چگونه می توان یک خطای زمین ترانسفورماتور را تشخیص داد و از بین برد؟

1. رفع خطاهای چند نقطه ای زمین

(1) روشهای کاهش موقت زمانی که ترانسفورماتور نمی تواند از سرویس خارج شود:

① اگر سیم اتصال زمین خارجی وجود داشته باشد و جریان خطا نسبتاً زیاد باشد، می توان سیم اتصال زمین را به طور موقت قطع کرد. با این حال، نظارت باید تشدید شود تا در صورت ناپدید شدن نقطه خطا، هسته از ایجاد پتانسیل شناور جلوگیری کند.

② اگر خطای اتصال زمین چند نقطه ای متناوب یا ناپایدار باشد، می توان یک مقاومت سیم لغزنده را به صورت سری با سیم زمین کار متصل کرد تا جریان را به کمتر از 1 A محدود کند. مقاومت سیم لغزنده باید با تقسیم ولتاژ اندازه گیری شده در سیم زمین کار باز بر جریانی که از آن عبور می کند انتخاب شود.

③ تجزیه و تحلیل گاز محلول (DGA) باید برای نظارت بر نرخ تولید گاز در نقطه خطا استفاده شود.

④ هنگامی که محل دقیق خطا از طریق اندازه‌گیری مشخص شد، اگر نمی‌توان فوراً آن را تعمیر کرد، می‌توان تسمه اتصال به زمین هسته معمولی را به همان موقعیتی که نقطه عیب است تغییر مکان داد. این به طور قابل توجهی جریان گردش را کاهش می دهد.

(2) اقدامات تعمیر و نگهداری کامل. هنگامی که مانیتورینگ یک خطای چند نقطه ای زمین را نشان داد، ترانسفورماتورهایی که می توانند از سرویس خارج شوند باید به سرعت خاموش شوند تا عیب به طور کامل برطرف شود. بسته به نوع و علت اتصال زمین چند نقطه ای، اقدامات تعمیر و نگهداری مناسب باید انجام شود. با این حال، در برخی موارد، حتی پس از قطع برق ترانسفورماتور و بلند شدن هسته، نمی توان نقطه عیب را پیدا کرد. در چنین شرایطی، روش های زیر را می توان در محل برای تعیین دقیق نقطه زمین استفاده کرد:

① روش DC: تسمه زمین را بین هسته و ساختار گیره جدا کنید. ولتاژ 6 ولت DC را روی ورق های فولادی سیلیکونی در دو طرف یوک اعمال کنید. سپس از یک ولت متر DC برای اندازه گیری ولتاژ بین ورق های فولادی سیلیکونی مجاور به صورت متوالی استفاده کنید. هنگامی که ولتاژ صفر می شود یا متر یک قطبیت معکوس را نشان می دهد، آن مکان را می توان نقطه اتصال زمین خطا در نظر گرفت.

② روش AC: سیم پیچ ولتاژ پایین ترانسفورماتور را به منبع ولتاژ متناوب 220-380 ولت وصل کنید تا شار مغناطیسی در هسته برقرار شود. اگر یک خطای زمین چند نقطه ای وجود داشته باشد، یک جریان توسط یک میلی متر تشخیص داده می شود (به شرطی که تسمه زمین بین هسته و ساختار گیره جدا شده باشد). نقطه به نقطه در امتداد سطوح مختلف یوغ هسته با استفاده از میلی‌متر اندازه‌گیری کنید. وقتی میلی‌متر صفر می‌خواند، آن مکان نقطه خطا است.

2. پدیده های غیرعادی ناشی از زمین چند نقطه ای

(1) جریان های گردابی در هسته تولید می شوند که منجر به افزایش تلفات آهن و گرمای بیش از حد موضعی هسته می شود.

(2) اگر زمین چند نقطه ای شدید برای مدت طولانی حل نشده باقی بماند، عملیات مداوم باعث گرم شدن بیش از حد روغن و سیم پیچ ها می شود و به تدریج عایق کاغذ روغنی پیر می شود. این می تواند باعث شود که پوشش عایق بین لایه های هسته کهنه شده و پوسته پوسته شود و در نتیجه باعث گرم شدن بیش از حد هسته و به طور بالقوه سوختن هسته شود.

(3) زمین چند نقطه ای طولانی مدت روغن را در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن تخریب می کند، گازهای قابل احتراق تولید می کند و رله گاز را فعال می کند.

(4) گرمای بیش از حد هسته می تواند باعث کربن شدن بلوک های فاصله دهنده چوبی و ساختارهای گیره در داخل قسمت فعال شود.

(5) اتصال زمین چند نقطه ای شدید می تواند سیم اتصال را بسوزاند و باعث شود ترانسفورماتور زمین تک نقطه ای معمولی خود را از دست بدهد و منجر به عواقب فاجعه بار شود.

(6) زمین چند نقطه ای نیز می تواند باعث پدیده تخلیه شود.

3. دلایلی که چرا هسته در حین کارکرد عادی نیاز به زمین‌گیری تک نقطه‌ای دارد:

در طول عملیات عادی، یک میدان الکتریکی بین سیم‌پیچ‌های برق‌دار و مخزن ترانسفورماتور وجود دارد که هسته و سایر اجزای فلزی درون این میدان قرار دارند. به دلیل توزیع نابرابر خازن و قدرت میدان متفاوت، اگر هسته به طور قابل اعتمادی زمین نباشد، پدیده های شارژ و دشارژ رخ می دهد. این می تواند عایق جامد را تخریب کند و قدرت دی الکتریک روغن را کاهش دهد. بنابراین، هسته باید دارای یک زمین تک نقطه ای قابل اعتماد باشد.

هسته از ورق های فولادی سیلیکونی تشکیل شده است. برای به حداقل رساندن جریان های گردابی، سطح خاصی از مقاومت عایق بین ورق ها وجود دارد (معمولاً از چند اهم تا چند ده اهم). از آنجایی که ظرفیت بین ورق بسیار زیاد است، می توان آن را یک مسیر رسانا در یک میدان الکتریکی متناوب در نظر گرفت. بنابراین، زمین‌کردن هسته در یک نقطه کافی است تا پتانسیل کل لایه‌های هسته روی هم به پتانسیل زمین متصل شود.

اگر هسته یا اجزای فلزی آن در دو یا چند نقطه به زمین متصل شوند، یک حلقه بسته بین نقاط زمین تشکیل می شود. این حلقه بخشی از شار مغناطیسی را به هم متصل می کند و نیروی الکتروموتور (EMF) را القا می کند و جریان در گردش ایجاد می کند. این منجر به گرمای بیش از حد موضعی می شود و حتی می تواند هسته را بسوزاند.

زمین تک نقطه ای تنها شرط زمین قابل قبول و عادی برای هسته ترانسفورماتور است. به عبارت دیگر، هسته باید زمین شود و دقیقاً در یک نقطه زمین شود.

خطاهای اصلی در درجه اول توسط دو عامل ایجاد می شوند: تکنیک های ساخت و ساز ضعیف که منجر به اتصال کوتاه می شود، و عوامل خارجی یا لوازم جانبی که باعث اتصال زمین چند نقطه ای می شوند.