Co to jest tuleja wtórna z trzema-zaciskami? Jaką rolę pełni w urządzeniach elektroenergetycznych?
W urządzeniach elektroenergetycznych, takich jak transformatory rozdzielcze i przekładniki prądowe, przepusty są kluczowymi elementami łączącymi wewnętrzne przewody pod napięciem urządzenia z obwodem zewnętrznym, pełniąc potrójne funkcje izolacji, uszczelniania i przewodzenia prądu. Jako ważny typ tulei, tuleja wtórna z trzema-zaciskami, charakteryzująca się unikalną konstrukcją mocującą i doskonałymi właściwościami uszczelniającymi, jest szeroko stosowana w urządzeniach do dystrybucji energii średniego i niskiego napięcia. W tym artykule w sposób systematyczny wyjaśniono definicję, skład strukturalny, zasadę działania i podstawowe funkcje tulei wtórnej z trzema-zaciskami w urządzeniach energetycznych.
I. Co to jest tuleja wtórna?
Aby zrozumieć tuleję wtórną z trzema-zaciskami, należy najpierw rozróżnić pojęcia „tuleja główna” i „tuleja wtórna”.
W transformatorze prąd wpływa do uzwojenia-strony wysokiego napięcia z sieci-wysokiego napięcia, a po transformacji jest wyprowadzany ze strony niskiego-napięcia do sieci dystrybucyjnej-po stronie użytkownika. Urządzenie wyjściowe-podłączone do uzwojenia po stronie-wysokiego napięcia nazywa się przepustem pierwotnym (przepustem-wysokiego napięcia), którego napięcie znamionowe zwykle przekracza 10 kV i ma wyjątkowo wysokie wymagania dotyczące izolacji. Urządzenie wyjściowe-podłączone do uzwojenia po stronie niskiego-napięcia nazywane jest przepustem wtórnym (przepustem{{12}niskiego napięcia) o napięciu znamionowym zazwyczaj w zakresie od 0,4 kV do 1,2 kV, skierowanym bezpośrednio-do strony dystrybucji niskiego napięcia.
Dlatego przepust wtórny stanowi kanał elektryczny pomiędzy stroną niskiego-napięcia transformatora a zewnętrznymi liniami niskiego-napięcia i jest wylotem do przesyłu energii elektrycznej niskiego-napięcia. Typowy transformator rozdzielczy 10 kV/0,4 kV jest zwykle wyposażony w od 4 do 6 przepustów wtórnych, odpowiadających zaciskom wyjściowym każdego przewodu fazowego i linii neutralnej po-stronie niskiego napięcia.
II. Co to jest struktura z trzema-zaciskami?
„Trzy-zaciski” opisują metodę mechanicznego mocowania i uszczelniania pomiędzy tuleją a pokrywą kadzi transformatora (lub płytą montażową urządzenia).
Tradycyjne tuleje często wykorzystują konstrukcję kołnierza skręcanego śrubami, co wymaga wywiercenia wielu otworów na śruby w obudowie urządzenia oraz kilku śrub do dokręcenia i zamocowania kołnierza tulei. Ta metoda montażu jest uciążliwa, a nierówny moment dokręcania śrub może z łatwością spowodować nadmierne lokalne naprężenie pierścienia uszczelniającego, prowadząc do uszkodzeń i wycieków.
Z drugiej strony konstrukcja z trzema-zaciskami wykorzystuje trzy metalowe zaciski na szyjce tulei. Dzięki skoordynowanemu zaciskaniu tych trzech punktów mocowania tuleja jest mocno przymocowana do otworu montażowego, a gumowy pierścień uszczelniający zapewnia całkowite uszczelnienie. Trzy zaciski mają jasno określone funkcje: pierwszy zacisk odpowiada za wstępne pozycjonowanie i zapobieganie przemieszczeniu; drugi zacisk pełni rolę głównego punktu docisku uszczelniającego, współpracując z pierścieniem uszczelniającym, aby zapobiec wyciekom oleju izolacyjnego; a trzeci zacisk zapewnia dodatkową blokadę, zwiększając stabilność tulei w-długoterminowych środowiskach pracy z wibracjami.
W porównaniu do konstrukcji z kołnierzem skręcanym, konstrukcja z trzema-zaciskami ma niższe wymagania dotyczące precyzji obróbki otworów montażowych, eliminuje potrzebę gęstego wiercenia w pokrywie zbiornika, upraszcza montaż i demontaż, zapewnia bardziej równomierne naprężenia na powierzchni uszczelniającej i znacznie zmniejsza ryzyko wycieku oleju. Jest szczególnie odpowiedni do zastosowań w całkowicie uszczelnionych transformatorach-zanurzonych w oleju.
III. Elementy konstrukcyjne tulei wtórnej z trzema-zaciskami Kompletna tuleja wtórna z trzema-zaciskami zazwyczaj składa się z następujących części:
Izolator (korpus główny) Izolator jest rdzeniem tulei. Istnieją trzy główne rodzaje materiałów: obecnie najczęściej stosowanym materiałem są odlewy z żywicy epoksydowej, które zapewniają dobrą izolację, wysoką wytrzymałość mechaniczną, odporność na wilgoć i zabrudzenia oraz są lekkie; tuleje ceramiczne są odporne na wysokie temperatury i starzenie, ale są kruche i delikatne, co wymaga szczególnej ostrożności podczas montażu; i materiały kompozytowe z gumy silikonowej zapewniają dobrą elastyczność i dużą odporność na rozgorzenie, dzięki czemu nadają się do stosowania w trudnych warunkach pracy z dużą wilgotnością lub dużą mgłą solną.
Pręt przewodzący Miedziany lub aluminiowy pręt przewodzący, przechodzący przez środek izolatora, odpowiada za elektryczne połączenie przewodów wewnętrznych uzwojeń niskiego napięcia-transformatora z zaciskami zewnętrznymi, służąc jako kanał rzeczywistego przesyłu prądu. Pole-przekroju poprzecznego pręta przewodzącego określa obciążalność prądową-przepustu. Na przykład przepust o natężeniu 600 A wymaga-powierzchni przekroju poprzecznego pręta przewodzącego, która spełnia odpowiednie wymagania dotyczące obciążalności prądowej-i wzrostu temperatury.
Trzy-metalowe zaciski, zwykle wykonane ze stali nierdzewnej lub stali ocynkowanej, są mocowane do szyjki tulei za pomocą śrub lub mechanizmów-szybkiej blokady. Współpracują z pierścieniem uszczelniającym, aby uzyskać mechaniczne blokowanie i uszczelnienie olejowe.
Pierścień uszczelniający, wykonany z gumy-oleoodpornej, montowany jest w rowku uszczelniającym pomiędzy tuleją a otworem montażowym pokrywy obudowy, aby zapobiec wyciekaniu oleju izolacyjnego transformatora przez szczeliny montażowe, zachowując całkowicie szczelny stan.
Listwa zaciskowa znajdująca się w górnej części przepustu zapewnia interfejs do zaciskania śrub lub podłączenia szyny miedzianej, ułatwiając szybkie i niezawodne podłączanie kabli dystrybucyjnych niskiego-napięcia.
IV. Rola trzech-wtórnych tulei zaciskowych w sprzęcie zasilającym
Tuleje wtórne z trzema-zaciskami pełnią następujące cztery podstawowe funkcje w systemach zasilania:
① Izolacja i izolacja: Przepust całkowicie izoluje znajdujący się pod napięciem przewód wewnętrzny od uziemionej obudowy urządzenia, zapobiegając zwarciom lub uszkodzeniom uziemienia spowodowanym bezpośrednim kontaktem przewodu z obudową. W znamionowych warunkach pracy 1,2 kV izolator przepustowy musi wytrzymywać napięcie robocze o częstotliwości sieciowej przez dłuższy czas i przejść określone testy napięcia wytrzymywanego o częstotliwości sieciowej i napięcia wytrzymywanego impulsem, aby upewnić się, że nie nastąpi uszkodzenie izolacji ani przeskok powierzchniowy.
② Przewodzenie prądu
Tuleja o natężeniu 600 A może w sposób zrównoważony przenosić prąd roboczy o natężeniu 600-A, utrzymując jednocześnie wzrost temperatury w dopuszczalnych granicach. Zapewnia to efektywne przesyłanie prądu-niskiego napięcia z transformatora do zewnętrznej sieci dystrybucyjnej, zapobiegając nagrzewaniu styków lub przyspieszonemu starzeniu się izolacji z powodu niewystarczającego przekroju przewodzącego.
③ Podparcie mechaniczne i uszczelnienie
Tuleja jest przymocowana do pokrywy kadzi transformatora za pomocą mechanizmu z trzema-zaciskami. Zapewnia to stabilny punkt połączenia zewnętrznych kabli niskiego-napięcia i szyn miedzianych, wytrzymujący momenty rozciągające i zginające generowane przez połączenia zewnętrzne. Ponadto w połączeniu z pierścieniem uszczelniającym zapobiega wyciekom wewnętrznego oleju izolacyjnego transformatora, utrzymując całkowicie szczelne warunki pracy i wydłużając żywotność oleju izolacyjnego i uzwojeń.
④ Wytrzymałość na przepięcia i koordynacja zabezpieczeń
W przypadku uderzenia pioruna lub przepięć roboczych poziom napięcia udarowego wytrzymywanego przez przepust musi odpowiadać ogólnej konstrukcji izolacji urządzenia, aby zapobiec temu, aby przepust stał się najsłabszym ogniwem ulegającym uszkodzeniu pod wpływem przepięć. Jest to podstawowy powód, dla którego napięcie znamionowe przepustu (1,2 kV) musi być wyższe niż najwyższe normalne napięcie robocze systemu (około 0,48 kV).
V. Główne scenariusze zastosowań
Tuleje wtórne z potrójnym-zaciskiem są stosowane głównie w następujących typach urządzeń zasilających:
Transformatory rozdzielcze zanurzone w oleju-(10 kV/0,4 kV): najbardziej podstawowy scenariusz zastosowania; prawie wszystkie w pełni uszczelnione transformatory wykorzystują tuleje wtórne z potrójnym-zaciskiem lub podobnymi konstrukcjami zaciskowymi.
Przekładniki prądowe i przekładniki napięciowe: Tulejki wyjściowe przewodów uzwojenia wtórnego po stronie niskiego napięcia-.
Podstacje typu-skrzynkowego: boczne przepusty niskiego-napięcia do transformatorów wewnątrz kompaktowych zewnętrznych urządzeń do dystrybucji energii.
Transformatory specjalne: przepusty wyjściowe po stronie niskiego-napięcia do transformatorów prostowniczych, transformatorów trakcyjnych itp.
FAQ (często zadawane pytania)
P1: Czy wartość „1,2 kV” na tulei wtórnej z trzema-zaciskami jest maksymalnym napięciem roboczym, czy napięciem znamionowym o częstotliwości sieciowej?
Odp.: 1,2 kV to maksymalne znamionowe napięcie robocze przepustu (Um), które stanowi górną granicę napięcia, jakie urządzenie może wytrzymać podczas normalnej pracy. Nie reprezentuje napięcia przebicia. Rzeczywiste napięcie robocze systemu (zwykle 0,4 kV) jest znacznie niższe od tej wartości, zapewniając wystarczający margines izolacji.
P2: Czy przepust 600 A można zastosować w sprzęcie o stosunkowo niskim prądzie rzeczywistym?
O: Absolutnie. Prąd znamionowy to górna granica, jaką może wytrzymać przepust. Użycie go poniżej prądu znamionowego nie wpłynie na żywotność ani wydajność tulei. Jednakże przepustów o prądzie znamionowym niższym od rzeczywistego zapotrzebowania nie należy stosować odwrotnie, w przeciwnym razie przegrzanie spowoduje przedwczesne starzenie się lub nawet uszkodzenie izolacji.
P3: Które uszczelnienie jest bardziej niezawodne, ma konstrukcję z trzema-zaciskami czy mocowanie za pomocą śruby kołnierzowej?
Odp.: W standardowych warunkach montażu jednorodność uszczelnienia w przypadku konstrukcji z trzema-zaciskami jest generalnie lepsza niż w przypadku konstrukcji ze śrubą kołnierzową, ponieważ jednolita obwodowa siła docisku generowana przez opaski na pierścieniu uszczelniającym zmniejsza prawdopodobieństwo wystąpienia miejscowych niedostatecznych problemów z uszczelnieniem w porównaniu z wielopunktowym-dokręcaniem śrub.
