Comment détecter et éliminer un défaut de mise à la terre du noyau du transformateur ?

1. Élimination des défauts de mise à la terre multipoints

(1) Méthodes d’atténuation temporaires lorsque le transformateur ne peut être mis hors service :

① S'il y a un fil de terre externe et que le courant de défaut est relativement élevé, le fil de terre peut être temporairement déconnecté. Cependant, la surveillance doit être intensifiée pour éviter que le cœur ne développe un potentiel flottant si le point de faille disparaît.

② Si le défaut de mise à la terre multipoint est intermittent ou instable, une résistance à fil coulissant peut être connectée en série avec le fil de terre de travail pour limiter le courant à moins de 1 A. La résistance à fil coulissant doit être sélectionnée en divisant la tension mesurée aux bornes du fil de terre de travail ouvert par le courant qui le traverse.

③ L'analyse des gaz dissous (DGA) doit être utilisée pour surveiller le taux de génération de gaz au point de défaut.

④ Une fois l'emplacement exact du défaut identifié par la mesure, s'il ne peut pas être réparé immédiatement, la sangle de mise à la terre normale peut être déplacée dans la même position que le point de défaut. Cela réduira considérablement le courant de circulation.

(2) Mesures d'entretien minutieuses. Une fois que la surveillance indique un défaut de mise à la terre multipoint, les transformateurs qui peuvent être mis hors service doivent être rapidement mis hors tension afin que le défaut puisse être complètement éliminé. En fonction du type et de la cause de la mise à la terre multipoint, des mesures de maintenance appropriées doivent être prises. Cependant, dans certains cas, le point de défaut ne peut pas être trouvé même après la mise hors tension du transformateur et le soulèvement du noyau. Dans de telles situations, les méthodes suivantes peuvent être utilisées sur site pour localiser avec précision le point de mise à la terre :

① Méthode CC : Débranchez la sangle de mise à la terre entre le noyau et la structure de serrage. Appliquez une tension continue de 6 V aux bornes des tôles d'acier au silicium des deux côtés de l'arcade. Ensuite, utilisez un voltmètre CC pour mesurer séquentiellement la tension entre des tôles d'acier au silicium adjacentes. Lorsque la tension indique zéro ou que le compteur indique une polarité inversée, cet emplacement peut être considéré comme le point de mise à la terre du défaut.

② Méthode CA : connectez l'enroulement basse tension du transformateur à une source de tension CA de 220 à 380 V pour établir un flux magnétique dans le noyau. S'il existe un défaut de mise à la terre multipoint, un courant sera détecté par un milliampèremètre (à condition que la sangle de mise à la terre entre le noyau et la structure de serrage soit déconnectée). Mesurer point par point le long des différents niveaux de la culasse à l'aide du milliampèremètre. Lorsque le milliampèremètre indique zéro, cet emplacement est le point de défaut.

2. Phénomènes anormaux provoqués par une mise à la terre multipoint

(1) Des courants de Foucault sont générés dans le noyau, entraînant une augmentation des pertes de fer et une surchauffe localisée du noyau.

(2) Si une mise à la terre multipoint importante n'est pas résolue pendant une période prolongée, un fonctionnement continu entraînera une surchauffe de l'huile et des enroulements, vieillissant progressivement l'isolation en papier huilé. Cela peut provoquer le vieillissement et l'écaillage du revêtement isolant entre les stratifications du noyau, ce qui entraînerait une surchauffe encore plus importante du noyau et potentiellement sa combustion.

(3) Une mise à la terre multipoint prolongée dégrade l'huile des transformateurs immergés dans l'huile, générant des gaz combustibles et déclenchant le relais de gaz.

(4) La surchauffe du noyau peut provoquer la carbonisation des cales d'espacement en bois et des structures de serrage à l'intérieur de la partie active.

(5) Une mise à la terre multipoint sévère peut griller le fil de terre, provoquant la perte du transformateur de sa mise à la terre normale en un seul point, entraînant des conséquences catastrophiques.

(6) Une mise à la terre multipoint peut également provoquer des phénomènes de décharge.

3. Raisons pour lesquelles le noyau nécessite une mise à la terre en un seul point pendant le fonctionnement normal :

Pendant le fonctionnement normal, un champ électrique existe entre les enroulements sous tension et la cuve du transformateur, le noyau et les autres composants métalliques étant situés dans ce champ. En raison d'une répartition inégale de la capacité et des intensités de champ variables, si le noyau n'est pas mis à la terre de manière fiable, des phénomènes de charge et de décharge se produiront. Cela peut dégrader l’isolation solide et réduire la rigidité diélectrique de l’huile ; par conséquent, le noyau doit avoir une mise à la terre fiable en un seul point.

Le noyau est composé de tôles d'acier au silicium. Pour minimiser les courants de Foucault, il existe un certain niveau de résistance d'isolement entre les tôles (allant typiquement de quelques ohms à plusieurs dizaines d'ohms). La capacité inter-feuilles étant extrêmement grande, elle peut être considérée comme un chemin conducteur dans un champ électrique alternatif. Ainsi, la mise à la terre du noyau en un seul point est suffisante pour maintenir le potentiel de l'ensemble des tôles de noyau empilées au potentiel de terre.

Si le noyau ou ses composants métalliques sont mis à la terre en deux points ou plus, une boucle fermée sera formée entre les points de mise à la terre. Cette boucle relie une partie du flux magnétique, induisant une force électromotrice (FEM) et créant un courant de circulation. Cela entraîne une surchauffe localisée et peut même brûler le noyau.

Une mise à la terre en un seul point est la seule condition de mise à la terre acceptable et normale pour un noyau de transformateur. En d’autres termes, le noyau doit être mis à la terre, et il doit être mis à la terre exactement en un seul point.

Les défauts du noyau sont principalement causés par deux facteurs : de mauvaises techniques de construction entraînant des courts-circuits et des facteurs ou accessoires externes provoquant une mise à la terre multipoint.