Pengubah arus rendah tegangan, sebagai peranti pengukuran dan perlindungan yang penting dalam sistem kuasa, sering menghadapi pelbagai kerosakan apabila digunakan bersama dengan peralatan kuasa lain disebabkan faktor persekitaran, isu hubungan peralatan, dan pemasangan serta pemeliharaan yang tidak tepat. Kerosakan ini bukan sahaja mempengaruhi operasi normal peralatan kuasa tetapi mungkin juga membahayakan keselamatan peribadi. Oleh itu, adalah perlu untuk memahami mendalam jenis kerosakan, kaedah penilaian, dan langkah-langkah pencegahan untuk memastikan operasi jaringan kuasa pedesaan dan sistem pengagihan rendah tegangan yang stabil dan boleh dipercayai.
I. Skenario Hubungan Biasa Pengubah Arus Rendah Tegangan dengan Peralatan Kuasa Lain
Pengubah arus rendah tegangan kebanyakannya digunakan dalam hubungan dengan peralatan berikut dalam sistem kuasa, membentuk skenario aplikasi yang berbeza:
Sistem pengukuran tenaga elektrik: Dihubungkan dengan instrumen pengukuran seperti meter amper dan meter kuasa untuk mengukur penggunaan elektrik pengguna dengan tepat. Dalam jaringan kuasa pedesaan, ia biasanya ditemui di kotak meter petani atau di sisi rendah tegangan transformator pengagihan, bertanggungjawab untuk menukar arus besar kepada isyarat arus standard 5A atau 1A untuk tujuan pengukuran.
Peranti perlindungan relai: Dihubungkan dengan peranti perlindungan seperti pemutus litar, pelindung arus baki, dan pelindung beban berlebihan untuk memantau status arus litar dan memutuskan arus kerosakan secara tepat pada masanya. Dalam kotak pengagihan pedesaan, mereka sering digunakan untuk memantau beban berlebihan, litar pendek, atau kebocoran litar.
Sistem kawalan automatik: Dihubungkan dengan peralatan automatik seperti PLC dan RTU untuk pemantauan dan kawalan jarak jauh status operasi peralatan kuasa. Ia biasa ditemui di kilang pemprosesan kecil, stesen pam irigasi, dan tempat lain di pedesaan.
Transformator pengagihan: Dihubungkan dengan litar keluaran pada sisi rendah tegangan transformator untuk memantau status operasi dan beban transformator. Ia biasa ditemui pada litar keluaran sisi rendah transformator pengagihan pedesaan.
II. Kerosakan Biasa Apabila Pengubah Arus Rendah Tegangan Digunakan Bersama dengan Peralatan Kuasa Lain
1. Kerosakan Terputus Sambungan dalam Litar Sekunder
Terputus sambungan dalam litar sekunder adalah salah satu kerosakan yang paling berbahaya bagi pengubah arus rendah tegangan, ditandai oleh:
Ciri-ciri fenomenal: Penunjukan meter amper dan meter kuasa tiba-tiba menjadi sifar atau berfluktuasi secara signifikan; badan transformator membuat bunyi "dengung" abnormal atau bunyi pelepasan; terdapat tanda terbakar pada blok terminal; meter watt berhenti berputar atau berputar secara abnormal.
Sebab kerosakan: Terminal longgar dalam litar sekunder; wayar sekunder putus semasa pemasangan meter; putus sambungan litar sekunder secara tidak sengaja semasa pemeliharaan; kontak buruk disebabkan oksidasi blok terminal; kerosakan mekanikal pada wayar sekunder menyebabkan putus.
Bahaya kerosakan: Semasa terputus sambungan, sisi sekunder akan menghasilkan voltan tinggi beberapa ribu volt, mengancam keselamatan operator; saturasi inti besi yang teruk menyebabkan panas berlebihan, mungkin membakar bahan isolasi; peranti perlindungan gagal beroperasi atau tidak berfungsi disebabkan hilangnya isyarat.
Kes skenario pedesaan tipikal: Di kawasan transformator sebuah desa, wayar sekunder pengubah arus dalam kotak meter menjadi longgar pada terminal akibat getaran berpanjangan. Semasa petani menggunakan alat elektrik berkuasa tinggi, terputus sambungan dalam litar sekunder menghasilkan voltan tinggi, menyebabkan meter terbakar dan mencipta risiko kebakaran.
2. Kerosakan Kontak Buruk
Kontak buruk adalah salah satu kerosakan yang paling biasa apabila pengubah arus rendah tegangan dihubungkan dengan peralatan lain:
Ciri-ciri fenomenal: Penunjukan meter amper tidak stabil, hadir secara intermiten; peningkatan suhu abnormal pada terminal transformator; misoperasi sering peranti perlindungan; peningkatan ralat pengukuran; terdapat oksidasi dan hitam pada blok terminal.
Sebab kerosakan: Sekrup longgar pada blok terminal; luas kontak antara wayar dan terminal tidak mencukupi; oksidasi atau korosi wayar; usia bahan blok terminal; ketegangan bolt tidak sesuai; rintangan kontak meningkat disokong oleh persekitaran lembap.
Bahaya kerosakan: Rintangan kontak meningkat menyebabkan pemanasan setempat, mempercepatkan penuaan isolasi; peningkatan ralat pengukuran mempengaruhi ketepatan pengukuran; peranti perlindungan gagal beroperasi atau tidak berfungsi disebabkan isyarat abnormal; kontak buruk jangka panjang mungkin menyebabkan litar pendek atau kebakaran.
Data skenario pedesaan tipikal: Dalam litar pengukuran yang dihubungkan dengan wayar tembaga 2.5mm², apabila rintangan kontak melebihi 0.65mΩ, peningkatan suhu terminal boleh mencapai lebih daripada 40℃; apabila rintangan kontak melebihi 1mΩ, peningkatan suhu boleh mencapai lebih daripada 70℃, jauh melebihi had keselamatan.
3. Kerosakan Beban Berlebihan dan Saturasi Inti Besi
Beban berlebihan dan saturasi inti besi adalah jenis kerosakan yang biasa dalam jaringan kuasa pedesaan, ditandai oleh:
Ciri-ciri fenomenal: Penunjukan meter amper melebihi nilai berating; badan transformator panas secara signifikan; peranti perlindungan gagal beroperasi atau tidak berfungsi; peningkatan ralat pengukuran; bunyi abnormal dari inti besi.
Sebab kerosakan: Fluktuasi beban jaringan pedesaan yang besar (seperti penggunaan elektrik puncak semasa Tahun Baru Cina dan banyak pompa air beroperasi serentak semasa musim irigasi) menyebabkan transformator bekerja dalam keadaan beban berlebihan untuk masa yang lama; pemilihan faktor had ketepatan transformator tidak tepat; arus litar pendek melebihi kapasiti transformator; penurunan prestasi bahan inti besi; pengurangan permeabiliti magnetik disebabkan peningkatan suhu.
Bahaya kerosakan: Saturasi inti besi menyebabkan peningkatan ralat pengukuran, mempengaruhi ketepatan pengukuran; peranti perlindungan gagal beroperasi atau tidak berfungsi disebabkan distorsi isyarat; prestasi isolasi transformator berkurangan; beban berlebihan jangka panjang mungkin membakar transformator.
Data skenario pedesaan tipikal: Pengubah arus pada sisi rendah tegangan transformator pengagihan pedesaan mencapai 120% arus berating semasa musim irigasi musim panas, menyebabkan saturasi inti besi, ralat pengukuran 8%, dan peningkatan tiga kali jumlah misoperasi peranti perlindungan.
4. Kerosakan Prestasi Isolasi Menurun
Kerosakan isolasi sangat menonjol dalam jaringan kuasa pedesaan, ditandai oleh:
Ciri-ciri fenomenal: Penurunan rintangan isolasi (seharusnya ≥1000MΩ dalam keadaan normal); fenomena pelepasan separa; tanda pelepasan permukaan; peningkatan arus bocor; kelembapan atau noda air pada permukaan peralatan.
Sebab kerosakan: Persekitaran pedesaan yang lembap dan penyegelan transformator yang buruk menyebabkan air masuk; kerusakan isolasi disebabkan gigitan haiwan kecil; penuaan isolasi yang dipercepat akibat operasi suhu tinggi jangka panjang; penurunan prestasi isolasi disebabkan penumpukan debu pada blok terminal; pecah isolasi disebabkan voltan petir yang tinggi.
Bahaya kerosakan: Prestasi isolasi yang menurun menyebabkan bocor atau litar pendek; misoperasi peranti perlindungan; peningkatan ralat pengukuran; dan mungkin menyebabkan kebakaran dalam kes yang teruk.
Data skenario pedesaan tipikal: Di kawasan pedesaan selatan, kelembapan dipertahankan di atas 80% sepanjang tahun. Rintangan isolasi transformator tanpa langkah-langkah anti-kelembapan mungkin turun dari nilai asal 2000MΩ ke bawah 500MΩ dalam 2-3 tahun.
III. Kaedah Penilaian untuk Kerosakan Biasa
1. Penilaian Kerosakan Terputus Sambungan dalam Litar Sekunder
Kaedah pengamatan meter: Semak sama ada penunjukan meter amper dan meter kuasa yang tersambung tiba-tiba menjadi sifar atau berfluktuasi secara signifikan; sama ada meter watt berhenti berputar atau berputar secara abnormal.
Kaedah pengenalpastian bunyi: Pendekati badan transformator dan dengarkan bunyi "dengung" atau pelepasan yang abnormal; bunyi seharusnya kecil dan seragam semasa operasi normal.
Kaedah pengesanan suhu: Gunakan termometer inframerah untuk mendeteksi suhu badan transformator, seharusnya ≤40℃ dalam keadaan normal; mungkin mencapai di atas 60℃ apabila terputus sambungan.
Kaedah ujian rintangan: Gunakan instrumen khusus untuk mengukur rintangan litar sekunder. Sudut rintangan bebas frekuensi semasa tersambung normal; rintangan meningkat secara signifikan (>10000Ω) apabila terputus sambungan.
Kemahiran penilaian skenario pedesaan: Dalam kotak meter rendah tegangan pedesaan, jika didapati meter elektrik tiba-tiba berhenti beroperasi manakala penggunaan elektrik petani normal, litar sekunder pengubah arus seharusnya dicurigai terputus sambungan.
2. Penilaian Kerosakan Kontak Buruk
Kaedah ujian rintangan litar: Gunakan mikro-ohmmeter untuk mengukur rintangan litar sekunder, seharusnya ≤0.65mΩ dalam keadaan normal; rintangan mungkin melebihi 1mΩ apabila terdapat kontak buruk.
Kaedah pemantauan peningkatan suhu: Gunakan termometer inframerah untuk memantau peningkatan suhu blok terminal, seharusnya ≤15℃ dalam keadaan normal; peningkatan suhu mungkin melebihi 30℃ apabila terdapat kontak buruk.
Kaedah pengesanan getaran: Gunakan sensor getaran untuk mendeteksi getaran abnormal. Apabila terdapat kontak buruk, amplitud getaran mungkin melebihi 2g dan berlangsung lebih daripada 10 saat.
Kaedah ujian beban: Hubungkan beban standard ke litar sekunder transformator dan lihat sama ada arus output stabil; arus mungkin berfluktuasi apabila terdapat kontak buruk.
Kemahiran penilaian skenario pedesaan: Dalam kotak meter selepas transformasi bacaan jaringan pedesaan, jika didapati pengukuran meter elektrik rumah tertentu abnormal manakala pengukuran rumah lain normal, fokus seharusnya pada pemeriksaan status sambungan litar sekunder pengubah arus untuk rumah tersebut.
3. Penilaian Kerosakan Beban Berlebihan dan Saturasi Inti Besi
Kaedah pemantauan arus: Semak sama ada arus beban sebenar pada sisi primer melebihi nilai berating; perhatian khusus harus diberikan kepada tempoh penggunaan elektrik puncak dalam jaringan kuasa pedesaan, seperti Tahun Baru Cina dan musim irigasi.
Kaedah ujian ralat: Gunakan kalibrator transformator untuk menguji ralat nisbah dan sudut, seharusnya memenuhi keperluan tahap ketepatan dalam keadaan normal; ralat mungkin meningkat secara signifikan semasa beban berlebihan atau saturasi.
Kaedah ujian ciri-ciri gerakan: Ukur voltan sekunder pada arus yang berbeza dan lukis lengkung gerakan; kemiringan lengkung akan berubah secara signifikan apabila inti besi jenuh.
Kaedah pengenalpastian bunyi: Inti besi mungkin membuat bunyi abnormal apabila jenuh; bunyi seharusnya kecil dan seragam semasa operasi normal.
Kemahiran penilaian skenario pedesaan: Pada sisi rendah tegangan transformator pengagihan pedesaan, jika didapati peranti perlindungan sering gagal beroperasi apabila banyak alat elektrik berkuasa tinggi beroperasi serentak, pengubah arus seharusnya dicurigai beban berlebihan atau saturasi inti besi.
4. Penilaian Kerosakan Prestasi Isolasi Menurun
Kaedah ujian rintangan isolasi: Gunakan megohmmeter 2500V untuk mengukur rintangan isolasi antara primer dan sekunder, sekunder ke tanah, dan primer ke tanah; seharusnya ≥1000MΩ dalam keadaan normal.
Kaedah ujian pelepasan separa: Gunakan pengujian pelepasan separa untuk mendeteksi pelepasan dalaman dalam transformator; jumlah pelepasan akan meningkat apabila prestasi isolasi menurun.
Kaedah inspeksi visual: Semak sama ada terdapat noda air, kotoran, atau kerosakan pada permukaan transformator; sama ada terdapat penumpukan debu atau tanda gigitan haiwan pada blok terminal.
Kaedah pengesanan kelembapan: Gunakan hygrometer untuk mendeteksi kelembapan persekitaran pemasangan transformator; persekitaran lembap di kawasan pedesaan mungkin menyebabkan penurunan prestasi isolasi.
Kemahiran penilaian skenario pedesaan: Di kawasan pedesaan selatan, jika didapati rintangan isolasi transformator berkurangan secara signifikan, fokus seharusnya pada pemeriksaan sama ada struktur penyegelan masih utuh dan sama ada kelembapan persekitaran terlalu tinggi.
IV. Penyelesaian untuk Kerosakan Biasa
1. Penanganan Kerosakan Terputus Sambungan dalam Litar Sekunder
Rawatan kecemasan: Selepas mendapati kerosakan terputus sambungan, segera nyahaktifkan peranti perlindungan yang berkaitan; gunakan alat isolasi untuk menjalinkan sisi sekunder pada terminal dekat transformator; jika terdapat percikan semasa menjalinkan, ia menunjukkan bahawa titik kerosakan berada di litar di bawah titik menjalinkan; jika tiada percikan semasa menjalinkan, titik kerosakan mungkin berada di litar sebelum titik menjalinkan.
Penyelesaian jangka panjang: Gantikan terminal wayar sekunder dengan kualiti yang boleh dipercayai; gunakan bahan terminal berlapis emas atau timbal untuk mengurangkan oksidasi; pasang gasket anti-longgar atau pembatas Snap-on untuk mencegah longgar disebabkan getaran; semak status sambungan litar sekunder secara berkala.
Cadangan penanganan skenario pedesaan: Dalam kotak meter rendah tegangan pedesaan, peranti perlindungan litar sekunder dapat dipasang untuk menjalinkan secara automatik apabila terdeteksi terputus sambungan; pemeriksaan berkala harus dilakukan oleh juruteknik, terutama sebelum tempoh penggunaan elektrik puncak.
2. Penanganan Kerosakan Kontak Buruk
Langkah-langkah pemeliharaan: Gunakan kunci momen untuk mengencangkan sekrup terminal mengikut spesifikasi (seperti 0.8-1.2N·m untuk sekrup M4); bersihkan lapisan oksida pada terminal secara berkala; terapkan pasta konduktif pada permukaan kontak terminal; semak dan gantikan blok terminal yang usang atau rosak.
Langkah-langkah pencegahan: Pasang pemanas anti-kelembapan di sambungan blok terminal (mulakan secara automatik apabila kelembapan >60% RH); gunakan kapas filter G4 untuk menghalang debu (gantikan setiap 6 bulan); gunakan kotak meter dengan tahap perlindungan IP65; semak dan rawat blok terminal secara berkala.
Cadangan penanganan skenario pedesaan: Dalam kotak meter jaringan pedesaan, bahan terminal berlapis emas atau timbal boleh digunakan; blok terminal anti-getaran boleh digunakan; status sambungan terminal harus disemak setiap suku tahun; frekuensi pemeriksaan harus ditingkatkan semasa musim lembap.
3. Penanganan Kerosakan Beban Berlebihan dan Saturasi Inti Besi
Konfigurasi perlindungan: Pilih transformator dengan nisbah transformasi yang sesuai mengikut beban litar sebenar; transformator arus perlindungan seharusnya memilih faktor had ketepatan yang sesuai (seperti 10P15 boleh menahan 15 kali arus berating); konfigurasikan pemutus litar arus baki yang sesuai dengan luas penampang wayar pada litar masuk (seperti wayar tembaga 2.5mm² dengan pelindung C20A).
Cadangan pemilihan: Pilih transformator dengan arus sekunder berating 1A atau 5A mengikut panjang litar dan keadaan beban; transformator 1A sesuai untuk pengukuran jarak jauh; dalam jaringan kuasa pedesaan, bahan inti besi dengan prestasi anti-saturasi yang baik (seperti permalloy) boleh dipilih.
Cadangan penanganan skenario pedesaan: Pada litar masuk rumah petani, pilih peranti perlindungan yang sesuai mengikut diameter wayar (seperti wayar tembaga 1.5mm² dengan pelindung C10A, 2.5mm² dengan C20A, 4mm² dengan C25A); pada sisi rendah tegangan transformator pengagihan, simpan kapasiti transformator yang cukup mengikut keadaan beban; gunakan peranti pemantauan pintar untuk memantau status operasi transformator secara real-time.
4. Penanganan Kerosakan Prestasi Isolasi Menurun
Langkah-langkah pemeliharaan: Semak sama ada struktur penyegelan transformator masih utuh; gunakan cincin penyegelan silikon untuk meningkatkan penyegelan; pasang pemanas anti-kelembapan di kotak meter; bersihkan kotoran pada permukaan transformator.
Langkah-langkah pencegahan: Pilih kotak meter dengan tahap perlindungan IP65; gunakan bahan ABS tahan api untuk kulit; gunakan terminal kabel anti-kelembapan di blok terminal; lakukan ujian rintangan isolasi secara berkala.
Cadangan penanganan skenario pedesaan: Di kawasan pedesaan selatan, transformator yang dicetak dengan resin epoksi boleh digunakan; pasang peranti pemantau suhu dan kelembapan di kotak meter; semak dan gantikan bahan penyegelan yang usang secara berkala; pasang pelindung petir di kawasan yang rentan terhadap petir.
