Quali sono le cause dei guasti nei trasformatori di corrente e le contromisure per i guasti

Come tecnico di manutenzione di prima linea, mi occupo quotidianamente dei trasformatori di corrente (CT). I CT convertono la corrente primaria di grande entità in una corrente secondaria di piccola entità per la protezione e la misurazione delle sottostazioni/linee, operando in serie a lungo termine. Tuttavia, essi si trovano ad affrontare guasti dovuti a problemi esterni (carichi squilibrati, cavi errati, ecc.) e interni (difetti d'isolamento). Questi guasti, come circuiti secondari aperti o rottura dell'isolamento, danneggiano l'accuratezza della misurazione, il funzionamento della protezione e la stabilità della rete. Di seguito condivido alcune considerazioni basate sulla mia esperienza pratica.

1. Struttura del CT (Punto di vista manutentivo)

Un CT ha avvolgimenti primario e secondario, un nucleo e un isolamento (immerso in olio, SF6, solido). L'avvolgimento primario è in serie con il circuito, mentre quello secondario è collegato agli strumenti/relè. Chiave: meno spire primarie, più spire secondarie, e operazione normale quasi a cortocircuito. Critico: non aprire mai il circuito secondario; terra in modo affidabile (ho visto archi pericolosi da circuiti aperti).

2. Funzione & Principio (Pratico)

I CT riducono le correnti elevate per protezione e misurazione sicure tramite induzione elettromagnetica, isolando le alte tensioni. Durante le tarature, controllo i rapporti di corrente primaria-secondaria per verificare i CT.

3. Classificazione delle Prestazioni
(1) CT ottici (OTA)

Basati sull'effetto magneto-ottico di Faraday, utilizzati nei test di rete. Sensibili alla temperatura ma buoni per campi magnetici forti.

(2) CT a bassa potenza

Con nuclei in lega microcristallina, offrono ampi intervalli lineari, basse perdite e alta precisione per correnti elevate—ideali per le misurazioni industriali.

(3) CT a nucleo d'aria

Senza nucleo di ferro, evitano la saturazione magnetica. Popolari nella protezione relè per la forte resistenza alle interferenze, adatti a ambienti complessi.

4. Cause dei Guasti (Esperienza sul Campo)
(1) Rottura Termica dell'Isolamento

I CT ad alta tensione generano calore e perdite dielettriche. Un isolamento difettoso (ad esempio, avvolgimento irregolare) causa sovraccarichi e rotture—comune negli apparecchiature vecchie.

(2) Scarica Parziale

La capacità normale del CT si distribuisce in modo uniforme, ma una cattiva fabbricazione/struttura (ad esempio, schermi mal allineati) causa campi locali elevati. Le scariche non risolte portano al fallimento dei condensatori.

(3) Carico Secondario Eccessivo

Carichi pesanti nei sistemi a 220 kV aumentano la tensione/corrente secondaria, causando errori. I guasti possono saturare i nuclei, far malfunzionare i relè. Circuiti secondari aperti (ad esempio, cavi allentati) creano tensioni elevate—rischioso!

5. Risposta ai Guasti
(1) Seguire le Regole Operative

• Collegamenti: connettere strettamente in serie i circuiti, gli avvolgimenti e gli strumenti; utilizzare configurazioni appropriate (monofase, a stella).

• Compensazione degli Errori: aggiungere avvolgimenti/nuclei per correggere gli errori tramite capacità/induttanza.

• Taratura: eseguire test di demagnetizzazione/polarità post-installazione/manutenzione.

(2) Gestione delle Emergenze (Prima la Sicurezza)

• Spegnimento: interrompere immediatamente l'alimentazione per la sicurezza.

• Ispezione del Circuito Secondario: controllare circuiti aperti, minimizzare la corrente primaria, utilizzare attrezzature di isolamento e seguire i diagrammi.

Per i circuiti secondari aperti:

• Valutare l'Impatto: identificare i circuiti interessati, riferire al centro di smistamento.

• Ridurre il Carico/Isolare: trasferire i carichi e disenergizzare se danneggiato.

• Cortocircuitare il Secondario: utilizzare materiali approvati; scintille indicano guasti a valle, assenza di scintille indica problemi a monte.

(3) Tecniche di Rilevamento

• Test dell'Isolamento: misurare la perdita dielettrica, la capacità per individuare difetti—buono per la valutazione dell'invecchiamento.

• Termografia Infrarossa: il mio strumento chiave! Rileva rapidamente connessioni allentate/problemi termici.

Conclusione

I CT sono fondamentali per la affidabilità della rete. Padroneggiare la loro struttura, i principi e la gestione dei guasti garantisce la stabilità. Seguire le linee guida, utilizzare strumenti di rilevamento e agire nelle emergenze minimizza i guasti—assicurando una rete più sicura.