Was sind die Gründe für eine geringe Isolierung auf der Niederspannungsseite eines Trockentransformators?
Hallo zusammen, ich bin Felix und arbeite seit 15 Jahren in der Reparatur von Fehlern an elektrischen Geräten.
In diesen Jahren bin ich durch Fabriken, Umspannwerke und Verteilräume im ganzen Land gereist, um alle Arten von elektrischen Geräten zu beheben und Wartungsarbeiten durchzuführen. Trockentransformatoren gehören zu den am häufigsten anzutreffenden Geräten, mit denen wir es zu tun haben.
Heute hat mich ein Freund gefragt:
“Was bedeutet es, wenn die Niederspannungsseite eines Trockentransformators eine geringe Isolationswiderstandswert aufweist?”
Eine großartige Frage — insbesondere für Wartungspersonal. Deshalb werde ich dies in einfachen Begriffen erklären, basierend auf realen Fällen, an denen ich über die Jahre gearbeitet habe.
1. Was bedeutet "Geringe Isolation auf der Niederspannungsseite"?
Beginnen wir mit einer kurzen Übersicht:
Ein Trockentransformator ist ein luftgekühlter, ölloser, isolierter Transformator, der häufig in Gebäuden, Einkaufszentren, Krankenhäusern, Rechenzentren — Orten, an denen Brandsicherheit entscheidend ist — eingesetzt wird.
Seine Niederspannungsseite gibt normalerweise 400V oder 230V ab und speist direkt die Lasten.
Wenn wir von "geringer Isolation auf der Niederspannungsseite" sprechen, bedeutet das, dass der Isolationswiderstand zwischen der Niederspannungswicklung und Masse (Kern oder Gehäuse) niedriger als normal ist — was darauf hindeutet, dass die Isolierleistung nachgelassen hat.
Mit anderen Worten: Was einmal eine vollständig nicht leitfähige Barriere war, lässt nun kleine Leckströme passieren. Dies kann zu Auslöschungen, Bogenentladungen oder sogar Kurzschlüssen führen!
2. Häufige Ursachen (alle aus realen Fällen, die ich behoben habe)
Aus meiner Felderfahrung stammen die Hauptursachen für geringe Isolation auf der Niederspannungsseite von Trockentransformatoren aus den folgenden Kategorien:
2.1 Feuchtigkeit / Kondensation
Dies ist die häufigste Ursache, insbesondere in feuchten Gebieten wie Südkina oder Küstengebieten, oder bei neu installierten Transformatoren, die noch nicht vollständig getrocknet sind.
Beispiel: Vor einem Jahr untersuchte ich einen neuen Trockentransformator in einer Fabrik in Xiamen. Die Isolation auf der Niederspannungsseite betrug nur einige Dutzend Megaohm — weit unter dem Standard (sollte ≥500MΩ sein). Als wir den Schrank öffneten, fanden wir Kondenswasser darin! Es stellte sich heraus, dass die Einheit während des Transports und aufgrund hoher Luftfeuchtigkeit Feuchtigkeit aufgenommen hatte.
Lösungen:
Überprüfen Sie auf Wasserintrusion;
Verwenden Sie eine Heizlampe oder Infrarotlampe, um es auszutrocknen;
Senden Sie es gegebenenfalls zur Fabrik zurück, um es unter Vakuum zu trocknen;
Installieren Sie einen Entfeuchter oder Raumheizer zur Vorbeugung.
2.2 Staubaufbau oder Fremdmaterialien
Trockentransformatoren verwenden Luft zur Kühlung, daher haben sie viele Lüftungsschlitze — was sie auch anfällig für Staubaufbau im Laufe der Zeit macht.
Staub kann leitfähig sein — insbesondere Metallstaub oder Salzpartikel — und in Kombination mit Feuchtigkeit kann er die Isolationswerte erheblich reduzieren.
Ich sah einmal weiße kristalline Ablagerungen an den Niederspannungsklemmen eines Transformators in einem Chemiewerk. Sie wurden durch korrosive Gase verursacht, und die Isolation war offensichtlich beeinträchtigt.
Lösungen:
Regelmäßig reinigen, insbesondere um die Klemmen und Wicklungen herum;
Filter in staubigen Umgebungen installieren;
Spezialisierte Isolierreiniger verwenden — niemals mit Wasser waschen;
Überprüfen Sie, ob Lüftungsschlitze verstopft sind.
2.3 Alterung der Wicklungen oder Teilschadensentladung
Die Wicklungen in Trockentransformatoren sind in der Regel in Epoxidharz eingebettet — haltbar, aber nicht unzerstörbar.
Langjährige Betriebsbedingungen unter hohen Temperaturen, Überlastungen oder harmonischen Bedingungen können dazu führen, dass die Isolierschicht nachlässt, brüchig wird oder verkohlt, was zu Teilschadensentladungen und schließlich zu reduzierter Isolation führt.
Einmal reparierte ich einen Trockentransformator, der 8 Jahre im Einsatz war. Seine Niederspannisolation sank von 1000MΩ auf nur 20MΩ. Bei der Inspektion fanden wir deutliche Anzeichen von Verkohlung an der Wicklungsfläche.
Lösungen:
Überprüfen Sie die Betriebstemperaturprotokolle auf langfristiges Überhitzen;
Messung der Teilschadensentladungsniveaus (falls möglich);
Ersatz beschädigter Wicklungen oder der gesamten Einheit;
Verbessern Sie die Lüftung, reduzieren Sie die Last und vermeiden Sie häufige Überlastungen.
2.4 Lockere oder oxidierte Klemmverbindungen
Lockere Klemmverbindungen können zu lokaler Erwärmung führen, was dann die umliegenden Isolierungsmaterialien beeinflusst.
Zum Beispiel arbeitete ich einmal an einem Trockentransformator, der an ein UPS-System angeschlossen war. Die Niederspannisolation sank plötzlich unter 100MΩ. Die Inspektion zeigte einen lockeren Kupferbusleiterbolzen — der Kontaktbereich war verbrannt und hatte sogar geraucht.
Lösungen:
Regelmäßig alle Klemmverbindungen festziehen;
Verwenden Sie einen Drehmomentenschlüssel gemäß Spezifikationen;
Überprüfen Sie auf Oxidation, Verfärbung oder Brandspuren;
Polieren oder ersetzen Sie stark oxidierte Klemmen.
2.5 Mangelhafte Gehäuse oder Erdung
Das Gehäuse und der Kern eines Trockentransformators müssen ordnungsgemäß geerdet sein. Wenn die Erdung mangelhaft ist, kann es zu flottierenden Spannungen kommen, was zu falschen Isolationsmesswerten führt.
Einmal, während einer Inbetriebnahmekontrolle an einem neuen Standort, stellte ich fest, dass die Niederspannisolation nur einige Hundert Kiloohm betrug. Es stellte sich heraus, dass das Erdkabel von Bauarbeitern durchtrennt worden war, wodurch der Kern energisiert wurde — was fälschlicherweise eine geringe Isolation andeutete.
Lösungen:
Überprüfen Sie auf gebrochene oder lose Erdkabel;
Testen Sie den Erdwiderstand (sollte ≤4Ω sein);
Stellen Sie sicher, dass der Kern gut mit dem Gehäuse verbunden ist;
Vermeiden Sie Fehldiagnosen aufgrund von Erdungsproblemen.
2.6 Messfehler / Fehlende Testmethoden
Manchmal liegt das Problem nicht an der Ausrüstung selbst, sondern an der Art und Weise, wie der Test durchgeführt wurde.
Beispiele dafür sind:
Verwendung eines 500V Megohmmeters anstelle eines 2500V-Megohmmeters;
Nicht Trennen der Sekundärkabel oder anderer angeschlossener Geräte;
Fehlen der Entladung vor dem Test, was zu Restladungsinterferenzen führt;
Frühes Beenden des Tests, bevor der Wert stabilisiert.
Ich habe diesen Fehler schon einmal gemacht — fast hätte ich einen perfekt funktionierenden Transformator als defekt erklärt.
Lösungen:
Verwenden Sie das richtige Megohmmeter (2500V für Trockentransformatoren);
Trennen Sie alle externen Verkabelungen;
Entladen Sie mindestens 1 Minute, bevor Sie testen;
Protokollieren Sie die R15- und R60-Werte, berechnen Sie den Absorptionsgrad (R60/R15 ≥ 1,3);
Berücksichtigen Sie Diëlektrische Verlusttests zur weiteren Bestätigung.
3. Wie man testet und diagnostiziert
Hier ist der Schritt-für-Schritt-Prozess, den ich zur Diagnose verwende:
4. Reparaturvorschläge & Präventivmaßnahmen
Reparaturvorschläge:
Wenn Feuchtigkeit das Problem ist, kann das Trocknen die Isolation wiederherstellen;
Wenn Staub oder Fremdmaterialien die Ursache sind, kann das Reinigen die Leistung oft wiederherstellen;
Wenn die Wicklungen veraltet oder beschädigt sind, senden Sie sie zur Fabrikreparatur oder -ersatz;
Wenn Klemmverbindungen das Problem sind, ziehen oder ersetzen Sie sie;
Alle Arbeiten müssen bei abgeschalteter Stromversorgung und unter Anwendung von Sperre und Kennzeichnung durchgeführt werden!
Präventivmaßnahmen:
Regelmäßige Inspektionen (vierteljährlich), mit Infrarotthermografie, um heiße Punkte zu erkennen;
Periodisches Reinigen (jährlich), mit besonderer Aufmerksamkeit auf versteckte Ecken;
Installation von Entfeuchungssystemen (insbesondere in feuchten Gebieten);
Überwachung der Last, um langfristige Überlastungen zu vermeiden;
Berücksichtigung von Online-Überwachungssystemen (für hochwertige Benutzer);
Erhalten Sie detaillierte Ausrüstungsdaten und verfolgen Sie Änderungen im Laufe der Zeit.
5. Schlussgedanken
Ein geringer Isolationswiderstand auf der Niederspannungsseite eines Trockentransformators mag technisch klingen, aber in den meisten Fällen kann er mit grundlegenden Werkzeugen und Verfahren identifiziert und behoben werden.
Als jemand, der seit 15 Jahren in der Reparatur von elektrischen Geräten tätig ist, möchte ich betonen:
“Isolation versagt nicht plötzlich — sie verschlechtert sich langsam im Laufe der Zeit.”
Durch regelmäßige Kontrollen und zeitgerechte Wartung können die meisten Probleme frühzeitig erkannt und verhindert werden, dass sie ernsthafter werden.
Wenn Sie mit einem ähnlichen Problem vor Ort konfrontiert sind und nicht wissen, wie Sie vorgehen sollen, zögern Sie nicht, sich an mich zu wenden — wir können gemeinsam eine Lösung finden.
Denken Sie an diese wichtige Botschaft:
“Vorsorge ist besser als Heilung — erkennen Sie es früh, beheben Sie es früh.”
Bleiben Sie sicher, halten Sie das Licht an!
— Felix
