Трансформаторните втулки са критични изолационни компоненти в енергийните системи, използвани предимно за безопасно отвеждане на проводниците за високо{0}} и ниско-напрежение от вътрешността на трансформатора към външната страна на резервоара, като същевременно осигуряват изолация и механична фиксация към земята. Те понасят товарния ток за продължителни периоди и трябва да издържат на моментни високи-напрежения на ток при необичайни условия, като например късо съединение, като по този начин се изисква висока надеждност.
Основните характеристики на трансформаторните втулки включват:
Висока якост на електрическа изолация: Втулките трябва да могат да издържат на номиналното напрежение на системата и пренапреженията, за да се предотврати прекъсване или повреда. За различни нива на напрежение се използват различни изолационни структури:
40 kV и по-ниски използват предимно чисти порцеланови втулки, с електрически порцелан като основен изолационен материал; 60 kV и по-високи обикновено използват маслени втулки или капацитивни втулки, като използват изолационно масло или принципа на разделяне на напрежението на кондензаторите за подобряване на изолационните характеристики; Системите с високо-напрежение от 110 kV и повече широко използват капацитивни втулки, чиято сърцевина е кондензаторна сърцевина, направена от множество слоеве от алуминиево фолио и изолационна хартия, разпръснати, като се постига по-равномерно разпределение на електрическото поле чрез изравняване на напрежението и значително подобряване на издържаното напрежение.
Достатъчна механична якост: Втулките трябва да осигуряват проводниците и да издържат на механични натоварвания, като външно напрежение на проводника, натоварване от вятър и земетресения, особено при приложения с висок -ток (напр. над 800 A). Мерките за магнитно екраниране също са необходими за намаляване на нагряването от вихрови токове.
Добра термична стабилност: По време на дългосрочна-експлоатация и късо{1}}свързване втулките трябва да могат да издържат на топлината, генерирана от постоянен ток на натоварване, и високото-температурно въздействие на късо съединение без термично стареене или структурни повреди.
Отлично уплътняване: втулки свързват вътрешната и външната страна на трансформатора; резервоарът за масло трябва да бъде запечатан, за да се предотврати изтичане на изолационно масло и проникване на въздух и влага, като по този начин се избягва влошаване на изолационните характеристики. Съвременните втулки най-често приемат напълно запечатан дизайн и са оборудвани с маслен консерватор за регулиране на промените в обема на маслото.
Компактна структура и лесна поддръжка: Идеалните втулки трябва да са малки по размер, леки и изключително гъвкави и оборудвани с окончателно заземително устройство (за тестване и оперативен мониторинг). Крайното заземително устройство трябва да бъде надеждно заземено, за да се предотврати плаващ потенциал, който може да доведе до разрушаване на изолацията.
Материално и структурно разнообразие: В зависимост от сценария на приложение, втулките могат да бъдат направени от различни материали като керамика, импрегнирани с епоксидна смола-стъклени влакна, тефлон и силиконова гума.
