Gefahren von Mehrfachmassenkontakten im Transformatorkern
Während des normalen Betriebs darf der Kern eines Transformators nicht an mehreren Punkten geerdet sein. Die Wicklungen eines in Betrieb befindlichen Transformators sind von einem wechselnden Magnetfeld umgeben. Aufgrund der elektromagnetischen Induktion existieren Streukapazitäten zwischen den Hoch- und Niederspannungswicklungen, zwischen der Niederspannungswicklung und dem Kern sowie zwischen dem Kern und dem Behälter.
Die energiegeladenen Wicklungen koppeln über diese Streukapazitäten, wodurch der Kern ein schwimmendes Potential gegenüber Masse entwickelt. Da die Abstände zwischen dem Kern, anderen metallischen Komponenten und den Wicklungen ungleich sind, entstehen Spannungsunterschiede zwischen diesen Komponenten. Wenn der Spannungsunterschied zwischen zwei Punkten ein Niveau erreicht, das ausreicht, um die Isolierung zwischen ihnen zu durchbrechen, treten intermittierende Funkenentladungen auf. Diese Entladungen können mit der Zeit die Transformatoröl und die feste Isolierung schrittweise degradieren.
Um dieses Phänomen zu beseitigen, werden der Kern und der Behälter verlässlich verbunden, um dasselbe elektrische Potential zu erhalten. Wenn jedoch der Kern oder andere metallische Komponenten an zwei oder mehr Punkten geerdet werden, wird eine geschlossene Schleife zwischen den Erdpunkten gebildet, was zu zirkulierenden Strömen führt. Dies führt zu lokalem Überhitzung, Zersetzung des Isolieröls und Verschlechterung der Isolierleistung. In schwerwiegenden Fällen können die Siliziumstahlbleche des Kerns ausgebrannt werden, was zu einem schwerwiegenden Ausfall des Haupttransformators führt. Daher muss der Kern des Haupttransformators nur an einem einzigen Punkt geerdet sein.
Ursachen von Kern-Massenkontaktfehlern
Transformator-Kern-Massenkontaktfehler beinhalten hauptsächlich: Kurzschlüsse der Masseplatine aufgrund mangelnder Bauqualität oder Design; Mehrfachmassekontakte durch Zubehör oder externe Faktoren; und Massekontakte durch metallische Fremdkörper (wie Stacheln, Rost, Schweißschlacke), die im Haupttransformator verblieben sind, oder aufgrund von Mängeln in den Kernherstellungsprozessen.
Arten von Kernausfällen
Es gibt sechs häufige Arten von Transformator-Kernausfällen:
Kontakt des Kerns mit dem Behälter oder dem Klemmwerk. Bei der Installation wurden aufgrund von Übersehen die Transportpositionierungsnieten auf dem Behälterdeckel nicht umgeklappt oder entfernt, sodass der Kern den Behälter berührt; Klemmwerk-Glieder berühren den Kern; gekrümmte Siliziumstahlbleche berühren die Klemmglieder; isolierendes Karton zwischen den Kernfüßen und dem Joch fällt ab, sodass die Füße die Bleche berühren; Temperaturgehäuse ist zu lang und berührt das Klemmwerk, Joch oder Kern, etc.
Der Stahlbushing des Kernbolzens ist zu lang, wodurch es zu Kurzschlüssen mit den Siliziumstahlblechen kommt.
Fremdkörper im Behälter verursachen lokale Kurzschlüsse in den Siliziumstahlblechen. Zum Beispiel wurde bei einem 31500/110-Kraftwerkstransformator in einer Umspannanlage in Shanxi ein Mehrfachmassekontakt des Kerns festgestellt, und ein Schraubenzieher mit Plastikgriff wurde zwischen dem Klemmwerk und dem Joch gefunden; in einer anderen Umspannanlage wurde bei einer Abdeckinspektion ein 120 mm langes Kupferkabel in einem 60000/220-Kraftwerkstransformator entdeckt.
Die Kernisolation ist feucht oder beschädigt, wie zum Beispiel Schlamm und Feuchtigkeit am Boden, die die Isolationswiderstände reduzieren; feuchte oder beschädigte Isolation von Klemmwerken, Lagern oder Behälterisolierung (Karton oder Holzblöcke), was zu hochohmigen Mehrfachmassekontakten des Kerns führt.
Lager von Tauchöl-Pumpen verschleißen, wodurch Metallpulver in den Behälter gelangt und sich am Boden sammelt. Unter elektromagnetischer Anziehung bildet dieses Pulver eine leitfähige Brücke, die das untere Joch mit den Lagern oder dem Behälterboden verbindet, wodurch Mehrfachmassekontakte entstehen.
Mangelnde Wartung und Betrieb, ohne regelmäßige Wartungsarbeiten durchgeführt zu werden.
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