I. 부분 퇴원의 원인

변압기 절연체, 금속 본체 등에는 종종 날카로운 모서리나 버(burr)가 있기 때문에 전기장의 작용으로 전하가 이러한 날카로운 모서리나 버가 있는 부분에 집중되어 부분 방전이 발생할 수 있습니다.

진공 주조 방식으로 제조된 에폭시 수지 절연 건식 변압기는 공정 제어가 제대로 이루어지지 않으면 내부에 기포가 발생하여 부분 방전이 일어날 수 있습니다. 일반적으로 에폭시 수지 절연체에는 미세한 공극이 존재하며, 기포의 유전율은 절연체보다 훨씬 낮기 때문에 절연체 내부 기포의 전기장 세기가 주변 절연체보다 훨씬 높아져 절연 파괴가 쉽게 발생하고 기포가 먼저 방전될 수 있습니다.

전도성 물체 사이의 전기적 연결이 불량하면 방전이 쉽게 발생하는데, 이는 금속 현탁 전위에서 가장 심각한 문제입니다.

높은 공기 습도, 변압기 일부의 절연 강도 부족, 설치 중 변압기 절연 손상, 변압기 유휴 시간 과다, 절연 재료의 수분 함량 기준치 초과, 변압기 전체의 습기 등은 부분 방전에 영향을 미칠 수 있습니다.

건식 변압기 절연 구조 설계 시 층 또는 권선의 전계 강도가 너무 높으면, 절연 구조 설계가 부적절하거나, 절연 재료의 품질이 낮거나, 권선, 건조 및 주입 공정의 수준이 좋지 않거나, 조립 공정 수준이 불량하면(예: 고전압 및 저전압 전선 리드에 버가 있거나 간격이 일정하지 않은 경우) 부분 방전이 증가하게 됩니다.

II. 부분 방출의 위험성

부분 방전에는 여러 유형이 있습니다. 그중 하나는 절연 표면에서 발생하는 부분 방전입니다. 에너지가 클 경우, 방전 흔적이 절연 표면에 남아 변압기의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 캐비테이션이나 날카로운 전극에서 발생하는 고강도 방전은 소수의 부분 방전에 집중되어 부식성 방전을 일으킬 수 있으며, 이는 절연판의 층과 깊이까지 침투하여 결국 절연 파괴를 초래할 수 있습니다.

부분 방전은 절연 노화 및 절연 파괴의 주요 원인입니다. 방전 시간이 짧으면 전체 채널의 절연 손상이 발생하지 않지만, 방전 시 발생하는 전해 작용으로 인해 절연체의 산화가 가속화되고 부식이 진행되어 변압기의 수명이 단축됩니다. 손상 정도는 방전 성능과 방전 시 절연체의 손상 메커니즘에 따라 달라집니다. 건식 변압기의 부분 방전이 기준치를 심각하게 초과할 경우, 3~5년 이내에 내부 절연 노화 및 절연 파괴가 발생할 수 있습니다. 따라서 중국에서는 건식 변압기의 부분 방전을 엄격하게 관리해야 합니다.

III. 건식 변압기 부분 방전 제어
건식 변압기의 주 절연재는 에폭시 수지 재질로 안전하고 신뢰할 수 있어 35kV 이하 전력 시스템에 널리 사용되고 있습니다. 건식 변압기의 부분 방전에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있는데, 그중 주요 요인은 원자재 선택, 제품 구조 설계, 권선 주조 공정 등입니다. 당사는 오랜 기간 동안 설계 조정, 공정 개선, 재료 선택 및 생산 경험을 바탕으로 다음과 같은 관리 방안을 제시합니다.

1. 풍력 구조 설계
(1) 변압기 권선 설계 시 주 절연 거리는 고전압 코일과 저전압 코일 사이, 고전압 코일과 접지 사이에 충분한 절연 거리를 확보해야 하며, 허용 조건 하에서 절연 거리가 클수록 거리만큼 자계 강도가 작아집니다. 고전압 코일의 벽 절연을 적절히 증가시키면 외부 자계 강도를 효과적으로 줄일 수 있습니다.
(2) 층간 및 단면 사이의 고전압 코일 설계는 코일 계자 강도를 제어하는 ​​것이며, 고전압 권선에 단면이 있는 구리 호일을 사용하는 경우 층간 전압은 권선간 전압과 같으며 일반적으로 10~20V에 불과합니다. 전자기선 구조의 층간 단면 전압은 400~800V이며 단면 수는 많아야 합니다. 예를 들어 35kV 건식 변압기의 경우 16~18개 이상의 단면이 바람직합니다. 물론 이는 권선 공정에 많은 어려움을 초래합니다.
(3) 차폐 제어, 효과적인 차폐를 채택하고, 절단 모서리, 버 및 공극을 차폐 내부에 채워 넣을 수 있으므로 균열 끝의 전기 방전을 효과적으로 제거하고 부분 방전을 줄일 수 있습니다. HV 차폐와 HV 전선 끝, LV와 클램프는 신뢰할 수 있는 연결이어야 하며, 차폐 공정은 깨끗하게 유지되어야 하고, 차폐층은 매끄럽고 끊어지거나 끝이 없어야 합니다.

2. 코일 권선, 성형 및 진공 주입 공정 제어

건식 변압기 코일은 가장 중요한 요소이며, 변압기의 정상적인 사용 여부는 코일의 고장에 달려 있습니다. 진공 주조의 효과 또한 국부적인 변형에 매우 중요한 영향을 미치는데, 작은 기공이라도 변압기의 국부적인 변형에 영향을 줄 수 있으므로 코일의 생산 및 주조 공정을 엄격하게 관리해야 합니다.

(1) 코일을 감을 때에는 도면과 공정을 숙지해야 하며 층간 권선수와 층간 절연 시트 수를 임의로 변경해서는 안 됩니다! 감는 동안 모든 재료가 깨끗한지 확인하십시오.

(2) 금형 리드 단자 용접 시 고온으로 인한 코일 절연 손상에 주의하고 용접선은 날카로운 모서리 버 등을 제거하여 연마해야 합니다. 모든 리드는 충분한 간격을 두고 절연되어야 하며, 조립 과정 전체에 걸쳐 에폭시 수지로 채워지고 깨끗해야 합니다. 설치된 다이 코일은 건조 공정에 따라 엄격하게 건조해야 합니다.

(3) 에폭시 수지 성분 및 탈기, 배합 공정은 재료, 혼합 비율, 온도 및 탈기 시간, 점도, 진공도, 온도 및 기포 발생 등 관련 규정을 엄격히 준수해야 하며, 혼합, 주입 시 온도 및 진공도를 관찰 코일(금형)이 지정된 공정의 온도 제어 범위 내에 있도록 해야 합니다. 주입 과정에서 속도가 너무 빠르면 기포가 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다. 동적 주입 시에는 수지 점도가 너무 높아지지 않도록 재료 투입 후 주입 완료까지의 시간에 주의해야 합니다.

3. 원자재의 선정 및 관리

(1)전자기선의 선택은 에나멜선 절연 평동선 또는 원형동선 설계 권선을 선택할 수 있습니다. 전자기선 공급업체는 생산 과정에서 특수 디버링 장비와 검사 장치를 갖추고 버를 최소화하기 위해 노력해야 합니다.

(2) 에폭시 수지 재료의 선택, 에폭시 수지의 종류에 따라 특성이 다르며 제품의 국소 방출, 종합적인 성능 영향도 크므로 점도가 낮고 인성이 좋으며 절연 강도가 높은 수지를 선택해야 합니다. 다양한 수지 모델에 따라 기술 부서에서 해당 공정 사양을 개발해야 합니다.

(3) 코일의 절연 재료 관리, 건식 변압기 층간 절연 재료의 품질은 국부량의 크기와 직접적인 관련이 있습니다. 따라서 원자재 공급을 위해 장기적이고 안정적인 공급업체를 선택해야 합니다. 새 재료로 교체하면 변압기에서 단기간에 문제가 발견되지 않을 수 있습니다.
(계속)