, 120 и 170 мкм; многослойная марок КМ-120 и КМ-170 и многослойная упроченная марки ЕМП-120 толщиной 120 и 170 мкм соответственно. Бумага изготовляется из сульфатной небеленой целлюлозы и выпускается в рулонах шириной 500, 650, 670, 700, 750 и 1000 мм (±3 мм) при диаметре рулона от 450 до 500 мм. В трансформаторах применяется бумага главным образом марки К-120 толщиной 120 мкм для изоляции обмоточного провода (на кабельном заводе); в виде полос разной ширины для междуслойной изоляции и в многослойных цилиндрических обмотках классов напряжения 6, 10, 20 и 35 кВ; в виде полосок шириной 20—40 мм, наматываемых вручную.

В обмотках классов напряжения ПО кВ и выше для изоляции провода и других целей применяется кабельная бумага по ГОСТ 645-79 высоковольтная многослойная марок КВМ-80, КВМ-120 и КВМ-170, а также высоковольтная многослойная стабилизированная уплотненная марок КВМСУ-80 и КВМСУ-120. Ширина рулонов 500, 650, 670 и 750 мм (±3 мм), диаметр рулона 450—800 мм. Плотность бумаги марок К, КМ, КМП и КВМ (720-770±50) кг/м3, плотность марки КВМСУ — 1100 + 50 кг/м3. При этих классах напряжения кабельная бумага используется также для изоляции отводов и элементов емкостной защиты. Кабельная бумага является одним из основных изоляционных материалов в масляных трансформаторах.

2. Телефонная бумага (ГОСТ 3553-73). Телефонная бумага марки КТ-50 изготовляется из сульфатной небеленой целлюлозы, выпускается в рулонах шириной 500, 700 и 750 мм (±3 мм) и диаметром 500— 650 мм при толщине 50 мкм; плотность 820 кг/м3. В трансформаторах применяется в качестве междуслойной изоляции и изоляции отводов и ответвлений некоторых обмоток, наматываемых из провода круглого сечения.

3. Лакоткань электроизоляционная (ГОСТ 2214-78). Вырабатывается из хлопчатобумажной ткани, прошедшей трехкратную пропитку масляным лаком. Выпускается в рулонах шириной от 800 до 920 мм. Класс нагревостойкости А (105°С). В масляных трансформаторах применяется главным образом лакоткань марки ЛХММ (лакоткань хлопчатобумажная на основе масляного лака, маслостойкая) толщиной 170, 200 и 240 мкм (допуск ±20 мкм). В виде лент шириной 2—3 см, наматываемых вручную, лакоткань находит применение для изоляции отводов, главным образом в местах, где требуются эластичность и механическая прочность, например на местах пайки, изгиба и т. д.

В других местах изоляции отводов лакоткань вытеснена менее эластичной, но столь же электрически прочной и значительно более дешевой кабельной и электроизоляционной крепированной бумагой.

3а. Стеклолакоткань электроизоляционная (ГОСТ ). В сухих трансформаторах, работающих при повышенной температуре и требующих изоляции повышенного класса нагревостойкости, может применяться электроизоляционная стеклолакоткань, изготовляемая из стеклоткани на основе кремнийорганического лака марки ЛСК-155/180 классов нагревостойкости F и Н и на основе битумно-масляного алкидного лака марки ЛСБ-120/130 классов нагревостойкости Е и В. Ширина рулона стеклолакоткани 690, 790, 890, 940, 990, 1060 и 1140 мм (±20 мм); толщина стеклолакоткани марки ЛСБ 120, 150, 170, 200 и 240 мкм; марки ЛСК — те же толщины и 50, 60, 80 и 100 мкм.

4. Бумага электроизоляционная крепированная (ГОСТ ). Изготовляется из сульфатной небеленой целлюлозы, толщина крепированной бумаги (440±90) мкм. Поставляется в рулонах шириной 1000 и диаметром 700—800 мм, удлинение 70%, масса 1 м2—(130±10)г. В трансформаторах успешно применяется вместо лакоткани в виде лент шириной 20—40 мм для изоляции отводов.

5. Хлопчатобумажные ленты (ГОСТ 4514-78). Киперная лента толщиной (0,45 + 0,02) мм при ширине 8, 10, 12, 15, 25, 30, 35, 40 и 50 мм, марки лент К-8-1 до К-50-17. Тафтяная лента толщиной (0,16 + ±0,02) мм и (0,25+0,02) мм при ширине от 10 до 50 мм марок от Т-10-18 до Т-50-39. В трансформаторах применяются только для механического крепления витков обмотки, изоляции отводов и т. д. При электрическом расчете изоляции во внимание не принимаются.

6. Картон электроизоляционный для трансформаторов и аппаратов с масляным заполнением (ГОСТ 4194-83). Он изготовляется из сульфатной небеленой целлюлозы. Выпускается следующих марок: AM — картон эластичный гибкий с высокой стойкостью к действию поверхностных разрядов, применяется для изготовления деталей главной изоляции высоковольтных трансформаторов напряжением от 750 кВ и выше; А — картон эластичный гибкий с повышенной стойкостью к действию поверхностных разрядов, применяется для изготовления деталей главной изоляции трансформаторов напряжением до 750 кВ включительно; Б — картон средней плотности с повышенными электрическими характеристиками, применяется для изготовления деталей главной изоляции трансформаторов до 220 кВ включительно и для деталей уравнительной и ярмовой изоляции трансформаторов всех классов напряжения; В — картон повышенной плотности с малой сжимаемостью под давлением и высокой электрической прочностью, применяется для изготовления продольной и главной изоляции трансформаторов; Г — картон средней плотности с повышенным сопротивлением расслаиванию, применяется для получения склеенного картона и изготовления изоляционных деталей.

Толщина листов картона марок AM, А и В— (2,00±0,15); (2,50± ±0,20) и (3,00±0,20) мм; картона марки Б—1,00; 1,50; 2,0; 2,50; 3,00; 4,00; 5,00 и 6,00 мм при допуске от ±0,10 до ±0,40 мм по мере возрастания толщины листов картона и марки Г — 0,50; 1,00; 1,50; 2,00; 2,50 и 3,00 мм при допуске от ±0,05 до ±0,20 мм.

Размеры листов картона марок AM, А, Б и В —3000х4000, 3000 х2000, 1500х1020 и 1000х1020 мм; картона марки Г —850x1100 мм. Картон марки Г толщиной 0,50 мм должен выпускаться также в рулонах шириной (1000±5) мм. Плотность картона марки AM — 880—1000, марок А, Б и Г — 900—1000 и марки В — 1250 кг/м3. Электроизоляционный картон применяется как материал для намотки цилиндров между обмотками, изготовления перегородок, щитов, шайб, ярмовой изоляции (главная изоляция), междукатушечных прокладок, реек (продольная изоляция).

В сухих трансформаторах рекомендуется применять картон марки ЭВ (ГОСТ 2824-75) толщиной 1,0; 1,25; 1,50; 1,75; 2,0; 2,5 и 3,0 мм, выпускаемый в листах размерами по соглашению заказчика с поставщиком. Плотность картона при толщине 1,0—1,5 мм—1000 кг/м3, при толщине 1,75—3,0 мм — 950 кг/м3.

7. Трубки электротехнические бумажно-бакелитовые (ГОСТ 8726-80). Изготовляются путем намотки из электроизоляционной пропиточной или намоточной бумаги, предварительно покрытой пленкой бакелитового лака с последующей лакировкой и полимеризацией лака. Выпускаются трубки марки ТБ. Длительно допустимые рабочие температуры от —60 до +105оС. Трубки обладают высокой электрической и механической прочностью. В трансформаторах для изоляции отводов применяются трубки внутренним диаметром от 6 до 30 мм, толщиной стенки от 1,5 до 10 мм и длиной от 200 до 950 мм.

Для изоляции цилиндрических обмоток между собой и внутренней обмотки от стержня магнитной системы применяются цилиндры. Выпускаются цилиндры при внутреннем диаметре от 85 до 500 мм (значения диаметра кратны 5 мм) и при диаметре от 510 до 1200 мм (значения диаметра кратны 10 мм). Длина цилиндров 200—1500 мм при диаметре от 85 до 400 мм и 505—2200 мм при диаметре от 405 до 1200 мм. Толщина стенок при внутреннем диаметре от 85 до 350 мм кратна 1 мм и при диаметрах от 355 до 1200 мм кратна 2 мм. Трубки бумажно-бакелитовые применяются также в качестве изоляционных деталей в переключающих устройствах ПБВ и РПН.

8. Гетинакс (ГОСТ 2718-74). Изготовляется из пропитанной бакелитовым лаком бумаги, спрессованной при повышенной температуре, выпускается в виде досок различной толщины, обладает высокой электрической и механической прочностью. Плотность 1280—1400 кг/м3. В масляных трансформаторах применяются марки V, V-I и V-II с толщиной листов от 5 до 50 мм, главным образом для досок зажимов, дисков переключателей и крепления на крышке трансформатора проходных шин.

9. Дерево. В масляных и сухих трансформаторах применяется для реек, прокладываемых между обмотками и изоляционными цилиндрами или между слоями обмоток при рабочем напряжении не свыше 10 кВ, а также для стержней и реек, забиваемых между стержнем магнитной системы и внутренней обмоткой, и для изготовления несущей конструкции крепления отводов. Дерево в виде многослойных плит, склеенных из шпона, применяется для изготовления прессующих колец обмоток и ярмовых балок. Могут быть использованы только породы дерева, не содержащие смол и кислот, такие, как белый и красный бук, береза, но не сосна, ель, дуб и др.

10. Фарфор. Применяется в масляных трансформаторах в виде проходных изоляторов (вводов). Фарфор может применяться также в качестве деталей крепления отводов трансформаторов напряжением НО кВ и более и в качестве деталей опорной изоляции обмоток и изоляции отводов сухих трансформаторов.

11. Масло трансформаторное ГОСТ 982-80. Является основным изоляционным материалом, обеспечивает электрическую прочность всей изоляции трансформатора при классах напряжения от 10—35 до 750— 1150 кВ, применяется в качестве жидкого диэлектрика для заливки масляных трансформаторов. Будучи прекрасным изолятором, обеспечивает интенсивное отведение тепла от обмоток и магнитной системы трансформатора путем конвекции. Требует постоянного ухода — очистки, фильтрации, сушки, смены.

По ГОСТ 982-80 масло выпускается трех марок: ТК без присадки, поставляется по спецзаказам; Т-750 и Т-1500 с антиокислительной присадкой и гарантированным пределом кинематической вязкости при —30 и +50°С.

12. Синтетические жидкие диэлектрики (совтол и др.). Негорючие жидкости имеют преимущество перед трансформаторным маслом, обеспечивая пожарную безопасность трансформаторных установок. Их недостатками являются высокая цена при высокой плотности (до 1450— 1500 кг/м3) и токсичность их паров и особенно продуктов разложения, получающихся при возникновении электрической дуги, чем резко ограничивается область их применения.

13. Материалы с повышенной нагревостойкостью. Они применяются в сухих трансформаторах для повышения допустимой температуры обмоток и других частей и уменьшения массы и размеров трансформатора. К этим материалам относятся дельта-асбестовая (марка провода ПДА) и стекловолокнистая (марка провода ПСД) изоляция обмоточного провода класса нагревостойкости В; стеклолакоткани на кремнийорганических и других лаках классов Н и В; стеклотекстолит класса В (марка СТ) и др.

4.4. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИИ

В электрическом отношении изоляция трансформатора должна надежно предохранить части, находящиеся под напряжением, — обмотки, отводы, переключатели и вводы — от разряда между собой и на заземленные части как при рабочем напряжении, так и при возможных перенапряжениях. Расчет изоляции для каждой части, находящейся под напряжением, обычно заключается: 1) в выявлении основных изоляционных промежутков между этой частью и другими такими частями и заземленными деталями; 2) в определении по нормам испытательных напряжений для этих промежутков; 3) в выборе размеров этих промежутков и подборе изоляционных конструкций и материалов, обеспечивающих электрическую прочность при найденных испытательных напряжениях.

Расположение основных изоляционных промежутков определяется конструкцией трансформатора, взаимным расположением его обмоток, магнитной системы, бака и других частей. Так в стержневом трансформаторе современной конструкции с концентрическими обмотками основными промежутками главной изоляции являются: осевые каналы между обмоткой НН и стержнем, между обмотками ВН и НН; пространство между торцами обмоток НН и ВН и ярмом; пространство между обмоткой ВН и стенкой бака и др. (рис. 4.1). Этим промежуткам соответствуют вполне определенные электрические воздействия при испытаниях трансформатора испытательным напряжением. В трансформаторе с чередующимися обмотками в связи с другим расположением обмоток изменится как расположение основных изоляционных промежутков, так и воздействие на них испытательных напряжений (рис. 4.2).

При расчете главной изоляции очень важно выявить все изоляционные промежутки, подверженные опасности пробоя, и правильно определить те испытательные напряжения, под воздействием которых эти промежутки будут находиться.

Рис 4.1 основные изоляционные промежутки главной изоляции в концентрических обмотках

Рис 4.2 Основные изоляционные промежутки главной изоляции в чередующихся обмотках

Рис. 4.3 Элементы изоляционных конструкций:

а-сплошная изоляция из твердого диэлектрика; б-чисто масляный (воздушный) промежуток; в-барьер; г-покрытие одного из электродов; д-изолирование одного из электродов

Рис. 4.4. Простейшие изоляционные конструкции:

а-твердая изоляция между двумя отводами; б-масляный промежуток между шиной отвода ярмовой балкой; в - барьер - междуфазная перегородка между обмотками ВН; г - покрытие – изоляция витка в промежутке между обмоткой ВН и стяжной шпилькой остова; д – изолированный отвод вблизи стенка бака.

Определение минимально допустимых размеров изоляционных промежутков тесно связано с теми изоляционными конструкциями, которыми будут заполняться эти промежутки. Каждая изоляционная конструкция, как бы сложна она ни была, всегда может быть представлена в виде комбинации из нескольких простых элементов (рис. 4.3):

1) сплошной изоляции из твердого изолирующего материала;

2) чисто масляного или воздушного промежутка;

3) барьера, т. е. перегородки из твердого изолирующего материала в масляном или воздушном промежутке;

4) покрытия одного или обоих электродов тонким слоем твердого изолирующего материала, плотно облегающего электрод и принимающего его форму;

5) изолирования, аналогичного покрытию, но отличающегося большей толщиной твердого диэлектрика, обеспечивающей снижение напряженности в масляной части Промежутка.

Примеры простейших изоляционных конструкций применительно к масляному трансформатору показаны на рис. 4.4. В главной изоляции масляных и сухих трансформаторов обычно применяются конструкции, состоящие из комбинации нескольких элементов. Размеры изоляционных промежутков и сложность конструкций обычно возрастают с ростом класса напряжения и испытательных напряжений трансформаторов.

В практике отечественного и зарубежного трансформаторостроения наибольшее распространение получила маслобарьерная главная изоляция обмоток, состоящая из различных комбинаций масляных каналов или промежутков с барьерами в виде бумажно-бакелитовых цилиндров.

Рис. 4.5. Изоляционные расстояния и структура концевой изоляции обмотки масляного трансформатора при классах напряжения от 35 до 500 кВ:

а —класс напряжения 35/85 кВ; б — 35/85 кВ, облегченная изоляция; в—110/200 кВ; г — 500/630 кВ; д — 330/460 кВ. Размеры в миллиметрах.

Структура изоляции и размеры даны ориентировочно из электроизоляционного картона и кабельной бумаги, плоских и угловых шайб. Размеры изоляционных промежутков главной изоляции обмоток существенно возрастают с ростом класса напряжения трансформатора, что приводит к увеличению расхода изоляционных материалов, а также к увеличению массы и габаритов магнитной системы, обмоток н всего трансформатора. Относительное изменение размеров изоляционных промежутков в концевой изоляции обмоток классов напряжения от 35 до 500 кВ, а также усложнение схем маслобарьерных конструкций изоляции показано на рис. 4.5.

При всем многообразии внешних форм частей, находящихся под напряжением и заземленных, и их взаимного расположения, а также притом, что напряжение частоты 50 Гц и импульсные перенапряжения оказывают на изоляцию различные воздействия, глубокое теоретическое и экспериментальное изучение электрического поля обмоток и других частей позволило создать общий метод разработки изоляции трансформатора при классах напряжения до 750 и 1150 кВ, требующий для проверки на реальных конструкциях относительно малого объема экспериментальных работ. Рекомендации по выбору структуры изоляции, материалов деталей и размеров изоляционных промежутков для классов напряжения обмоток от 10 до ПО кВ приведены в § 4.5.

4.5, ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАССТОЯНИИ ДЛЯ НЕКОТОРЫХ ЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ (МАСЛЯНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ)

Практические рекомендации этого и следующего параграфов по выбору изоляционных конструкций и минимально допустимых изоляционных расстояний даются для некоторых простейших общих и ряда частных случаев и охватывают элементы главной и продольной изоляции, необходимые для расчетов масляного и сухого силовых трансформаторов. В этих рекомендациях учтен необходимый запас прочности изоляции, представляющий собой отношение пробивного напряжения к испытательному и являющийся показателем большего или меньшего доверия к прочности и стабильности той или иной конструкции.

Для расчета изоляционных расстояний во всех таблицах даны значения для твердой изоляции из электротехнического картона или кабельной бумаги. При определении реальных допустимых расстояний необходимо учитывать помимо минимального промежутка, требуемого условиями электрической прочности изоляции, возможные допуски в отклонении действительных размеров токоведущих и заземленных частей от проектных. Эта поправка в явном или скрытом виде введена во все таблицы § 4.5 и 4.6. В § 4.5, 4.6 содержатся практические рекомендации, пользоваться которыми следует после ознакомления с конструкциями обмоток, приведенными в гл. 5.

Некоторые изоляционные расстояния, в частности вертикальные и горизонтальные масляные и воздушные каналы в обмотках, после выбора их по условиям электрической прочности изоляции должны быть проверены и по условиям охлаждения. Размеры этих каналов — соотношение ширины и длины канала — должны быть выбраны такими, чтобы они обеспечивали свободный доступ охлаждающего масла или воздуха ко всем частям (виткам или катушкам) обмотки (см. §9.5).

Минимально допустимые изоляционные расстояния в главной и продольной изоляции обмоток и отводов масляных трансформаторов обычно выбираются применительно к определенным конструкциям изоляции, для которых они проверены опытным путем. При распространении этих расстояний на какие-либо другие конструкции необходима новая опытная проверка. Так, изоляционные расстояния главной изоляции обмоток, указанные в табл. 4.4 и 4.5, можно принимать только при конструкции, изображенной на рис. 4.6, и применении изоляционных материалов, указанных в пояснениях к этому рисунку. При этом предполагается, что хранение изоляционных материалов, заготовка, обработка, сушка и пропитка маслом изоляционных деталей выполняются в строгом соответствии с установленным технологическим процессом

Таблица 4.4. Главная изоляция. минимальные изоляционные расстояния обмоток НН с учетом конструктивных требований.

Мощность трансформатора, кВА	Uисп для НН, кВ	НН от ярма l01, мм	НН от стержня, мм
δ01	aц1	a01	lц1
25-250	5	15	Картон 2х0,5	-	4	-
400-630*	5*	Принимается равным найденному по испытательному напряжению обмотки ВН	То же	-	5	-
	5	4	6	15	18
	18; 25 и 35	4	6	15	25
	18; 25и 35	4	8	17,5	25
630 и выше	45	5	10	20	30
630 и выше	55	5	13	23	45
Все мощности	85	6	19	30	70

Для винтовой обмотки с испытательным напряжением Uисп = 5кВ размеры взять из следующей строки для мощностей кВА