Jaké jsou důvody nízké izolace na nižší straně suché transformátory?

Ahoj všichni, jsem Felix a již 15 let pracuji na opravách poruch elektrického zařízení.

Během těchto let jsem cestoval po továrnách, rozvodných stanicích a distribučních místnostech po celé zemi, kde odstraňoval různé problémy a opravoval všechny druhy elektrického zařízení. Suché transformátory jsou mezi nejčastějšími zařízeními, s nimiž pracujeme.

Dnes mě přítel zeptal:

“Co znamená, když má nízkovoltová strana suchého transformátoru nízký izolační odpor?”

Skvělá otázka — zejména pro personál provozující údržbu. Takže to vysvětlím jednoduchými slovy, na základě reálných případů, které jsem řešil během svých let praxe.

1. Co znamená „Nízký izolace na nízkovoltové straně“?

Začněme krátkým přehledem:
Suchý transformátor je vzduchem chlazený, bez oleje, izolovaný transformátor, často používaný v budovách, obchodních centrech, nemocnicích, datových centrech — místech, kde je důležitá požární bezpečnost.

Jeho nízkovoltová strana obvykle vede 400V nebo 230V a přímo napájí spotřebiče.

Když říkáme „nízká izolace na nízkovoltové straně“, znamená to, že izolační odpor mezi nízkovoltovým vinutím a zemí ( jádro nebo obal) je nižší než normálně — což znamená, že výkon izolace se zhoršil.

Jednoduše řečeno: to, co kdysi byla plně nevodičová bariéra, teď umožňuje projít malým unikajícím proudům. To může vést k vypnutí, obloukování nebo dokonce k krátkému spojení!

2. Běžné příčiny (všechny z reálných případů, které jsem vyřešil)

Na základě mého zkušeností v terénu hlavní příčiny nízké izolace na nízkovoltové straně suchých transformátorů spadají do následujících kategorií:

2.1 Vlhkost / kondenzace

Toto je nejčastější příčina, zejména v vlhkých oblastech jako je jižní Čína nebo pobřežní oblasti, nebo u nově instalovaných transformátorů, které se ještě plně nesušily.

Příklad: Minulý rok jsem kontroloval nový suchý transformátor ve továrně v Xiamenu. Izolace na nízkovoltové straně byla pouze několik desítek megaohmů — mnohem pod standardem (měla by být ≥500MΩ). Když jsme otevřeli skříň, byla uvnitř kondenzace! Ukázalo se, že zařízení absorbovalo vlhkost během transportu a kvůli vysoké vlhkosti.

Řešení:

• Prověřte vniknutí vody;

• Použijte teplomlat nebo infračervenou lampu k uschování;

• Pokud je třeba, pošlete zpět do továrny na vakuumové sušení;

• Instalujte odvlhčovač nebo ohřívač jako prevenci.

2.2 Nárazy prachu nebo cizí látky

Suché transformátory se chladí vzduchem, takže mají mnoho ventilacích otvorů — což je také způsobuje, že se v nich s časem akumuluje prach.

Prach může být vodivý — zejména kovový prach nebo solové částice — a když se spojí s vlhkostí, může to výrazně snížit úroveň izolace.

Jednou jsem viděl bílé krystalické depozity na nízkovoltových terminálech transformátoru v chemickém závodě. Byly způsobeny korozivními plyny a izolace byla zřejmě poškozena.

Řešení:

• Pravidelně čistěte, zejména okolo terminálů a vinutí;

• Instalujte filtry v prachových prostředích;

• Použijte specializované čisticí prostředky pro izolaci — nikdy nevyplácejte vodou;

• Zkontrolujte, zda jsou zakrslé ventilační otvory.

2.3 Stárnutí vinutí nebo poškození částečným vedením

Vinutí v suchých transformátorech jsou obvykle zabalená v epoxidové smole — trvanlivé, ale ne nezničitelné.

Dlouhodobá operace za vysokých teplot, přetížení nebo harmonických podmínek může způsobit degradaci, trhliny nebo karbonizaci izolační vrstvy, což vede k částečnému vedení a nakonec ke snížení izolace.

Jednou jsem opravoval suchý transformátor, který byl v provozu 8 let. Jeho nízkovoltová izolace klesla z 1000MΩ na pouhých 20MΩ. Při inspekci jsme našli zřetelné známky karbonizace na povrchu vinutí.

Řešení:

• Zkontrolujte záznamy o provozních teplotách pro dlouhodobé přetopení;

• Naměřte úroveň částečného vedení (pokud je to možné);

• Nahraďte poškozená vinutí nebo celé zařízení;

• Zlepšete ventilaci, snižte zatížení a vyhněte se častým přetížením.

2.4 Volné nebo oxidované spojení terminálů

Volná spojení terminálů mohou způsobit lokální zahřevání, což pak ovlivňuje okolní izolační materiály.

Příkladem je suchý transformátor, který jsem opravoval a který byl připojen k UPS systému. Nízkovoltová izolace náhle klesla pod 100MΩ. Inspekce odhalila volný mosazný sběrač — kontaktová plocha byla opálena a dokonce i kouřila.

Řešení:

• Pravidelně sevřete všechna spojení terminálů;

• Použijte momentový klíč podle specifikací;

• Zkontrolujte oxidaci, změnu barvy nebo spáleninu;

• Ochlízte nebo nahraďte silně oxidované terminály.

2.5 Špatná obalová skříň nebo zazemlení

Obalová skříň a jádro suchého transformátoru musí být správně zazemlena. Pokud je zazemlení špatné, může to vytvořit levitující napětí, což vede k nesprávným čtením izolace.

Jednou během komisační kontroly na novém místě jsem zjistil, že nízkovoltová izolace byla pouze několik set kiloohmů. Ukázalo se, že stavební dělníci přerušili zazemlovací drát, což způsobilo, že jádro bylo energizováno — falešně ukazovalo nízkou izolaci.

Řešení:

• Zkontrolujte, zda jsou přerušené nebo volné zazemlovací dráty;

• Naměřte odpor země (měl by být ≤4Ω);

• Ujistěte se, že jádro je dobře spojeno s obalem;

• Vyhněte se nesprávné diagnóze způsobené problémy s zazemlením.

2.6 Chyby měření / nesprávné metody testování

Někdy problém není s vybavením samotným, ale s tím, jak byl test proveden.

Příklady zahrnují:

• Použití 500V megometru místo 2500V;

• Nepřerušení sekundárních kabelů nebo jiných připojených zařízení;

• Neprobíjení před testem, což způsobuje rušení zbytkovým nábojem;

• Prematurní ukončení testu před stabilizací čtení.

Jednou jsem udělal tuto chybu — skoro odsoudil dokonale funkční transformátor.

Řešení:

• Použijte správný megometr (2500V pro suché transformátory);

• Odpojte všechna externí vedení;

• Probíjejte alespoň 1 minutu před testem;

• Zaznamenejte hodnoty R15 a R60, vypočítejte absorpční poměr (R60/R15 ≥ 1.3);

• Zvažte testy dielektrických ztrát pro další potvrzení.

3. Jak testovat a diagnostikovat
Zde je postup, který používám pro diagnostiku:

4. Návrhy na opravu a prevence

Návrhy na opravu:

• Pokud je problémem vlhkost, sušení může obnovit izolaci;

• Pokud je příčinou prach nebo odpad, čištění často obnoví výkon;

• Pokud jsou vinutí stárlá nebo poškozená, pošlete je do továrny na opravu nebo náhradu;

• Pokud je problémem spojení terminálů, sevřete je nebo je nahraďte;

• Všechny operace musí být provedeny s vypnutým napájením a aplikováním zámku a štítku!

Prevence:

• Pravidelné inspekce (čtvrtletně), použití infračervené termografie k detekci horkých míst;

• Pravidelné čištění (ročně), s důrazem na skryté rohy;

• Instalace odvlhčovacích systémů (zejména v vlhkých oblastech);

• Sledování zatížení, aby se zabránilo dlouhodobému přetížení;

• Zvažte online monitorovací systémy (pro vysoce kvalitní uživatele);

• Pevné záznamy o zařízení a sledování změn v průběhu času.

5. Závěrečné myšlenky

Nízký izolační odpor na nízkovoltové straně suchého transformátoru může znít technicky, ale většinou lze tento problém identifikovat a vyřešit pomocí základních nástrojů a postupů.

Jako někdo, kdo 15 let pracuje na opravách elektrického zařízení, chci zdůraznit:

“Izolace se nerozpadne náhle — postupně se zhoršuje s časem.”

Pravidelné kontroly a včasné údržby mohou zachytit většinu problémů brzy a zabránit jim, aby se staly vážnými.

Pokud řešíte podobný problém na místě a nevíte, jak pokračovat, neváhejte se obrátit — můžeme spolu najít nejlepší řešení.

Pamatujte na tuto klíčovou zprávu:

“Prevence je lepší než léčba — zachyťte to brzy, opravte to brzy.”

Buďte bezpeční, držte světlo zapnuté!

— Felix