В отличие от обычных трансформаторов допустимая температура обмотки кабельного трансформатора определяется не старением изоляции, а размягчением полиэтилена, которое снижает механическую прочность обмотки.
Механическая прочность обмотки кабельного трансформатора допускает температуру 90 °С в течение ограниченного времени и 70 °С при длительной работе. При этих температурах старение полиэтилена пренебрежимо мало.
Метод, использованный для определения характеристик термоокислительного старения полиэтиленовою кабеля, детально описан в С1андар1е МЭК 600-216. Испытания проводились в интервале температуры 120—150 °С. В результате испытаний срок службы определен равным более чем 100 лет. Даже с учетом возможной ошибки при экстраполяции эффект с трения в трансформа-торс будет минимальным. Были рассмотрены три случая возможных перегрузок.
Случай 1. Аварийная нагрузка, равная 140% номинальной в течение 30 мин. с предшествовавшей нагрузкой 70%. Температура гоячей точки 65 °С.
Случай 2. Xapaктерен для нормального суточного цикла (как в МЭК 60354): 22 часа нагрузки в 70% прерываются нагрузкой 134% в течение 2 часов. Такой цикл не вызывает повышенного старения изоляции за сутки в маслонаполненных трансформаторах. В кабельном трансформаторе температура горячей точки составит 80°С.
Случай 3. Был рассчитан для определения возможно длительной перегрузки при окружающей температуре 30°С. Температура наиболее нагретой точки была 70 °С. Этот случай показывает, что длительная нагрузка, равная 115%, может быть допущена длительно без какого-либо снижения механической прочности.
Таблица 11. Случаи возможных перегрузок
Случаи | Предшествующая нагрузка, | Перегрузка, % | Длительность перегрузки, мин | Температура горячей точки, СС |
1 | 70 | 140 | 30 | 65 |
2 | 70 | 134 | 120 | 80 |
3 | 100 | 115 | Длительно | 70 |
При расчетах постоянная времени для наиболее нагретой точки принималась равной 50 мин Окружающая температура во всех случаях принята равной 30 °С.
Эти трансформаторы могут работать при таких перегрузках без опасного повышения температуры. Кроме того, горячая точка имеет место в верхней части обмотки, где механическая нагрузка на кабель меньше. Нижние витки сжаты весом обмотки, но температура здесь на 10 К ниже благодаря входящему потоку охлаждающего воздуха. Поэтому уровень температуры кабеля в этом месте будет еще дальше от 90 °С, при которой полиэтилен может начать размягчаться. Проектная температура горячей точки равна 60 °С при температуре окружающего воздуха 30 °С.