Ako zistiť a odstrániť poruchu uzemnenia jadra transformátora?

1. Odstránenie viacbodových uzemňovacích porúch

(1) Dočasné metódy zmiernenia, keď transformátor nemožno vyradiť z prevádzky:

① Ak existuje externý uzemňovací vodič a poruchový prúd je relatívne vysoký, uzemňovací vodič môže byť dočasne odpojený. Monitorovanie sa však musí zintenzívniť, aby sa zabránilo tomu, že jadro vytvorí plávajúci potenciál, ak bod poruchy zmizne.

② Ak je chyba viacbodového uzemnenia prerušovaná alebo nestabilná, je možné zapojiť posuvný rezistor do série s pracovným uzemňovacím vodičom, aby sa obmedzil prúd pod 1 A. Posuvný rezistor by sa mal vybrať vydelením napätia nameraného na otvorenom pracovnom uzemňovacom vodiči prúdom, ktorý ním preteká.

③ Analýza rozpusteného plynu (DGA) sa musí použiť na monitorovanie rýchlosti tvorby plynu v mieste poruchy.

④ Keď sa meraním identifikuje presné miesto poruchy, ak sa nedá okamžite opraviť, normálny uzemňovací pásik jadra možno premiestniť do rovnakej polohy ako bod poruchy. Tým sa výrazne zníži cirkulačný prúd.

(2) Dôkladné opatrenia na údržbu. Keď monitorovanie indikuje poruchu viacbodového uzemnenia, transformátory, ktoré možno vyradiť z prevádzky, by sa mali okamžite vypnúť, aby sa porucha mohla úplne odstrániť. V závislosti od typu a príčiny viacbodového uzemnenia by sa mali prijať vhodné opatrenia na údržbu. V niektorých prípadoch však nie je možné nájsť poruchový bod ani po odpojení transformátora od napätia a zdvihnutí jadra. V takýchto situáciách možno na presnú lokalizáciu uzemňovacieho bodu na mieste použiť nasledujúce metódy:

① DC metóda: Odpojte uzemňovací pásik medzi jadrom a upínacou konštrukciou. Aplikujte jednosmerné napätie 6 V na plechy z kremíkovej ocele na oboch stranách strmeňa. Potom použite jednosmerný voltmeter na postupné meranie napätia medzi susednými plechmi z kremíkovej ocele. Keď je napätie nulové alebo merač ukazuje opačnú polaritu, toto miesto možno považovať za bod uzemnenia poruchy.

② Metóda striedavého prúdu: Pripojte nízkonapäťové vinutie transformátora k zdroju striedavého napätia 220–380 V, aby ste vytvorili magnetický tok v jadre. Ak dôjde k viacbodovej poruche uzemnenia, prúd bude detekovaný miliampérmetrom (za predpokladu, že uzemňovací pásik medzi jadrom a upínacou konštrukciou je odpojený). Zmerajte bod po bode pozdĺž rôznych úrovní jadra pomocou miliampérmetra. Keď miliampérmeter ukazuje nulu, toto miesto je bodom poruchy.

2. Abnormálne javy spôsobené viacbodovým uzemnením

(1) V jadre sa vytvárajú vírivé prúdy, čo vedie k zvýšeným stratám železa a lokalizovanému prehriatiu jadra.

(2) Ak vážne viacbodové uzemnenie zostane nevyriešené dlhší čas, nepretržitá prevádzka spôsobí prehriatie oleja a vinutí, čím sa postupne starne izolácia olejového papiera. To môže spôsobiť starnutie a odlupovanie izolačného povlaku medzi lamináciami jadra, čo má za následok ešte väčšie prehrievanie jadra a potenciálne vyhorenie jadra.

(3) Predĺžené viacbodové uzemnenie degraduje olej v olejových transformátoroch, vytvára horľavé plyny a spúšťa plynové relé.

(4) Prehriatie jadra môže spôsobiť karbonizáciu drevených dištančných blokov a upínacích konštrukcií vo vnútri aktívnej časti.

(5) Silné viacbodové uzemnenie môže spáliť uzemňovací vodič, čo spôsobí, že transformátor stratí svoje normálne jednobodové uzemnenie, čo vedie ku katastrofálnym následkom.

(6) Viacbodové uzemnenie môže tiež spôsobiť javy výboja.

3. Dôvody, prečo jadro vyžaduje jednobodové uzemnenie počas normálnej prevádzky:

Počas normálnej prevádzky existuje elektrické pole medzi napájanými vinutiami a nádržou transformátora, pričom jadro a ostatné kovové komponenty sa nachádzajú v tomto poli. V dôsledku nerovnomerného rozloženia kapacity a rôznej intenzity poľa, ak jadro nie je spoľahlivo uzemnené, dôjde k javu nabíjania a vybíjania. To môže znehodnotiť pevnú izoláciu a znížiť dielektrickú pevnosť oleja; preto jadro musí mať spoľahlivé jednobodové uzemnenie.

Jadro je zložené z plechov z kremíkovej ocele. Aby sa minimalizovali vírivé prúdy, medzi doskami existuje určitá úroveň izolačného odporu (zvyčajne v rozsahu od niekoľkých ohmov do niekoľkých desiatok ohmov). Pretože medzivrstvová kapacita je extrémne veľká, možno ju považovať za vodivú cestu v striedavom elektrickom poli. Uzemnenie jadra v jedinom bode je teda dostatočné na to, aby sa potenciál celého vrstveného jadra zosilnil na potenciál zeme.

Ak je jadro alebo jeho kovové komponenty uzemnené v dvoch alebo viacerých bodoch, medzi uzemňovacími bodmi sa vytvorí uzavretá slučka. Táto slučka spája časť magnetického toku, indukuje elektromotorickú silu (EMF) a vytvára cirkulujúci prúd. To vedie k lokálnemu prehriatiu a môže dokonca vyhorieť jadro.

Jednobodové uzemnenie je jedinou prijateľnou a normálnou podmienkou uzemnenia pre jadro transformátora. Inými slovami, jadro musí byť uzemnené a musí byť uzemnené presne v jednom bode.

Poruchy jadra sú primárne spôsobené dvoma faktormi: zlou konštrukčnou technikou, ktorá vedie ku skratom, a vonkajšími faktormi alebo príslušenstvom, ktoré spôsobujú viacbodové uzemnenie.