Lavspændingsstrømtransformatorer, som er uundværlige måle- og beskyttelsesenheder i strømsystemer, møder ofte forskellige fejl, når de anvendes i kombination med anden strømudstyr på grund af miljøfaktorer, udstyrsforbindelsesproblemer og forkert installation og vedligeholdelse. Disse fejl påvirker ikke kun det normale drift af strømudstyr, men kan også true personlig sikkerhed. Derfor er det nødvendigt at opnå en dybdegående forståelse af fejltyper, vurderingsmetoder og forebyggelsesforanstaltninger for at sikre stabil og pålidelig drift af landsbystrømnet og lavspændingsfordelingsanlæg.
I. Typiske forbindelsesscenarier for lavspændingsstrømtransformatorer med andet strømudstyr
Lavspændingsstrømtransformatorer bruges hovedsagelig i forbindelse med følgende udstyr i strømsystemer, der danner forskellige anvendelsesscenarier:
Elenergimålesystemer: Forbundet med måleinstrumenter såsom watturet og effektmetere for at præcist måle elforbruget hos brugere. I landsbystrømnet findes de ofte i landbrugeres målekasser eller på lavspændingssiden af fordelingstransformatorer, hvor de er ansvarlige for at konvertere store strøm til standard små strøm-signaler på 5A eller 1A til målingsformål.
Relæbeskyttelsesenheder: Forbundet med beskyttelsesenheder såsom kredsløbsbrydere, reststrøm-beskyttelsesenheder og overbelastningsbeskyttelsesenheder for at overvåge strømstatus på linjer og afbryde fejlstrømme i tide. I landsbyfordelingseksempler anvendes de ofte til at overvåge overbelastning, kortslutning eller lekkage på linjer.
Automatiseringskontrolsystemer: Forbundet med automatiseringsudstyr såsom PLC'er og RTU'er for fjernovervågning og -kontrol af driftsstatus for strømudstyr. De er almindelige i små landbrugsbehandlingsanlæg, irrigationspumperstationer og andre steder.
Fordelingstransformatorer: Forbundet med udgående ledninger på lavspændingssiden af transformatorer for at overvåge driftsstatus og belastningsforhold for transformatorer. De findes ofte på udgående ledninger på lavspændingssiden af landsbyfordelingstransformatorer.
II. Almindelige fejl, når lavspændingsstrømtransformatorer anvendes i kombination med andet strømudstyr
1. Åbenkredsløbsfejl i sekundærkredsløb
En åbenkreds i sekundærkredsløbet er en af de farligste fejl for lavspændingsstrømtransformatorer, primært karakteriseret ved:
Fænomenale egenskaber: Indikationen på amperemetre og effektmetre bliver pludselig nul eller fluktuer betydeligt; transformatorlegemet giver et anormalt "summen" eller sluklyd; der er synlige brændtemærker på terminalblokken; watturet stopper med at rotere eller roterer anormalt.
Årsager til fejl: Løse terminaler i sekundærkredsløbet; brudte sekundære ledninger under meterinstallation; uheldig afbrydelse af sekundærkredsløbet under vedligeholdelse; dårlig kontakt pga. oxidation af terminalblokken; mekanisk skade på sekundære ledninger, der forårsager brud.
Farer ved fejl: Når det er åbent, vil den sekundære side generere et højt spænding på flere tusinde volts, som truer operatørernes sikkerhed; alvorlig jernkernsaturering fører til overophedning, hvilket kan forårsage brand i isoleringsmaterialer; beskyttelsesenheder fungerer forkert eller virker ikke pga. signaltab.
Typisk landsby-scenario: I et landsbytransformatorområde blev sekundære ledninger af en strømtransformator i målekassen løse ved terminalerne pga. langvarig vibration. Når landbrugere brugte højeffektfulde elektriske apparater, genererede en åbenkreds i sekundærkredsløbet højt spænding, hvilket forårsagede, at metertablettes brændte ud og skabte brandfare.
2. Dårlig kontaktfejl
Dårlig kontakt er en af de mest almindelige fejl, når lavspændingsstrømtransformatorer forbinder sig med andet udstyr:
Fænomenale egenskaber: Ustabilt amperemeter-indikation, intermittente tilstedeværelser; anormal temperaturstigning ved transformatorterminalerne; hyppig misoperation af beskyttelsesenheder; øget måling af fejl; synlig oxidation og mørknede på terminalblokken.
Årsager til fejl: Løse skruer på terminalblokken; utilstrækkelig kontaktareal mellem ledninger og terminaler; oxidation eller korrosion af ledninger; aldring af terminalblok-materialer; ikke-konforme skruetræk; øget kontaktmodstand accelereret af en fugtig miljø.
Farer ved fejl: Øget kontaktmodstand fører til lokal overophedning, der accelererer isoleringens aldring; øgede målingsfejl påvirker målingspræcision; beskyttelsesenheder fungerer forkert eller virker ikke pga. anormale signaler; langvarig dårlig kontakt kan forårsage kortslutninger eller brand.
Typisk landsby-scenario data: I et målingskredsløb forbundet med 2.5mm² kobberledninger, når kontaktmodstanden overstiger 0.65mΩ, kan terminaltemperaturstigningen nå mere end 40℃; når kontaktmodstanden overstiger 1mΩ, kan temperaturstigningen nå mere end 70℃, langt over sikkerhedsgrænsen.
3. Overbelastning og jernkernsaturering fejl
Overbelastning og jernkernsaturering er almindelige fejltyper i landsbystrømnet, primært karakteriseret ved:
Fænomenale egenskaber: Amperemeter-indikation overstiger den nominelle værdi; transformatorlegemet opvarmes betydeligt; beskyttelsesenheder fungerer forkert eller virker ikke; øget måling af fejl; anormal støj fra jernkernen.
Årsager til fejl: Store fluktuationer i landsbystrømnet (som peak-el-forbrug under Spring Festival og flere vandpumper, der arbejder samtidigt under irrigationsperioden), forårsager, at transformator arbejder i en overbelasted tilstand i lang tid; ukorrekt valg af præcisionsgrensefaktoren for transformator; kortslutningsstrøm overstiger transformatorens bæreevne; nedgang i ydeevnen af jernkernmaterialer; reduktion i magnetisk permeabilitet pga. temperaturstigning.
Farer ved fejl: Jernkernsaturering fører til øgede målingsfejl, der påvirker målingspræcision; beskyttelsesenheder fungerer forkert eller virker ikke pga. signalforsvinding; reduceret isoleringsydeevne af transformator; langvarig overbelastning kan forårsage, at transformator brænder.
Typisk landsby-scenario data: Strømtransformator på lavspændingssiden af en landsbyfordelingstransformator nåede 120% af den nominelle strøm under sommerirrigationsperioden, hvilket forårsagede jernkernsaturering, en målingsfejl på 8%, og en tre gange øget antal misoperationer af beskyttelsesenheder.
4. Insulationsydeevnes nedbrydning fejl
Isolationsfejl er særskilt fremherskende i landsbystrømnet, primært karakteriseret ved:
Fænomenale egenskaber: Reduceret isolationsmodstand (skulle være ≥1000MΩ under normale forhold); delvis udladningsfænomen; overfladeudladningsmærker; øget leckagestrøm; fugtighed eller vandplet på udstyrs overfladen.
Årsager til fejl: Fugtige landsmiljøer og dårlig tæthed af transformator, der fører til vandindtrængen; isoleringsbeskadigelse forårsaget af gnagning af små dyr; accelereret isoleringsaldring pga. langvarig højt temperatur drift; reduceret isoleringsydeevne pga. støvakkumulation på terminalblokken; isoleringsnedbrydning forårsaget af lynovervoltage.
Farer ved fejl: Nedbrud af isoleringsydeevne fører til leckage eller kortslutning; misoperation af beskyttelsesenheder; øget måling af fejl; og kan endda forårsage brand i alvorlige tilfælde.
Typisk landsby-scenario data: I sydlige landsområder holdes fugtigheden over 80% hele året igennem. Isolationsmodstanden for transformatorer uden fugtbeskyttelse kan falde fra den initielle værdi på 2000MΩ til under 500MΩ inden for 2-3 år.
III. Vurderingsmetoder for almindelige fejl
1. Vurdering af åbenkredsløbsfejl i sekundærkredsløb
Meterobservationmetode: Kontroller, om indikationen på forbundne amperemetre og effektmetre pludselig bliver nul eller fluktuer betydeligt; om watturet stopper med at rotere eller roterer anormalt.
Lydkendetegnsmetode: Nærmer dig transformatorlegemet og lyt efter anormalt "summen" eller sluklyd; lyden skal være lille og uniform under normal drift.
Temperaturdetektionsmetode: Brug en infrarød termometer til at måle temperaturen på transformatorlegemet, som skulle være ≤40℃ under normale forhold; den kan nå over 60℃, når det er åbent.
Impedansetestmetode: Brug et specialinstrument til at måle impedansen i sekundærkredsløbet. Impedansvinklen er uafhængig af frekvens, når den er forbundet normalt; impedansen øges betydeligt (>10000Ω) når det er åbent.
Landsby-scenario vurderingstip: I landslavspændingsmålekasser, hvis det opdages, at elektronmetret pludselig stopper med at virke, mens landbrugeres elforbrug er normalt, skal det først mistænkes, at sekundærkredsløbet af strømtransformator er åbent.
2. Vurdering af dårlig kontaktfejl
Kredsløbsmodstandstestmetode: Brug en mikroohmmeter til at måle sekundærkredsløbsmodstand, som skulle være ≤0.65mΩ under normale forhold; modstanden kan overstige 1mΩ når der er dårlig kontakt.
Temperaturstigningsovervågningsmetode: Brug en infrarød termometer til at overvåge terminalblokken's temperaturstigning, som skulle være ≤15℃ under normale forhold; temperaturstigningen kan overstige 30℃ når der er dårlig kontakt.
Vibrationdetektionsmetode: Brug en vibrationsensor til at detektere anormal vibration. Når der er dårlig kontakt, kan vibrationsamplituden overstige 2g og vare mere end 10 sekunder.
Belastningstestmetode: Forbind en standardbelastning til sekundærkredsløbet af transformator og observer, om outputstrømmen er stabil; strømmen kan fluktuer, når der er dårlig kontakt.
Landsby-scenario vurderingstip: I målekasser efter landsnetcentraliseret læsningstransformation, hvis det opdages, at målingen af en bestemt husstands elektronmeter er anormal, mens andres er normal, skal fokus være på at kontrollere forbindelsesstatus for sekundærkredsløbet af strømtransformator for den husstand.
3. Vurdering af overbelastning og jernkernsaturering fejl
Strømovervågningsmetode: Kontroller, om den faktiske belastningsstrøm på primærside overstiger den nominelle værdi; særlig opmærksomhed skal rettes mod peak-el-forbrug perioder i landsbystrømnet, som Spring Festival og iriggationsperioden.
Fejltestmetode: Brug en transformatorkalibreringsenhed til at teste forholdfejl og fasefejl, som skulle opfylde præcisionniveau krav under normale forhold; fejl kan øges betydeligt under overbelastning eller saturering.
Opildningsegenskabstest: Mål sekundærspænding under forskellige strøm og tegn opildningskurven; kurvens hældning vil ændre betydeligt, når jernkernen er satureret.
Lydkendetegnsmetode: Jernkernen kan give anormal støj, når den er satureret; lyden skulle være lille og uniform under normal drift.
Landsby-scenario vurderingstip: På lavspændingssiden af landsbyfordelingstransformator, hvis det opdages, at beskyttelsesenheder hyppigt fungerer forkert, når flere højeffektfulde elektriske apparater arbejder samtidigt, skal strømtransformator mistænkes for at være overbelastet eller have jernkernsaturering.
4. Vurdering af insulationsydeevnes nedbrydning fejl
Isolationsmodstandstestmetode: Brug en 2500V megaohmmeter til at måle isolationsmodstanden mellem primær og sekundær, sekundær til jord, og primær til jord; den skulle være ≥1000MΩ under normale forhold.
Delvis udladningstestmetode: Brug en delvis udladningstester til at detektere intern udladning i transformator; udladningsmængden vil øges, når isolationsydeevne nedbrydes.
Visuel inspektionsmetode: Kontroller, om der er vandplet, smuds eller skader på transformatoroverfladen; om der er støvakkumulation eller tegn på gnagning af dyr på terminalblokken.
Fugtighedstestmetode: Brug en fugtighedsmåler til at detektere fugtighed i transformatorinstallationmiljøet; et fugtigt miljø i landsområder kan føre til nedbrydning af isolationsydeevne.
Landsby-scenario vurderingstip: I sydlige landsområder, hvis det opdages, at isolationsmodstanden for transformator er faldet betydeligt, skal fokus være på at kontrollere, om tætningsstrukturen er intakt, og om miljøets fugtighed er for høj.
IV. Løsninger på almindelige fejl
1. Behandling af åbenkredsløbsfejl i sekundærkredsløb
Nødhåndsregning: Efter at have opdaget en åbenkredsfejl, deaktivér straks de relevante beskyttelsesenheder; brug isolerende værktøjer til at kortcirkulere sekundærsiden ved terminalerne nær transformator; hvis der er en gnist under kortcirkulering, indikerer dette, at fejlpunktet er i kredsløbet under kortcirkuleringpunktet; hvis der ikke er gnist under kortcirkulering, kan fejlpunktet være i kredsløbet før kortcirkuleringpunktet.
Langsigtede løsninger: Erstat sekundære ledningsterminaler med pålidelig kvalitet; brug guldplatede eller tinplatede terminalmaterialer for at reducere oxidation; installér anti-løsningsgasket eller snap-on begrænsere for at forhindre vibrationinduceret løsning; kontroller regelmæssigt forbindelsesstatus for sekundærkredsløbet.
Landsby-scenario håndteringstip: I landslavspændingsmålekasser kan kortcirkuleringssikkerhedsenheder installeres for at automatisk kortcirkulere, når en åbenkreds opdages; regelmæssige inspektioner bør foretages af elektrofor, især før peak-el-forbrugsperioder.
2. Behandling af dårlig kontaktfejl
Vedligeholdelsesforanstaltninger: Brug en skruetræk-nøgle til at fastholde terminalskruer ifølge specifikationer (som 0.8-1.2N·m for M4 skruer); rengør regelmæssigt oxidlag på terminaler; anvend ledbare pasta på terminalkontaktoverflader; inspicer og erstatter aldring eller skadede terminalblokke.
Forebyggelsesforanstaltninger: Installér fugtbeskyttende varmelementer ved terminalblokforbindelser (starter automatisk, når fugtighed >60% RH); brug G4-graderet filter bomuld til at blokere støv (skift hver 6 måneder); anvend målekasser med IP65 beskyttelsesniveau; regelmæssige inspektioner og vedligeholdelse af terminalblokke.
Landsby-scenario håndteringstip: I landsnetmålekasser kan guldplatede eller tinplatede terminalmaterialer anvendes; chokabsorbende terminalblokke kan anvendes; terminalforbindelsesstatus bør kontrolleres én gang kvartalsvis; inspektionsfrekvensen bør øges under den fugtige sæson.
3. Behandling af overbelastning og jernkernsaturering fejl
Beskyttelseskonfiguration: Vælg transformatorer med passende transformationsforhold ifølge den faktiske linjebelastning; beskyttelsesstrømtransformatorer bør vælge passende præcisionsgrensefaktorer (som 10P15 kan klare 15 gange den nominelle strøm); konfigurer reststrømkredsløbsbrydere, der matcher ledningernes tværsnitsareal ved indkomstledningen (som 2.5mm² kobberledninger med C20A beskyttere).
Valghenstillinger: Vælg transformatorer med en nominel sekundærstrøm på 1A eller 5A ifølge linjelængde og belastningsforhold; 1A-transformatorer er velegnede til langdistancemåling; i landsbystrømnet kan jernkernmaterialer med god antisatureringsydeevne (som permalloy) vælges.
Landsby-scenario håndteringstip: Ved indkomstledninger til landbrugers hjem, vælg passende beskyttelsesenheder ifølge ledningstværsnittet (som 1.5mm² kobberledninger med C10A, 2.5mm² med C20A, 4mm² med C25A); på lavspændingssiden af fordelingstransformatorer, reserver tilstrækkelig transformatorkapacitet ifølge belastningsforhold; anvend intelligente overvågningssystemer til at overvåge transformatorers driftstatus i realtid.
4. Behandling af insulationsydeevnes nedbrydning fejl
Vedligeholdelsesforanstaltninger: Kontroller regelmæssigt, om transformatorens tætningsstruktur er intakt; brug silikonkautschuk tætningsringe for at forbedre tætheden; installér fugtbeskyttende varmelementer i målekasser; rense smuds på transformatoroverfladen.
Forebyggelsesforanstaltninger: Vælg målekasser med IP65 beskyttelsesniveau; brug brandhæmmende ABS-materialer til skallen; brug fugtbeskyttende ledningsterminaler ved terminalblokken; foretag regelmæssige isolationsmodstandstests.
Landsby-scenario håndteringstip: I sydlige landsområder kan epoxy-resin-gjutte transformatorer anvendes; installér temperatur- og fugtighedsovervågningssystemer i målekasser; regelmæssige inspektioner og erstatning af aldring tætningsmaterialer; installér lynbeskyttelse i lynprone områder.
