Thread Content
Günümüzde en yaygın olarak kullanılan elektrik transformatörleri, yağlı transformatörler ve kuru reçine transformatörleridir. Elektrik transformatörlerinin yalıtımı, transformatör yalıtım malzemelerinden oluşan bir yalıtım sistemidir ve bu sistem, transformatörün düzgün çalışması ve işlemesi için temel bir koşuldur. Transformatörün kullanım ömrü ise yalıtım malzemelerinin (yani yağ kağıdı veya reçine vb.) ömrü tarafından belirlenir. Uygulamalar göstermiştir ki, çoğu transformatörün hasarları ve arızaları yalıtım sisteminin bozulmasından kaynaklanmaktadır. İstatistiklere göre, çeşitli tipki yalıtım arızalarından kaynaklanan kazalar, tüm transformatör kazalarının %85’inden fazlasını oluşturmaktadır. Normal şekilde çalışan ve düzenli bakımı yapılan transformatörlerde, yalıtım malzemelerinin kullanım ömrü oldukça uzundur. Bu nedenle, transformatörün normal çalışmasını korumak ve yalıtım sistemine uygun şekilde bakım yapmak, transformatörün nispeten uzun bir kullanım ömrüne sahip olmasını büyük ölçüde sağlar; önleyici ve öngörülü bakım ise transformatörün kullanım ömrünü artırmanın ve elektrik tedarikinin güvenilirliğini yükseltmenin anahtarıdır. Yağlı transformatörlerde ana yalıtım malzemeleri, yalıtım yağı ile yalıtım kağıdı, karton ve ahşap bloklar gibi katı yalıtım malzemeleridir. Transformatör yalıtımının yaşlanması, bu malzemelerin çevresel faktörlerin etkisiyle ayrışması ve böylece yalıtım gücünün azalması veya kaybolmasıdır. I. Katı kağıt yalıtım arızaları: Katı kağıt yalıtım, yağlı transformatörlerin yalıtımının temel bileşenlerinden biridir ve yalıtım kağıdı, yalıtım panelleri, yalıtım pedleri, yalıtım ruloları, yalıtım bağlama bantları gibi unsurları kapsar. Ana bileşeni selülozdur ve kimyasal ifadesi (C6H10O6)n şeklindedir; burada n, polimerizasyon derecesini gösterir. Genellikle yeni kağıtların polimerizasyon derecesi yaklaşık 1300’dür; bu değer 250’ye düştüğünde mekanik mukavemeti yarıdan fazla azalır. Aşırı yaşlanma sonucu ömrünün sona ermesine neden olan polimerizasyon derecesi ise 150–200 arasındadır. Yalıtım kağıdı yaşlandıkça, polimerizasyon derecesi ve çekme mukavemeti kademeli olarak azalır ve su, CO, CO2 oluşur; bunun yanı sıra furan formaldehit de meydana gelir. Bu yaşlanma ürünlerinin çoğu elektrikli cihazlar için zararlıdır; yalıtım kağıdının delinme voltajını ve hacimsel direncini düşürür, dielektrik kaybını artırır, çekme mukavemetini azaltır ve hatta cihazlardaki metal malzemeleri aşındırabilir. Katı yalıtımların geri döndürülemez bir yaşlanma özelliği vardır; mekanik ve elektriksel dayanımlarındaki azalma geri kazandırılamaz. Transformatörlerin ömrü esas olarak yalıtım malzemesinin ömrüne bağlıdır; bu nedenle yağlı transformatörlerdeki katı yalıtım malzemeleri hem iyi elektriksel yalıtım özelliklerine ve mekanik özelliklere sahip olmalı, hem de yıllar boyunca kullanıldıktan sonra performanslarının yavaş bir şekilde düşmesi, yani iyi bir yaşlanma karakteristiğine sahip olması gerekir. 1. Kağıt lifli malzemelerin özellikleri: Yalıtım amaçlı kağıt lifli malzemeler, yağlı transformatörlerde en önemli yalıtım bileşenleridir. Kağıt lifleri, bitkilerin temel katı dokusu bileşenleridir; bu maddelerin moleküllerinde pozitif yüklü atom çekirdekleri ve bu çekirdeklerin etrafında dönen negatif yüklü elektronlar bulunur. Metal iletkenlerin aksine, yalıtım malzemelerinde neredeyse hiç serbest elektron yoktur. Yalıtkanlardaki çok düşük elektriksel iletkenlik akımı esas olarak iyonik iletkenlikten kaynaklanır. Selüloz, karbon, hidrojen ve oksijenden oluşur; bu nedenle selüloz molekül yapısında hidroksit gruplarının bulunması, su oluşma potansiyelini beraberinde getirir ve kağıt liflerinin su içerme özelliğine sahip olmasını sağlar. Ayrıca, bu hidroksitler, asitler ve su gibi çeşitli polar moleküller tarafından çevrili merkezler olarak düşünülebilir; bunlar hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanır ve bu da liflerin kolayca hasar görmesine neden olur. Aynı zamanda liflerde genellikle belirli bir oranda (yaklaşık %7 civarında) safsızlık bulunur ve bu safsızlıklar arasında belirli miktarda su da yer alır. Liflerin kolloidal özelliklere sahip olması nedeniyle bu su tamamen uzaklaştırılamaz. Bu da kağıt liflerinin performansını etkiler. Polar lifler sadece neme karşı duyarlıdır (su, güçlü polar bir ortam oluşturur); ayrıca kağıt lifleri su emdiğinde hidroksit iyonları arasındaki etkileşim kuvvetleri zayıflar ve lif yapısı dengesiz hale gelirken mekanik mukavemeti hızla düşer. Bu nedenle, kağıt yalıtım parçaları genellikle kurutma veya vakumlu kurutma işleminden geçirildikten ve yağlama veya yalıtım boya ile kaplandıktan sonra kullanılabilir. Boyama işleminin amacı, liflerin nemli kalmasını sağlamak, böylece daha yüksek yalıtım ve kimyasal stabiliteye sahip olmalarını ve daha yüksek mekanik mukavemete ulaşmalarını temin etmektir. Aynı zamanda, kağıt vernikle mühürlendikten sonra su emilimini azaltır, malzemenin oksidasyonunu engeller ve yalıtım özelliklerini olumsuz etkileyebilecek, yerel deşarjlar ve elektriksel delinmelere neden olabilecek hava kabarcıklarını azaltmak için boşlukları doldurabilir. Ancak bazıları, verniklenmeden sonra yağa batırmanın, verniğin bir kısmının yavaş yavaş yağa karışarak yağın özelliklerini etkileyebileceğini ve bu tür verniklerin kullanımında dikkatli olunması gerektiğini düşünmektedir. Elbette, farklı bileşenlere sahip lif malzemelerinin özellikleri ile aynı bileşene sahip lif malzemelerinin farklı kaliteleri, etki derecelerini ve performanslarını da değiştirir. Örneğin pamukta lif oranı en yüksektir; orta kaliteli lifler en dayanıklı olanlardır. Ayrıca, iyi işlenmiş olmaları nedeniyle bazı ithal yalıtım kartonlarının performansı, yerli üretim bazı karton türlerinden açıkça daha üstündür. Transformatörlerdeki yalıtım malzemelerinin çoğu, çeşitli türdeki kağıtlar (örneğin kağıt şeritler, kartonlar, kağıttan preslenmiş parçalar vb.) kullanılarak yalıtım sağlanır. Bu nedenle, transformatör üretimi ve bakımında iyi bir lifli yalıtım kağıdı malzemesi seçmek son derece önemlidir. Fiber kağıdın özel avantajları, yüksek pratikliği, düşük maliyeti, işlenmesinin kolay olmasıdır. Düşük sıcaklıklarda şekillendirilmesi ve işlenmesi basit ve esnektir. Ayrıca hafiftir, orta derecede dayanıklılığa sahiptir ve yalıtım boyağı, transformatör yağı gibi emdirme malzemelerini kolayca emer. 2 Kağıt yalıtım malzemesinin mekanik mukavemeti: Yağlı transformatörlerde kağıt yalıtım malzemesi seçiminde, kağıdın lif bileşimi, yoğunluğu, nüfuz edebilirliği ve düzenliliğinin yanı sıra, dayanıklılık mukavemeti, dövme mukavemeti, yırtılma mukavemeti ve esneklik gibi mekanik mukavemet gereksinimleri de önemlidir: ① Dayanıklılık mukavemeti: Kağıt liflerinin çekme yüküne maruz kaldığında, kopmadan dayanabileceği maksimum gerilimdir ； ② Düşme mukavemeti: Kağıt liflerinin basınca dayanıp kırılmama yeteneğinin ölçüsüdür ； ③ Yırtılma mukavemeti: Kağıt liflerinin yırtılması için gerekli kuvvetin ilgili standartlara uyması gerekmektedir ； ④ Dayanıklılık: Kağıdın veya kartonun katlanması veya bükülmesi sırasında ilgili gereksinimleri karşılayacak mukavemetidir. Katı yalıtım performansını değerlendirmek için, kağıt veya kartonun polimerizasyon derecesini ölçmek amacıyla örnek alınabilir; ayrıca transformatörün içinde arıza olup olmadığını, bu arızanın katı yalıtımla ilgili olup olmadığını veya sargı yalıtımının yerel olarak yaşlanmasına neden olan düşük sıcaklıkta aşırı ısınma durumu olup olmadığını analiz etmek için yağdaki fural içeriği yüksek verimli sıvı kromatografi analizi yöntemiyle ölçülebilir. Böylece katı yalıtımın yaşlanma derecesi de belirlenebilir. Kağıt lifli yalıtım malzemelerinin kullanımı ve bakımı sırasında, transformatörün nominal yükünün kontrol altında tutulmasına dikkat edilmelidir. Çalışma ortamının havasının iyi dolaşması ve soğutma koşullarının uygun olması gerekmektedir; böylece transformatörün sıcaklık artışının limitlerin üzerine çıkması ve kutunun yağ eksikliği yaşaması önlenebilir. Ayrıca, yağ kirliliği ve bozulması gibi durumların liflerin hızlı yaşlanmasına neden olmasını ve böylece transformatörün yalıtım özelliklerine, kullanım ömrüne ve güvenli çalışmasına zarar vermesini önlemek gerekir. 3. Kağıt lifli malzemelerin bozulması esas olarak üç alanı kapsar: (1) Liflerin kırılması. Aşırı ısınma, suyun lif malzemesinden ayrılmasına neden olduğunda, lif malzemesinin kırılganlaşmasını daha da hızlandırır. Kağıdın kırılganlaşarak dökülmesi nedeniyle, mekanik titreşimler, elektriksel gerilimler, işletim dalgalanmaları gibi darbe kuvvetlerinin etkisi altında yalıtım arızaları meydana gelebilir ve bu da elektrik kazalarına yol açabilir. (2) Lifli malzemelerin mekanik mukavemeti azalır. Fiber malzemelerin mekanik mukavemeti, ısıya maruz kalma süresi uzadıkça azalır. Transformatörün ısınması sonucu yalıtım malzemesindeki su tekrar dışarı atıldığında, yalıtım direncinin değeri artabilir; ancak mekanik mukavemeti **azalacaktır ve yalıtım kağıtları kısa devre akımlarına veya darbe yükleri gibi mekanik kuvvetlere karşı dayanamayacaktır. (3) Lif malzemesinin kendisinin büzülmesi. Kırılgan hale gelen fiber malzemeler büzülür, bu da sıkıştırma kuvvetini azaltır; bu durum büzülme hareketlerine yol açarak transformatör sargılarının elektromanyetik titreşimler veya darbe voltajları altında yer değiştirmesine ve sürtünme sonucu yalıtımının hasar görmesine neden olabilir. II. Sıvı Yağ Yalıtım Arızaları: Sıvı yalıtımlı yağlı transformatörler, 1887 yılında Amerikalı bilim insanı Thomson tarafından icat edilmiştir ve 1892 yılında General Electric gibi Amerikan şirketleri tarafından elektrik transformatörlerinde kullanılmaya başlanmıştır. Burada bahsedilen sıvı yalıtım, transformatör yağı yalıtımıdır. 1 Yağlı transformatörlerin özellikleri: (1) **Elektriksel yalıtım gücünü artırır, yalıtım mesafesini kısaltır ve cihazın boyutlarını küçültür; (2) **Transformatörün etkili ısı transferi ve soğutma kapasitesini artırır, iletkenlerde izin verilen akım yoğunluğunu yükseltir ve cihazın ağırlığını azaltır. Çalışan transformatör gövdesindeki ısıyı, transformatör yağının termal döngüsü aracılığıyla transformatör kabuğuna ve soğutucuya aktararak etkili soğutma seviyesini yükseltir; (3) Yağla mühürlenmesi sayesinde transformatörün içindeki bazı parçaların ve bileşenlerin oksidasyon derecesi azalır ve kullanım ömrü uzar. 2 Transformatör yağının özellikleri: Çalışan bir transformatördeki yağın, stabil ve mükemmel yalıtım özelliklerine ve ısı iletim özelliklerine sahip olması gerekmektedir. Bunlar arasında yalıtım mukavemeti tg8, viskozite, donma noktası ve asit değeri gibi özellikler, yalıtım yağlarının temel özellik göstergeleridir. Petrolden rafine edilerek elde edilen yalıtım yağı, çeşitli hidrokarbonlar, reçineler, asitler ve diğer safsızlıkların karışımıdır; özellikleri her zaman stabil değildir ve sıcaklık, elektrik alanı ve ışık gibi etkenlerin etkisiyle sürekli oksitlenir. Normal koşullar altında yalıtım yağlarının oksidasyon süreci oldukça yavaş ilerler; uygun şekilde bakımı yapıldığında 20 yıl boyunca bile yaşlanmadan gerekli kalitesini koruyabilir. Ancak yağa karışan metaller, yabancı maddeler, gazlar vb. oksidasyonun hızlanmasına neden olur, yağın kalitesini bozar, rengini koyulaştırır, berraklığını bulandırır ve içindeki su miktarını, asit değerini, kül oranını artırarak yağın özelliklerinin kötüleşmesine yol açar. 3 Transformatör yağının bozulma nedenleri Transformatör yağının kalitesinin kötüleşmesi, şiddetine göre kirlenme ve bozulma olmak üzere iki aşamada incelenebilir. Kirlenme, yağa su ve yabancı maddelerin karışmasıdır; bunlar yağın oksidasyonu sonucu oluşmaz. Kirlenmiş yağın yalıtım özellikleri bozulur, elektrik alanının kırılma gerilimi düşer ve dielektrik kaybı açısı artar. Bozulma, yağın oksidasyonunun bir sonucudur; elbette bu oksidasyon yalnızca saf yağdaki hidrokarbonların oksidasyonunu ifade etmez, aynı zamanda yağda bulunan yabancı maddeler de oksidasyon sürecini hızlandırır; özellikle bakır, demir, alüminyum gibi metal tozları. Oksijen, transformatör içindeki havadan gelir; tamamen mühürlü bir transformatörün içinde bile yaklaşık %0,25 oranında oksijen bulunur. Oksijenin çözünürlüğü yüksek olduğundan, yağda çözünmüş gazlar arasında daha yüksek bir orana sahiptir. Transformatör yağı okside olduğunda, katalizör görevi gören su ve hızlandırıcı etkisi olan ısı, transformatör yağının çamur oluşumuna neden olur. Bunun etkileri esas olarak şu şekillerde ortaya çıkar: Elektrik alanının etkisiyle çökeltilerin parçacıkları büyür; yabancı maddeler elektrik alanının en güçlü olduğu bölgelerde birikir ve transformatörün yalıtımını iletken “köprüler” haline getirir; çökeltiler eşit şekilde dağılmaz, aksine ayrı, ince uzun şeritler oluşturur ve aynı zamanda elektrik akımı yönünde sıralanabilir. Bu durum şüphesiz ısı dağılımını engeller, yalıtım malzemelerinin yaşlanmasını hızlandırır ve yalıtım direncinin düşmesine ile yalıtım seviyesinin azalmasına neden olur. 4 Transformatör yağının bozulma süreci: Yağın bozulma sürecindeki ana aşamalarda oluşan maddeler peroksidler, asitler, alkoller, homologlar ve çamurdur. Erken bozulma aşaması. Yağda oluşan peroksitler, yalıtım lifi malzemeleriyle reaksiyona girerek selüloz oksit oluşturur; bu da yalıtım liflerinin mekanik mukavemetini azaltır ve kırılganlık ile yalıtımın büzülmesine neden olur. Oluşan asitler, yapışkan bir yapıya sahip yağ asitleridir. Aşındırıcı özellikleri mineral asitler kadar güçlü olmamakla birlikte, büyüme hızları ve organik yalıtım malzemeleri üzerindeki etkileri oldukça büyüktür. Sonraki bozulma aşaması. Yağ tortusu oluşur; asitler bakır, demir, yalıtım boyaları gibi malzemeleri aşındırdığında reaksiyon sonucu yağ tortusu meydana gelir. Bu, asfalta benzer, yapışkan bir polimerik iletken maddedir; yağda belirli ölçüde çözünür ve elektrik alanının etkisiyle hızla oluşur. Yalıtım malzemelerine veya transformatör kutularının kenarlarına yapışır, yağ boruları ve soğutucu radyatörlerde birikir; bu da transformatörün çalışma sıcaklığını artırır ve elektriksel dayanıklılığını düşürür. Yağın oksidasyon süreci, iki ana reaksiyon koşulundan oluşur; bunlardan biri, transformatörde asit değerinin çok yüksek olması ve yağın asidik hale gelmesidir. İkincisi, yağda çözünen oksitler yağda çözünmeyen bileşiklere dönüşerek transformatör yağının kalitesinin kademeli olarak bozulmasına neden olur. 5 Transformatör yağı kalite analizi, değerlendirme ve bakım işlemleri (1) Yalıtım yağının bozulması. Fiziksel ve kimyasal özellikleri de değişir, bu da elektriksel özelliklerinin kötüleşmesine neden olur. Yalıtım yağının asit değeri, yüzey gerilimi, tortu oluşumu, suda çözünen asit değeri gibi parametrelerin test edilmesiyle bu tür kusurlara sahip olup olmadığı belirlenebilir. Yalıtım yağına yeniden işlem uygulanarak yağın bozulmasından kaynaklanan maddeler ortadan kaldırılabilir; ancak bu işlem sırasında doğal antioksidanlar da uzaklaştırılabilir. (2) Yalıtım yağına su girmesi ve nemlenmesi, çünkü su güçlü polar bir maddedir. Elektrik alanının etkisi altında kolayca iyonlaşarak parçalanır ve bu da yalıtım yağının iletkenlik akımını artırır; bu nedenle az miktardaki su bile yalıtım yağının dielektrik kaybını önemli ölçüde artırabilir. Yalıtım yağındaki mikro suyun ölçülmesiyle bu tür kusurların olup olmadığı belirlenir. Yalıtım yağlarının basınçlı vakum yöntemiyle filtrelenmesi, genellikle suyun giderilmesini sağlar. (3) Yalıtım yağı, mikroorganizmalar ve bakteriler tarafından enfekte olur. Örneğin, ana transformatörün montajı sırasında veya çekirdeğinin çıkarılması sırasında, yalıtım parçalarının yüzeyine yapışan böcekler ve montaj personelinin bıraktığı lekeler gibi şeyler bakteri taşıyabilir ve bu da yalıtım yağını enfekte edebilir; ya da yalıtım yağı zaten mikroorganizmalarla enfekte olmuş olabilir. Ana transformatörler genellikle 40–80°C’lik ortamlarda çalışır ve bu da bu mikroorganizmaların büyümesi ve çoğalması için oldukça elverişlidir. Mikroorganizmalar ve onların atıklarındaki mineraller ile proteinlerin yalıtım özellikleri, yalıtım yağınınkinden çok daha düşük olduğundan, bu durum yalıtım yağının dielektrik kaybını artırır. Bu tür kusurlar, sahada döngüsel işleme yöntemiyle kolayca giderilemez; çünkü nasıl işlenirse işlensin, yalıtım katmanında her zaman bir miktar mikroorganizma kalır. İşlemden sonra, kısa vadede ana transformatörün yalıtımı bir ölçüde iyileşir; ancak ana transformatörün çalışma ortamı mikroorganizmaların büyümesi ve çoğalması için oldukça elverişli olduğundan, bu kalıntı mikroorganizmalar yıllar boyunca büyümeye ve çoğalmaya devam eder. Bu da bazı ana transformatörlerin yalıtımının yıldan yıla kötüleşmesine neden olur. (4) Polar maddeler içeren alkyid reçineli yalıtım boyası yağda çözünür. Elektrik alanının etkisi altında, polar maddeler dipol gevşeme polarizasyonu yaşar; alternatif akım polarizasyonu sürecinde enerji tüketilir, bu da yağın dielektrik kaybını artırır. Yalıtım boya üretimden önce sertleştirme işlemine tabi tutulsa da, yine de yeterince iyi işlenmemiş olma ihtimali vardır. Ana transformatör bir süre çalıştıktan sonra, yeterince iyi işlenmemiş yalıtım boyası zamanla yağda çözünür ve bu da onun yalıtım özelliklerinin giderek azalmasına neden olur. Bu tür kusurların ortaya çıkış zamanı, yalıtım boya işleminin ne kadar kapsamlı yapıldığıyla ilgilidir; bir veya iki kez emilim işlemi uygulanarak belirli bir etki elde edilebilir. (5) Yağda sadece su ve yabancı maddeler bulunur. Bu kirlilik durumu, yağın temel özelliklerini değiştirmez. Nem, kurutma yöntemiyle uzaklaştırılabilir; yabancı maddeler ise filtreleme yöntemiyle temizlenebilir; yağdaki hava ise vakumla çekilerek giderilebilir. (6) İki veya daha fazla farklı kaynaktan gelen yalıtım yağlarının bir arada kullanılması. Yağın özellikleri ilgili düzenlemelere uymalıdır; yağların özgül ağırlığı, donma sıcaklığı, viskozitesi ve alevlenme noktası birbirine benzer olmalıdır; ayrıca karıştırıldıktan sonra yağın stabilitesi de gerekliliklere uygun olmalıdır. Karıştırıldıktan sonra kalitesi bozulan yağlarda, yağın özellikleri değiştiğinden asidik maddeler ve çamur oluşur. Bu nedenle, yağın özelliklerini geri kazandırmak için kalite kaybına neden olan maddelerin ayrılması amacıyla kimyasal yöntemlerle yağın yeniden işlenmesi gerekir. III. Kuru reçine transformatörlerinin yalıtımı ve özellikleri: Kuru transformatörler (burada epoksi reçine ile yalıtılmış transformatörler kastedilmektedir), özellikle yüksek yangın güvenliği gereksinimlerinin bulunduğu yerlerde kullanılır. Yüksek binalar, havaalanları, petrol depoları gibi. 1 Reçine yalıtım türleri: Epoksi reçineyle yalıtılmış transformatörler, üretim sürecinin özelliklerine göre epoksi kuvars kum karışımı vakum döküm tipi, epoksi alkali içermeyen cam elyaf takviyeli vakum basınç farkı döküm tipi ve alkali içermeyen cam elyaf sargılı emdirme tipi olmak üzere üçe ayrılır. (1) Epoksi kuvars kum karışımının vakum altında dökülerek yalıtılması. Bu tür transformatörlerde, epoksi reçinenin dolgu maddesi olarak kuvars kumu kullanılır; yalıtım boya ile işlenmiş ve sargılanmış bobinler, bobin döküm kalıbına yerleştirilir ve vakum altında epoksi reçine ile kuvars kumunun karışımı kullanılarak damlatma yöntemiyle döküm yapılır. Döküm işleminin, kalan hava kabarcıkları, karışımın yerel olarak eşit olmaması ve yerel termal gerilim çatlamalarına yol açabilmesi gibi kalite gereksinimlerini karşılamada zorlanması nedeniyle, bu tür yalıtımlı transformatörler nemli ve sıcak ortamlarda ve yük değişimlerinin büyük olduğu bölgelerde kullanılmamalıdır. (2) Epoksi alkali içermeyen cam elyaf takviyeli vakum basınç farkı döküm yalıtımı. Epoksi alkali içermeyen cam elyaf takviyesi, sargı katmanları arasındaki yalıtım için alkali içermeyen kısa cam elyafı levhalarının dış yalıtım tabakası olarak kullanılmasıdır. En dıştaki yalıtım sargısının kalınlığı genellikle 1–3 mm arasında ince bir yalıtımdır; epoksi reçine ile karıştırılır ve yüksek vakum altında hava kabarcıkları alınarak döküm yapılır. Sargı yalıtımının kalınlığı oldukça ince olduğundan, daldırma işlemi iyi yapılmadığında yerel deşarj noktaları oluşabilir. Bu nedenle, döküm malzemesinin tam olarak karıştırılması, hava kabarcıklarının tamamen giderilmesi ve döküm sırasında tel sargının yüksek kalitede daldırılabilmesi için döküm malzemesinin düşük viskozitesi ile döküm hızının iyi ayarlanması gerekmektedir. (3) Alkali içermeyen cam elyaf sargılı emdirme yalıtımı. Alkali içermeyen cam elyafla sargılanmış ve emdirilmiş transformatörler, transformatör sargılarının sarılması sırasında aynı zamanda sargı katmanları arasındaki yalıtım işleminin ve sargıların emdirilmesinin de gerçekleştirildiği transformatörlerdir. Bu tür transformatörlerde, yukarıda bahsedilen iki emdirme yönteminde kullanılan sargı şekillendirme kalıplarına gerek yoktur; ancak reçinenin viskozitesinin düşük olması gerekmekte ve sargıların sarılması ve emdirilmesi sırasında reçinede küçük hava kabarcıkları kalmamalıdır. 2 Reçine transformatörlerinin yalıtım özellikleri ve bakımı: Reçine transformatörlerinin yalıtım seviyesi, yağlı transformatörlere kıyasla önemli ölçüde farklı değildir; asıl önemli olanlar reçine transformatörlerindeki sıcaklık artışı ve yerel deşarj olmak üzere bu iki parametredir. (1) Reçine transformatörlerinin ortalama sıcaklık artış seviyesi, yağlı transformatörlere kıyasla daha yüksektir. Bu nedenle, yalıtım malzemelerinden beklenen ısı dayanımı seviyesi de daha yüksek olmalıdır. Ancak transformatörün ortalama sıcaklık artışı, sargılardaki en yüksek sıcaklık noktalarını yansıtmadığından, yalıtım malzemelerinin ısı dayanımı seviyesi yalnızca ortalama sıcaklık artışına göre belirlenirse veya yanlış seçilirse, veya reçine transformatörü uzun süre aşırı yük altında çalışırsa bu durum transformatörün kullanım ömrünü etkiler. Transformatörlerde ölçülen sıcaklık artışları genellikle transformatörün en yüksek sıcaklık gösteren bölgelerinin sıcaklığını yansıtamadığından, mümkün olduğunda transformatörün maksimum yük altında çalıştığı sırada kızılötesi termometreler kullanılarak reçineli transformatörün en yüksek sıcaklık gösteren bölgeleri kontrol edilmeli ve fan soğutma sistemlerinin yönü ve açısı buna göre ayarlanarak transformatörün yerel sıcaklık artışı kontrol altına alınmalı ve böylece transformatörün güvenli bir şekilde çalışması sağlanmalıdır. (2) Rezinli transformatörlerdeki yerel deşarj miktarı, transformatörün elektrik alanı dağılımı, rezinin homojenliği ve içinde hava kabarcıkları veya rezinin çatlaması gibi faktörlerle ilgilidir. Yerel deşarj miktarı, rezinli transformatörlerin performansını, kalitesini ve kullanım ömrünü etkiler. Bu nedenle, reçineli transformatörlerde yerel deşarj miktarının ölçülmesi ve kontrol edilmesi, onların üretim süreci ve kalitesinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesidir. Reçineli transformatörlerin devir alımı sırasında ve büyük onarımlarından sonra yerel deşarj ölçüm testleri yapılmalı ve yerel deşarjda meydana gelen değişikliklere göre kaliteleri ve performanslarının istikrarı değerlendirilmelidir. Kuru tip transformatörlerin giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmasıyla birlikte, transformatör seçilirken onun işlem yapısı, yalıtım tasarımı ve yalıtım düzenlemesi hakkında ayrıntılı bilgi sahibi olunmalıdır. Üretim süreci ve kalite güvence sistemi gelişmiş, üretim yönetimi sıkı ve teknik özellikleri güvenilir olan ürünler tercih edilmelidir. Böylece transformatörün ürün kalitesi ve ısıya dayanıklılık ömrü sağlanarak, transformatörün güvenli çalışması ve elektrik tedariki konusundaki güvenilirliği artırılabilir. IV. Transformatör izolasyon arızalarını etkileyen başlıca faktörler Transformatörün izolasyon performansını etkileyen başlıca faktörler şunlardır: sıcaklık, nem, yağ koruma yöntemi ve aşırı gerilim etkileri vb. 1. Sıcaklığın etkisi: Elektrik transformatörleri yağ ve kağıt yalıtımına sahiptir ve farklı sıcaklıklarda yağ ile kağıttaki su içeriği arasında farklı denge eğrileri bulunur. Genellikle sıcaklık yükseldiğinde, kağıttaki suya bağlı suyun yağa geçmesi gerekir; aksi takdirde kağıt, yağdaki sudu emer. Bu nedenle, sıcaklık yüksek olduğunda transformatördeki yalıtım yağının mikro su içeriği daha fazladır; aksine, mikro su içeriği daha düşüktür. Sıcaklık farklı olduğunda, selülozun halkalarının açılması, zincirlerinin kopması ve buna bağlı olarak gaz oluşumu derecesi de farklılık gösterir. Belirli bir sıcaklıkta, CO ve CO₂ üretim hızı sabittir; yani yağdaki CO ve CO₂ gaz konsantrasyonları zamanla lineer bir ilişki gösterir. Sıcaklık sürekli arttıkça, CO ve CO₂ üretim hızları genellikle üstel bir şekilde artar. Bu nedenle, yağdaki CO ve CO₂ miktarları, yalıtım kağıdının termal yaşlanmasıyla doğrudan ilişkilidir ve bu miktar değişiklikleri, mühürlü transformatörlerdeki kağıt katmanlarında anormallik olup olmadığını belirlemede kullanılabilen kriterlerden biridir. Transformatörün ömrü, yalıtımın yaşlanma derecesine bağlıdır ve yalıtımın yaşlanması da çalışma sıcaklığına bağlıdır. Örneğin, yağlı transformatörlerde nominal yük altında sargıların ortalama sıcaklık artışı 65°C, en yüksek noktanın sıcaklık artışı ise 78°C’dir. Eğer ortalama çevre sıcaklığı 20°C ise, en yüksek noktanın sıcaklığı 98°C olur. Bu sıcaklıkta transformatör 20–30 yıl boyunca çalışabilir. Eğer transformatör aşırı yük altında çalışırsa sıcaklık artar ve bu da ömrünün kısalmasına neden olur. Uluslararası Elektrik Komisyonu (IEC), A sınıfı yalıtımlı transformatörlerde 80–140°C sıcaklık aralığında sıcaklık her 6°C arttığında, transformatörün yalıtımının etkin kullanım ömrünün iki kat hızla azaldığını belirtmektedir. Bu durum, 6°C kuralı olarak adlandırılır ve ısıyla ilgili sınırlamaların geçmişte kabul edilen 8°C kuralından daha sıkı olduğunu gösterir. 2 Nemin etkisi: Su varlığı, kağıt selülozunun parçalanmasını hızlandırır. Bu nedenle, CO ve CO₂ üretimi selüloz malzemelerin su içeriğiyle de ilişkilidir. Nem sabit kaldığında, su içeriği ne kadar yüksekse üretilen CO₂ de o kadar fazladır. Aksine, su içeriği ne kadar düşükse, parçalanarak oluşan CO da o kadar fazla olur. Yalıtım yağlarındaki iz miktarındaki su, yalıtım özelliklerini etkileyen önemli faktörlerden biridir. Yalıtım yağlarında bulunan az miktardaki su, yalıtım malzemesinin elektriksel ve fizikokimyasal özellikleri açısından büyük zararlara neden olur. Su, yalıtım yağının kıvılcım deşarj voltajını düşürebilir, dielektrik kayıp faktörü tgδ’yi artırabilir, yalıtım yağının yaşlanmasını hızlandırabilir ve yalıtım performansını kötüleştirebilir. Ekipmanların nemlenmesi, sadece elektrik ekipmanlarının çalışma güvenilirliğini ve ömrünü azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ekipmanların hasar görmesine ve hatta kişisel güvenliği tehdit etmesine de neden olabilir. 3. Yağ koruma yönteminin etkisi: Transformatör yağındaki oksijen, yalıtımın parçalanma reaksiyonlarını hızlandırır ve oksijen miktarı yağ koruma yöntemiyle ilişkilidir. Ayrıca, havuz koruma yöntemlerinin farklı olması, CO ve CO₂’nin yağ içindeki çözünme ve difüzyon durumlarını etkiler. CO’nun çözünürlüğü düşük olduğundan, açık tip transformatörlerde CO kolayca yağ yüzeyine yayılır; bu nedenle açık tip transformatörlerde CO’nun hacim oranı genellikle 300x10-6’dan fazla olmaz. Mühürlü transformatörlerde, yağ seviyesi havadan izole edildiği için CO ve CO₂’nin buharlaşması zor olur; bu yüzden bu gazların konsantrasyonu daha yüksektir. 4 Aşırı gerilimin etkileri ① Geçici aşırı gerilimin etkileri. Üç fazlı transformatörlerin normal çalışması sırasında fazlar ile toprak arasındaki gerilim, fazlar arası gerilimin %58’idir. Ancak tek fazlı bir arıza meydana geldiğinde, nötr noktası toprağa bağlı sistemlerde ana yalıtımın gerilimi %30 artarken, nötr noktası toprağa bağlı olmayan sistemlerde bu oran %73’e ulaşır; bu da yalıtımın hasar görmesine neden olabilir. ② Yıldırım aşırı geriliminin etkisi. Yıldırım aşırı gerilimi, dalga tepesinin dik olması nedeniyle uzunlamasına yalıtımlarda (sargılar arası, paralel bağlantılar arası, yalıtım) gerilim dağılımının oldukça dengesiz hale gelmesine yol açar; bu da yalıtımda deşarj izleri bırakarak katı yalıtımın hasar görmesine sebep olabilir. ③ İşletim aşırı geriliminin etkisi. İşletme aşırı geriliminin dalga şekli oldukça düz olduğundan, gerilim dağılımı yaklaşık olarak doğrusaldır. İşletme aşırı gerilimi dalgası bir sargıdan diğerine geçerken, bu iki sargı arasındaki devir sayısıyla orantılıdır; bu da ana yalıtımın veya fazlar arası yalıtımın bozulmasına ve hasar görmesine neden olabilir. 5. Kısa devre elektrik kuvvetinin etkisi: Çıkışta kısa devre olması durumunda ortaya çıkan elektrik kuvveti, transformatör sargılarının deforme olmasına ve bağlantı tellerinin yer değiştirmesine neden olabilir. Bu da mevcut yalıtım mesafelerini değiştirerek yalıtımın ısınmasına, yaşlanmanın hızlanmasına veya hasar görmesine yol açar; bu da deşarj, ark oluşumu ve kısa devre arızalarına sebep olur. Özetle, elektrik transformatörlerinin yalıtım özelliklerini ve makul bir şekilde işletilip bakımının yapılmasını bilmek, transformatörlerin güvenli çalışmasını, kullanım ömrünü ve elektrik tedariki konusundaki güvenilirliğini doğrudan etkiler. Elektrik transformatörleri, elektrik sistemlerinde önemli ve kritik bir rol oynayan cihazlardır. Bu nedenle, transformatörlerin işletilmesi ve bakımından sorumlu kişiler ile yöneticiler, transformatörlerin yalıtım yapısını, malzeme özelliklerini, üretim kalitesini, bakım yöntemlerini ve bilimsel teşhis tekniklerini bilmeli ve bunlara göre optimize edilmiş bir işletme yönetimi uygulamalıdır. Böylece elektrik transformatörlerinin kullanım verimliliği, ömrü ve elektrik tedariki konusundaki güvenilirliği sağlanabilir. http://bbs.bjx.com.cn/data/attachment/forum/201611/03/13240151ecchb158w2ehe1.jpg