Transformatör çekirdeği topraklama arızası nasıl tespit edilir ve ortadan kaldırılır?

1. Çok Noktalı Topraklama Arızalarının Giderilmesi

(1) Transformatörün hizmet dışı bırakılamadığı durumlarda geçici azaltma yöntemleri:

① Harici bir topraklama kablosu varsa ve arıza akımı nispeten yüksekse, topraklama kablosunun bağlantısı geçici olarak kesilebilir. Ancak arıza noktasının ortadan kalkması durumunda çekirdeğin dalgalı bir potansiyel geliştirmesini önlemek için izlemenin yoğunlaştırılması gerekmektedir.

② Çok noktalı topraklama arızası aralıklı veya kararsızsa, akımı 1 A'nın altında sınırlamak için çalışma topraklama kablosuna seri olarak bir kayar kablo direnci bağlanabilir. Kayar kablo direnci, açık çalışma topraklama kablosu boyunca ölçülen voltajın içinden akan akıma bölünmesiyle seçilmelidir.

③ Arıza noktasındaki gaz üretim oranını izlemek için Çözünmüş Gaz Analizi (DGA) kullanılmalıdır.

④ Ölçüm yoluyla kesin arıza yeri belirlendikten sonra, hemen tamir edilemiyorsa normal çekirdek topraklama kayışı arıza noktasıyla aynı konuma yeniden yerleştirilebilir. Bu, dolaşım akımını önemli ölçüde azaltacaktır.

(2) Kapsamlı bakım önlemleri. İzleme çok noktalı topraklama arızasını gösterdiğinde, arızanın tamamen ortadan kaldırılabilmesi için hizmet dışı bırakılabilecek transformatörlerin enerjisi derhal kesilmelidir. Çok noktalı topraklamanın türüne ve nedenine bağlı olarak uygun bakım önlemleri alınmalıdır. Ancak bazı durumlarda transformatörün enerjisi kesilip nüve kaldırıldıktan sonra dahi arıza noktası bulunamamaktadır. Bu gibi durumlarda, topraklama noktasının doğru bir şekilde tespit edilmesi için sahada aşağıdaki yöntemler kullanılabilir:

① DC Yöntemi: Çekirdek ile sıkıştırma yapısı arasındaki topraklama şeridini ayırın. Boyunduruğun her iki tarafındaki silikon çelik levhalara 6 V DC voltaj uygulayın. Daha sonra, bitişik silikon çelik levhalar arasındaki voltajı sırayla ölçmek için bir DC voltmetre kullanın. Gerilim sıfır okuduğunda veya sayaç ters kutup gösterdiğinde, bu konum arıza topraklama noktası olarak kabul edilebilir.

② AC Yöntemi: Çekirdekte manyetik akı oluşturmak için transformatörün düşük voltaj sargısını 220–380 V'luk bir AC voltaj kaynağına bağlayın. Çok noktalı bir topraklama arızası mevcutsa, bir miliampermetre tarafından bir akım tespit edilecektir (çekirdek ile kenetleme yapısı arasındaki topraklama şeridinin bağlantısının kesilmesi şartıyla). Miliammetreyi kullanarak çekirdek boyunduruğunun çeşitli seviyeleri boyunca noktadan noktaya ölçün. Miliammetre sıfır okuduğunda bu konum arıza noktasıdır.

2. Çok Noktalı Topraklamanın Neden Olduğu Anormal Olaylar

(1) Çekirdek içinde girdap akımları üretilir, bu da demir kayıplarının artmasına ve çekirdeğin lokal olarak aşırı ısınmasına neden olur.

(2) Ciddi çok noktalı topraklama uzun bir süre çözümsüz kalırsa, sürekli çalışma yağın ve sargıların aşırı ısınmasına neden olacak ve yağlı kağıt izolasyonu yavaş yavaş eskiyecektir. Bu, çekirdek laminasyonları arasındaki yalıtım kaplamasının eskimesine ve pul pul dökülmesine neden olarak çekirdeğin daha fazla aşırı ısınmasına ve potansiyel olarak çekirdeğin yanmasına neden olabilir.

(3) Uzun süreli çok noktalı topraklama, yağa batırılmış transformatörlerdeki yağı bozar, yanıcı gazlar üretir ve gaz rölesini tetikler.

(4) Göbeğin aşırı ısınması, aktif parça içindeki ahşap ayırıcı blokların ve kenetleme yapılarının karbonlaşmasına neden olabilir.

(5) Şiddetli çok noktalı topraklama, topraklama kablosunu yakabilir, transformatörün normal tek noktalı topraklamasını kaybetmesine neden olarak felaketle sonuçlanabilir.

(6) Çok noktalı topraklama da deşarj olayına neden olabilir.

3. Normal Çalışma Sırasında Çekirdeğin Tek Noktadan Topraklama Gerektirmesinin Nedenleri:

Normal çalışma sırasında, enerji verilen sargılar ile transformatör tankı arasında, çekirdek ve diğer metalik bileşenler bu alanın içinde yer alan bir elektrik alanı mevcuttur. Düzensiz kapasitans dağılımı ve değişen alan güçleri nedeniyle, çekirdek güvenilir bir şekilde topraklanmazsa şarj ve deşarj olayları meydana gelecektir. Bu, katı yalıtımı bozabilir ve yağın dielektrik dayanımını azaltabilir; bu nedenle çekirdeğin güvenilir bir tek nokta zeminine sahip olması gerekir.

Çekirdek silikon çelik levhalardan oluşur. Girdap akımlarını en aza indirmek için, levhalar arasında belirli bir düzeyde yalıtım direnci vardır (tipik olarak birkaç ohm'dan birkaç on ohm'a kadar değişir). Levhalar arası kapasitans son derece büyük olduğundan, alternatif bir elektrik alanında iletken bir yol olarak düşünülebilir. Bu nedenle, çekirdeğin tek bir noktada topraklanması, istiflenmiş çekirdek laminasyonlarının tamamının potansiyelini toprak potansiyeline kenetlemek için yeterlidir.

Çekirdek veya onun metalik bileşenleri iki veya daha fazla noktada topraklanırsa topraklama noktaları arasında kapalı bir döngü oluşacaktır. Bu döngü, manyetik akının bir kısmını birbirine bağlar, bir elektromotor kuvveti (EMF) indükler ve bir dolaşım akımı yaratır. Bu, bölgesel aşırı ısınmaya yol açar ve hatta çekirdeğin yanmasına neden olabilir.

Tek noktalı topraklama, bir transformatör çekirdeği için kabul edilebilir tek ve normal topraklama koşuludur. Yani çekirdeğin topraklanması gerekiyor ve tam olarak tek bir noktada topraklanması gerekiyor.

Çekirdek arızaları öncelikle iki faktörden kaynaklanır: kısa devrelere neden olan kötü inşaat teknikleri ve çok noktalı topraklamaya neden olan dış faktörler veya aksesuarlar.