Lage stroomtransformatoren, als onmisbare meet- en beschermingsapparatuur in elektriciteitsnetwerken, komen vaak diverse storingen tegen wanneer ze in combinatie met andere elektrische apparatuur worden gebruikt, veroorzaakt door omgevingsfactoren, problemen met de koppeling van apparatuur en onjuiste installatie en onderhoud. Deze storingen beïnvloeden niet alleen de normale werking van elektrische apparatuur, maar kunnen ook de veiligheid van personen in gevaar brengen. Het is daarom noodzakelijk om een diepgaand begrip te hebben van de soorten storingen, oordeelmethoden en preventieve maatregelen om de stabiele en betrouwbare werking van plattelands elektriciteitsnetwerken en lage-spanningsverdelingssystemen te garanderen.
I. Typische verbindingsscenario's van lage-stroomtransformatoren met andere elektrische apparatuur
Lage-stroomtransformatoren worden voornamelijk gebruikt in verbinding met het volgende apparatuur in elektriciteitsnetwerken, waardoor verschillende toepassingsscenario's ontstaan:
Elektriciteitsmeteringssystemen: Verbonden met meetinstrumenten zoals kilowattuurmeters en vermogensmeters om de elektriciteitsconsumptie van gebruikers nauwkeurig te meten. In plattelands elektriciteitsnetwerken zijn ze vaak te vinden in meterkasten van boeren of aan de lage-spanningsside van distributietransformatoren, waar ze verantwoordelijk zijn voor het omzetten van grote stromen in standaard kleine stroomsignalen van 5A of 1A voor meetdoeleinden.
Relaisbeschermingsapparatuur: Verbonden met beschermingsapparatuur zoals schakelaars, reststroombeveiligingen en overbelastingsbeveiligingen om de status van de lijnstromen te bewaken en storingstromen op tijd af te snijden. In plattelandselektroinstallaties worden ze vaak gebruikt om lijnoverbelasting, kortsluiting of lekkage te bewaken.
Automatiseringscontrolesystemen: Verbonden met automatiseringsapparatuur zoals PLC's en RTU's voor het afstandsmonitoring en -besturing van de werkingstatus van elektrische apparatuur. Ze komen vaak voor in kleine plattelandsverwerkingsbedrijven, irrigatiepompenstations en andere plaatsen.
Distributietransformatoren: Verbonden met de uitgaande lijnen aan de lage-spanningsside van transformatoren om de werkingstatus en belastingscondities van transformatoren te bewaken. Ze komen vaak voor aan de uitgaande lijnen aan de lage-spanningsside van plattelandsdistributietransformatoren.
II. Algemene storingen bij gebruik van lage-stroomtransformatoren in combinatie met andere elektrische apparatuur
1. Open circuit storing in secundaire schakeling
Een open circuit in de secundaire schakeling is een van de gevaarlijkste storingen van lage-stroomtransformatoren, gekenmerkt door:
Fenomenologische kenmerken: De indicatie van stroommeters en vermogensmeters wordt plotseling nul of varieert aanzienlijk; het transformatorkoepel produceert een abnormaal "zoemen" geluid of ontladinggeluid; er zijn zichtbare brandsporen op de terminalblok; de kilowattuurmeter stopt met draaien of draait abnormaal.
Oorzaken van storing: Losse terminals in de secundaire schakeling; gebroken secundaire draden tijdens meterinstallatie; per ongeluk loskoppeling van de secundaire schakeling tijdens onderhoud; slechte contacten door oxidatie van de terminalblok; mechanische schade aan secundaire draden die tot breuk leidt.
Gevolgen van storing: Bij open circuit zal de secundaire zijde een hoge spanning van enkele duizenden volt genereren, wat de veiligheid van operateurs bedreigt; ernstige verzadiging van het ijzerkern leidt tot oververhitting, wat isolatiematerialen kan verbranden; beschermingsapparatuur functioneert foutief of niet door signaalverlies.
Typisch plattelands scenario geval: In een dorps transformatorzone werden de secundaire draden van de stroomtransformator in de meterkast los op de terminals door langdurige trillingen. Wanneer boeren hoge vermogenelektrische apparatuur gebruikten, werd er een open circuit in de secundaire schakeling gecreëerd, wat hoge spanning opwekte, de meter deed branden en een brandgevaar creëerde.
2. Slecht contact storing
Slecht contact is een van de meest voorkomende storingen wanneer lage-stroomtransformatoren worden verbonden met andere apparatuur:
Fenomenologische kenmerken: Onstabiele stroommeterindicatie, incidenteel aanwezig; abnormale temperatuurstijging op de transformatorterminals; frequente foute werking van beschermingsapparatuur; toegenomen meetfouten; zichtbare oxidatie en verzwarting op de terminalblok.
Oorzaken van storing: Losse bouten op de terminalblok; onvoldoende contactoppervlak tussen draden en terminals; oxidatie of corrosie van draden; veroudering van terminalblokmateriaal; niet-compatibele boutkoppelkracht; toegenomen contactweerstand versneld door een vochtige omgeving.
Gevolgen van storing: Toegenomen contactweerstand leidt tot lokale oververhitting, wat de isolatie veroudering versnelt; toegenomen meetfouten beïnvloeden de meetnauwkeurigheid; beschermingsapparatuur functioneert foutief of niet door abnormale signalen; langdurig slecht contact kan kortsluiting of brand veroorzaken.
Typische plattelands scenariogegevens: In een meetcircuit verbonden met 2.5mm² koperdraden, wanneer de contactweerstand meer dan 0.65mΩ bedraagt, kan de terminale temperatuurstijging meer dan 40℃ bereiken; wanneer de contactweerstand meer dan 1mΩ bedraagt, kan de temperatuurstijging meer dan 70℃ bereiken, ver boven de veiligheidsgrens.
3. Overbelasting en ijzerkern verzadiging storingen
Overbelasting en ijzerkern verzadiging zijn veelvoorkomende storingtypen in plattelands elektriciteitsnetwerken, hoofdzakelijk gekenmerkt door:
Fenomenologische kenmerken: Stroommeterindicatie overschrijdt de nominale waarde; het transformatorkoepel verhit zich aanzienlijk; beschermingsapparatuur functioneert foutief of niet; toegenomen meetfouten; abnormaal geluid van de ijzerkern.
Oorzaken van storing: Grote fluctuaties in de belasting van plattelands netwerken (bijvoorbeeld piek elektriciteitsconsumptie tijdens het Chinese Nieuwjaar en meerdere waterpompen die tegelijkertijd werken tijdens de irrigatieperiode) veroorzaken dat de transformator lange tijd in een overbelast toestand werkt; onjuiste selectie van de accuratiegrensfactor van de transformator; kortsluitstroom die de draagkracht van de transformator overschrijdt; degradatie van de prestaties van ijzerkernmateriaal; verminderde magnetische doorlaatbaarheid door temperatuurstijging.
Gevolgen van storing: IJzerkern verzadiging leidt tot toegenomen meetfouten, wat de meetnauwkeurigheid beïnvloedt; beschermingsapparatuur functioneert foutief of niet door signaaldistorsie; verminderde isolatieprestaties van de transformator; langdurige overbelasting kan de transformator doen branden.
Typische plattelands scenariogegevens: De stroomtransformator aan de lage-spanningsside van een plattelandsdistributietransformator bereikte 120% van de nominale stroom tijdens de zomerirrigatieperiode, wat ijzerkern verzadiging veroorzaakte, een meetfout van 8%, en een drie keer zo groot aantal foute werkingen van beschermingsapparatuur.
4. Degradering van isolatieprestaties storing
Isolatiefouten zijn bijzonder prominent in plattelands elektriciteitsnetwerken, hoofdzakelijk gekenmerkt door:
Fenomenologische kenmerken: Vermindering van de isolatieweerstand (moet ≥1000MΩ zijn onder normale omstandigheden); partiële ontladingverschijnselen; oppervlakte ontladingssporen; toegenomen lekkagestroom; vochtigheid of waterstrepen op het apparaatobervlak.
Oorzaken van storing: Vochtige plattelandsomgevingen en slechte afsluiting van de transformator die waterinbreng veroorzaakt; isolatieschade veroorzaakt door knaagdieren; versnelde isolatieveroudering door lange tijd op hoge temperatuur te werken; verminderde isolatieprestaties door stofopbouw op de terminalblok; isolatie-inbraak veroorzaakt door bliksemoverspanning.
Gevolgen van storing: Gedegenereerde isolatieprestaties leiden tot lekkage of kortsluiting; foute werking van beschermingsapparatuur; toegenomen meetfouten; en kan zelfs branden veroorzaken in ernstige gevallen.
Typische plattelands scenariogegevens: In zuidelijke plattelandsgebieden blijft de vochtigheid het hele jaar door boven de 80%. De isolatieweerstand van transformatoren zonder vochtbeveiligingsmaatregelen kan binnen 2-3 jaar van de initiële waarde van 2000MΩ dalen tot onder 500MΩ.
III. Oordeelmethoden voor algemene storingen
1. Oordeel van open circuit storing in secundaire schakeling
Meterobservatiemethode: Controleer of de indicatie van verbonden stroommeters en vermogensmeters plotseling nul wordt of aanzienlijk fluctueert; of de kilowattuurmeter stopt met draaien of draait abnormaal.
Geluididentificatiemethode: Nader het transformatorkoepel en luister naar abnormale "zoemen" of ontladinggeluiden; het geluid moet klein en uniform zijn tijdens normale werking.
Temperatuurdetectiemethode: Gebruik een infraroodthermometer om de temperatuur van het transformatorkoepel te meten, die onder normale omstandigheden ≤40℃ moet zijn; deze kan boven de 60℃ liggen bij open circuit.
Impedantietestmethode: Gebruik een speciaal instrument om de impedantie van de secundaire schakeling te meten. De impedantiehoek is onafhankelijk van frequentie bij normale aansluiting; de impedantie neemt aanzienlijk toe (>10000Ω) bij open circuit.
Plattelands scenariobeoordelingsvaardigheid: In plattelands lage-spanningsmeterkasten, indien wordt vastgesteld dat de elektriciteitsmeter plotseling stopt met werken terwijl de elektriciteitsgebruik van boeren normaal is, moet eerst worden vermoed dat de secundaire schakeling van de stroomtransformator open circuit is.
2. Oordeel van slecht contact storing
Lusweerstandtestmethode: Gebruik een micro-ohmmeter om de secundaire schakelingweerstand te meten, die onder normale omstandigheden ≤0.65mΩ moet zijn; de weerstand kan boven de 1mΩ liggen bij slecht contact.
Temperatuurstijgingsmonitoringmethode: Gebruik een infraroodthermometer om de temperatuurstijging van de terminalblok te monitoren, die onder normale omstandigheden ≤15℃ moet zijn; de temperatuurstijging kan boven de 30℃ liggen bij slecht contact.
Trillingdetectiemethode: Gebruik een trillingsensor om abnormale trillingen te detecteren. Bij slecht contact kan de trillingsamplitude boven de 2g liggen en langer dan 10 seconden duren.
Belastingtestmethode: Sluit een standaardbelasting aan op de secundaire schakeling van de transformator en observeer of de uitvoerstroom stabiel is; de stroom kan fluctueren bij slecht contact.
Plattelands scenariobeoordelingsvaardigheid: In meterkasten na de centralisatie van plattelandsnetwerkmetingen, indien wordt vastgesteld dat de metering van een bepaalde huishouding abnormaal is terwijl die van andere huishoudingen normaal is, moet de focus liggen op het controleren van de aansluitingstatus van de secundaire schakeling van de stroomtransformator voor die huishouding.
3. Oordeel van overbelasting en ijzerkern verzadiging storingen
Stroommonitoringmethode: Controleer of de daadwerkelijke belastingstroom aan de primaire zijde de nominale waarde overschrijdt; speciale aandacht moet worden besteed aan piek elektriciteitsconsumptieperiodes in plattelands elektriciteitsnetwerken, zoals het Chinese Nieuwjaar en de irrigatieperiode.
Fouttestmethode: Gebruik een transformatorcalibrator om de verhoudingsfout en fasenfout te testen, die onder normale omstandigheden aan de nauwkeurigheidsklasse-eisen moeten voldoen; fouten kunnen aanzienlijk toenemen tijdens overbelasting of verzadiging.
Opwekken karakteristiek test: Meet de secundaire spanning bij verschillende stromen en teken de opwekken curve; de helling van de curve zal aanzienlijk veranderen wanneer de ijzerkern verzadigd is.
Geluididentificatiemethode: De ijzerkern kan abnormaal geluid maken wanneer hij verzadigd is; het geluid moet klein en uniform zijn tijdens normale werking.
Plattelands scenariobeoordelingsvaardigheid: Aan de lage-spanningsside van plattelandsdistributietransformatoren, indien wordt vastgesteld dat beschermingsapparatuur vaak foute werkt wanneer meerdere hoge vermogenelektrische apparatuur tegelijkertijd werken, moet de stroomtransformator worden vermoed van overbelasting of ijzerkern verzadiging.
4. Oordeel van isolatieprestaties degradering storing
Isolatieweerstandtestmethode: Gebruik een 2500V megaohmmeter om de isolatieweerstand tussen primaire en secundaire, secundaire en aarde, en primaire en aarde te meten; deze moet ≥1000MΩ zijn onder normale omstandigheden.
Partiële ontladingtestmethode: Gebruik een partiële ontladingtester om interne ontlading in de transformator te detecteren; de ontladinghoeveelheid zal toenemen wanneer de isolatieprestaties degraderen.
Visuele inspectiemethode: Controleer of er vochtsporen, vuil of schade op het transformatorkoepel zijn; of er stofopbouw of sporen van diersnijding op de terminalblok zijn.
Vochtigheiddetectiemethode: Gebruik een hygrometer om de vochtigheid van de transformatorinstallatieomgeving te meten; een vochtige omgeving in plattelandsgebieden kan leiden tot degradatie van isolatieprestaties.
Plattelands scenariobeoordelingsvaardigheid: In zuidelijke plattelandsgebieden, indien wordt vastgesteld dat de isolatieweerstand van de transformator aanzienlijk is afgenomen, moet de focus liggen op het controleren of de afsluitstructuur intact is en of de omgevingsvochtigheid te hoog is.
IV. Oplossingen voor algemene storingen
1. Afhandeling van open circuit storing in secundaire schakeling
Noodoplossing: Na het ontdekken van een open circuit storing, deactiveer onmiddellijk de relevante beschermingsapparatuur; gebruik isolerende gereedschappen om de secundaire zijde te kortsluiten bij de terminals nabij de transformator; indien er vonken zijn tijdens kortsluiting, wijst dit erop dat het storingpunt in het circuit onder het kortsluitpunt is; indien er geen vonken zijn tijdens kortsluiting, kan het storingpunt in het circuit voor het kortsluitpunt zijn.
Langdurige oplossingen: Vervang de secundaire bedradingsterminals met betrouwbaar kwaliteit; gebruik verguld of getinde terminalmaterialen om oxidatie te verminderen; installeer anti-losse rubberen ringen of klik-op limiteringen om loslaten door trillingen te voorkomen; controleer regelmatig de aansluitingstatus van de secundaire schakeling.
Plattelands scenariobehandelsuggesties: In plattelands lage-spanningsmeterkasten, kunnen secundaire schakeling kortsluitingsbeschermingsapparatuur worden geïnstalleerd om automatisch te kortsluiten wanneer een open circuit wordt gedetecteerd; regelmatige inspecties moeten worden uitgevoerd door elektriciens, vooral voor piek elektriciteitsconsumptieperiodes.
2. Afhandeling van slecht contact storing
Onderhoudsmaatregelen: Gebruik een koppelwrench om terminalbouten volgens specificaties aan te draaien (bijvoorbeeld 0.8-1.2Nm voor M4 bouten); reinig regelmatig de oxide laag op terminals; breng geleidend pasta aan op terminalcontactoppervlakken; inspecteer en vervang verouderde of beschadigde terminalblokken.
Preventieve maatregelen: Installeer vochtbestendige verwarmingsapparatuur bij terminalblokaansluitingen (automatisch starten wanneer vochtigheid >60% RH); gebruik G4-klasse filterkatoen om stof te blokkeren (vervang elke 6 maanden); gebruik meterkasten met IP65 beschermingsniveau; controleer en onderhoud terminalblokken regelmatig.
Plattelands scenariobehandelsuggesties: In plattelandsnetwerk meterkasten, kunnen verguld of getinde terminalmaterialen worden gebruikt; schokbestendige terminalblokken kunnen worden aangenomen; de terminalverbindingstatus moet eens per kwartaal worden gecontroleerd; de inspectiefrequentie moet worden verhoogd tijdens de vochtige seizoenen.
3. Afhandeling van overbelasting en ijzerkern verzadiging storingen
Beschermingsconfiguratie: Selecteer transformatoren met passende verhoudingen volgens de daadwerkelijke lijnbelasting; beschermingsstroomtransformatoren moeten passende nauwkeurigheidsgrensfactoren selecteren (bijvoorbeeld 10P15 kan 15 keer de nominale stroom verdragen); configureer residu-stroomcircuitschakelaars die overeenkomen met de doorsnede van de draden aan de ingang (bijvoorbeeld 2.5mm² koperdraden met C20A beschermers).
Selectiesuggesties: Selecteer transformatoren met een nominale secundaire stroom van 1A of 5A volgens de lengte van de lijn en belastingsomstandigheden; 1A transformatoren zijn geschikt voor langeafstandsmeet; in plattelands elektriciteitsnetwerken, kunnen ijzerkernmaterialen met goede anti-verzadigingsprestaties (zoals permalloy) worden geselecteerd.
Plattelands scenariobehandelsuggesties: Aan de ingang van boerenhuizen, selecteer passende beschermingsapparatuur volgens de draddiameter (bijvoorbeeld 1.5mm² koperdraden met C10A, 2.5mm² met C20A, 4mm² met C25A); aan de lage-spanningsside van distributietransformatoren, reserveer voldoende transformatorkapaciteit volgens belastingsomstandigheden; adopteer intelligente monitoringapparatuur om de werkingstatus van transformatoren in real-time te bewaken.
4. Afhandeling van isolatieprestaties degradering storing
Onderhoudsmaatregelen: Controleer regelmatig of de afsluitstructuur van de transformator intact is; gebruik siliconenrubber afsluitringen om de afsluiting te versterken; installeer vochtbestendige verwarming in meterkasten; reinig vuil op het transformatorkoepel.
Preventieve maatregelen: Selecteer meterkasten met IP65 beschermingsniveau; gebruik vlamwerende ABS materialen voor de behuizing; gebruik vochtbestendige bedradingterminals bij de terminalblok; voer regelmatige isolatieweerstandtests uit.
Plattelands scenariobehandelsuggesties: In zuidelijke plattelandsgebieden, kunnen epoxy-resin gegoten transformatoren worden aangenomen; installeer temperatuur en vochtigheid monitoringapparatuur in meterkasten; controleer en vervang regelmatig verouderde afsluitmaterialen; installeer bliksemafleiders in bliksemsusceptibele gebieden.
