Изоляция трансформаторов тока

Трансформаторы тока в зависимости от номинальных параметров, назначения и места установки бывают следующих основных типов: втулочные, проходные стержневые или шинные и баковые. Втулочные трансформаторы тока представляют собой кольцевые магнитопроводы со вторичными обмотками, надеваемыми на проходные изоляторы выключателей и трансформаторов. Стержень проходного изолятора служит одновитковой «первичной обмоткой» трансформатора тока. Высоковольтная изоляция этих трансформаторов тока создается самим проходным изолятором.

8.3 – Трансформатор тока ТФН-110М.

Проходные стержневые трансформаторы тока по конструкции аналогичны втулочным, но в них проходной изолятор является основной конструкцией самого трансформатора тока. В шинных трансформаторах тока роль стержня — «первичной обмотки» играет шина, которая проходит через отверстие в главной изоляции трансформатора тока. Стержневые и шинные трансформаторы тока выпускаются на напряжения до 35 кВ.

Трансформатор тока как отдельный аппарат на высокие напряжения наружной установки выпускается бакового типа. Конструкции баковых трансформаторов тока, в частности устройство их изоляции, непрерывно совершенствуются. В нашей стране широко применяются трансформаторы тока серии ТФН, устройство которых показано на рис. 6.3. В этой конструкции принято звеньевое расположение первичной и вторичной обмоток. Бумажно-масляная изоляция наложена частично на первичную, частично на вторичную обмотку; такая изоляция называется двухступенчатой. Баком трансформатора тока служит фарфоровая покрышка. Ввиду трудностей изготовления крупногабаритных покрышек в баковом трансформаторе тока изоляционные расстояния весьма малы. Это и обусловливает применение бумажно-масляной изоляции, обладающей высокой электрической прочностью.

Рис. 8.4 – Схема кабельно-конденсаторной изоляции первичной обмотки (а) и общий вид трансформатора тока ТФКН-330 (б).

На сверхвысокие напряжения трансформаторы тока типа ТФН соединяются в каскадные схемы, в которых вторичная обмотка верхней ступени питает первичную обмотку нижней. Хотя изоляционная проблема в этих трансформаторах тока решается относительно просто, применение каскадных схем снижает точность измерения тока. Повышение электрической прочности изоляции обмоток достигается устройством кабельно-конденсаторной изоляции. Кабельно-конденсаторная изоляция представляет собой бумажно-масляную изоляцию, в толщу которой заложены коаксиальные конденсаторные обкладки, последняя из которых заземляется (рис. 8.4,а). Эти обкладки выравнивают распределение напряжения в радиальном и осевом направлениях. Тот же принцип использован в конденсаторных вводах. Трансформаторы тока с кабельно-конденсаторной изоляцией выпускаются вплоть до высших номинальных напряжений в серии ТФКН (рис. 8.4,б).

На напряжения до 35 кВ просты в производстве, дешевы и малогабаритны трансформаторы тока с литой изоляцией. Наилучшие результаты дает эпоксидная изоляция. Выбор конфигурации литой изоляцией требует подробного расчета электрического поля для устранения высоких градиентов по поверхности изоляции и в воздушных включениях вблизи вторичной обмотки.