Как да открием и отстраним повреда в заземяването на ядрото на трансформатора?

1. Елиминиране на многоточкови заземителни повреди

(1) Временни методи за смекчаване, когато трансформаторът не може да бъде изведен от експлоатация:

① Ако има външен заземяващ проводник и токът на повреда е относително висок, заземителният проводник може временно да бъде изключен. Мониторингът обаче трябва да се засили, за да се предотврати развитието на плаващ потенциал в ядрото, ако точката на повреда изчезне.

② Ако повредата на многоточковото заземяване е периодична или нестабилна, резистор с плъзгащ се проводник може да бъде свързан последователно с работния заземителен проводник, за да се ограничи токът до под 1 A. Резисторът с плъзгащ се проводник трябва да бъде избран чрез разделяне на напрежението, измерено през отворения работен заземяващ проводник, на тока, протичащ през него.

③ Трябва да се използва анализ на разтворен газ (DGA) за наблюдение на скоростта на генериране на газ в точката на повреда.

④ След като точното местоположение на повредата бъде идентифицирано чрез измерване, ако тя не може да бъде поправена незабавно, нормалната лента за заземяване на сърцевината може да бъде преместена на същата позиция като точката на повреда. Това значително ще намали циркулиращия ток.

(2) Мерки за цялостна поддръжка. След като мониторингът покаже повреда в многоточково заземяване, трансформаторите, които могат да бъдат извадени от експлоатация, трябва незабавно да бъдат изключени, така че повредата да може да бъде напълно елиминирана. В зависимост от вида и причината за многоточковото заземяване трябва да се вземат подходящи мерки за поддръжка. Въпреки това, в някои случаи точката на повреда не може да бъде открита дори след като трансформаторът е изключен от захранването и сърцевината е повдигната. В такива ситуации следните методи могат да се използват на място за точно локализиране на точката на заземяване:

① DC метод: Разкачете заземителната лента между сърцевината и затягащата конструкция. Приложете 6 V DC напрежение върху листовете от силициева стомана от двете страни на ярема. След това използвайте DC волтметър, за да измерите последователно напрежението между съседни листове от силициева стомана. Когато напрежението отчита нула или измервателният уред показва обратен поляритет, това място може да се счита за точка на заземяване на повреда.

② AC метод: Свържете намотката за ниско напрежение на трансформатора към източник на AC напрежение от 220–380 V, за да установите магнитен поток в сърцевината. Ако съществува многоточкова заземителна повреда, токът ще бъде открит от милиамперметър (при условие, че заземяващата лента между сърцевината и затягащата конструкция е изключена). Измерете точка по точка по дължината на различните нива на сърцевината с помощта на милиамперметър. Когато милиамперметърът покаже нула, това място е точката на повреда.

2. Анормални явления, причинени от многоточково заземяване

(1) В сърцевината се генерират вихрови токове, което води до увеличени загуби на желязо и локално прегряване на сърцевината.

(2) Ако силното многоточково заземяване остане неразрешено за продължителен период от време, непрекъснатата работа ще доведе до прегряване на маслото и намотките, постепенно стареене на маслената хартиена изолация. Това може да доведе до стареене и отлепване на изолационното покритие между сърцевините, което води до още по-голямо прегряване на сърцевината и потенциално изгаряне на сърцевината.

(3) Продължителното многоточково заземяване разгражда маслото в маслените трансформатори, генерирайки запалими газове и задействайки газовото реле.

(4) Прегряването на сърцевината може да причини карбонизация на дървени разделителни блокове и затягащи конструкции вътре в активната част.

(5) Тежкото многоточково заземяване може да изгори заземяващия проводник, причинявайки трансформатора да загуби нормалното си едноточково заземяване, което води до катастрофални последици.

(6) Многоточковото заземяване може също да причини явления на разряд.

3. Причини, поради които ядрото изисква едноточково заземяване по време на нормална работа:

По време на нормална работа съществува електрическо поле между захранваните намотки и резервоара на трансформатора, като сърцевината и другите метални компоненти са разположени в това поле. Поради неравномерното разпределение на капацитета и променливата сила на полето, ако сърцевината не е надеждно заземена, ще възникнат явления на зареждане и разреждане. Това може да влоши твърдата изолация и да намали диелектричната якост на маслото; следователно сърцевината трябва да има надеждно едноточково заземяване.

Ядрото е съставено от листове от силициева стомана. За да се сведат до минимум вихровите токове, има определено ниво на изолационно съпротивление между листовете (обикновено вариращо от няколко ома до няколко десетки ома). Тъй като капацитетът между слоевете е изключително голям, той може да се счита за проводящ път в променливо електрическо поле. По този начин заземяването на сърцевината в една точка е достатъчно, за да ограничи потенциала на всички подредени ламинации на сърцевината към земния потенциал.

Ако сърцевината или нейните метални компоненти са заземени в две или повече точки, между точките на заземяване ще се образува затворен контур. Тази верига свързва част от магнитния поток, предизвиквайки електродвижеща сила (ЕМП) и създавайки циркулиращ ток. Това води до локализирано прегряване и дори може да изгори ядрото.

Едноточковото заземяване е единственото приемливо и нормално условие за заземяване на трансформаторно ядро. С други думи, сърцевината трябва да бъде заземена и трябва да бъде заземена точно в една точка.

Повредите в сърцевината се причиняват основно от два фактора: лоши строителни техники, водещи до късо съединение, и външни фактори или аксесоари, причиняващи многоточково заземяване.