Quali sono le cause di isolamento basso sul lato a bassa tensione di un trasformatore a secco
Ciao a tutti, sono Felix e lavoro nella riparazione di guasti di apparecchiature elettriche da 15 anni.
In questi anni, ho viaggiato in fabbriche, stazioni di trasformazione e stanze di distribuzione in tutto il paese, risolvendo problemi e riparando ogni tipo di attrezzatura elettrica. I trasformatori a secco sono tra i dispositivi più comuni con cui abbiamo a che fare.
Oggi, un amico mi ha chiesto:
“Cosa significa quando il lato a bassa tensione di un trasformatore a secco ha una resistenza d'isolamento bassa?”
Ottima domanda — specialmente per il personale di manutenzione. Quindi, lo spiegherò in termini semplici, basandomi su casi reali con cui ho lavorato negli anni.
1. Cosa significa "isolamento basso sul lato a bassa tensione"?
Cominciamo con un rapido riepilogo:
Un trasformatore a secco è un trasformatore raffreddato ad aria, senza olio, isolato, comunemente utilizzato in edifici, centri commerciali, ospedali, data center — luoghi in cui la sicurezza antincendio è critica.
Il suo lato a bassa tensione solitamente fornisce 400V o 230V e alimenta direttamente i carichi.
Quando diciamo "isolamento basso sul lato a bassa tensione", significa che la resistenza d'isolamento tra l'avvolgimento a bassa tensione e terra (nucleo o involucro) è inferiore al normale — quindi le prestazioni dell'isolamento si sono degradate.
In termini semplici: ciò che era una barriera completamente non conduttiva ora permette il passaggio di piccole correnti di fuga. Questo può portare a interruzioni, archi elettrici o persino cortocircuiti!
2. Cause comuni (tutte da casi reali che ho risolto)
Dalla mia esperienza sul campo, le cause principali di isolamento basso sul lato a bassa tensione dei trasformatori a secco rientrano nelle seguenti categorie:
2.1 Umidità / Condensa
Questa è la causa più comune, specialmente in aree umide come il sud della Cina o le regioni costiere, o in trasformatori appena installati che non si sono asciugati completamente.
Esempio: L'anno scorso, ho controllato un nuovo trasformatore a secco in una fabbrica a Xiamen. L'isolamento sul lato a bassa tensione era solo poche decine di megaohm — ben al di sotto dello standard (dovrebbe essere ≥500MΩ). Quando abbiamo aperto l'armadio, c'era condensa all'interno! Si è scoperto che l'unità aveva assorbito umidità durante il trasporto e a causa dell'alta umidità.
Soluzioni:
Controllare l'ingresso d'acqua;
Utilizzare un fucile a calore o una lampada infrarossa per asciugarlo;
Se necessario, inviarlo in fabbrica per l'essiccazione al vuoto;
Installare un deumidificatore o un riscaldatore come prevenzione.
2.2 Accumulo di polvere o materiali estranei
I trasformatori a secco si raffreddano con l'aria, quindi hanno molte aperture — il che li rende suscettibili all'accumulo di polvere nel tempo.
La polvere può essere conduttiva — specialmente la polvere metallica o i particolari di sale — e quando combinata con l'umidità, può ridurre significativamente i livelli di isolamento.
Una volta ho visto depositi cristallini bianchi sui terminali a bassa tensione di un trasformatore in un impianto chimico. Era causato da gas corrosivi, e l'isolamento era chiaramente compromesso.
Soluzioni:
Pulire regolarmente, specialmente intorno ai terminali e agli avvolgimenti;
Installare filtri in ambienti polverosi;
Usare pulitori isolanti specializzati — mai lavare con acqua;
Controllare le aperture di ventilazione ostruite.
2.3 Invecchiamento degli avvolgimenti o danni da scariche parziali
Gli avvolgimenti nei trasformatori a secco sono solitamente racchiusi in resina epoxidica — duraturi, ma non indistruttibili.
L'operazione a lungo termine a temperature elevate, sovraccarichi o condizioni armoniche può causare la degradazione, la crepa o la carbonizzazione del strato isolante, portando a scariche parziali e infine a un isolamento ridotto.
Una volta, ho riparato un trasformatore a secco che era in servizio da 8 anni. Il suo isolamento a bassa tensione era sceso da 1000MΩ a solo 20MΩ. Durante l'ispezione, abbiamo trovato chiari segni di carbonizzazione sulla superficie dell'avvolgimento.
Soluzioni:
Controllare i registri delle temperature operative per sovraccarichi a lungo termine;
Misurare i livelli di scarica parziale (se possibile);
Sostituire gli avvolgimenti danneggiati o l'intero unità;
Migliorare la ventilazione, ridurre il carico e evitare sovraccarichi frequenti.
2.4 Connessioni dei terminali allentate o ossidate
Le connessioni dei terminali allentate possono causare riscaldamenti localizzati, che poi influenzano i materiali isolanti circostanti.
Ad esempio, una volta ho lavorato su un trasformatore a secco collegato a un sistema UPS. L'isolamento a bassa tensione è improvvisamente sceso sotto 100MΩ. L'ispezione ha rivelato un bullone di barra di rame allentato — l'area di contatto era bruciata e aveva addirittura fumato prima.
Soluzioni:
Stringere regolarmente tutte le connessioni dei terminali;
Usare una chiave dinamometrica secondo le specifiche;
Controllare l'ossidazione, il cambiamento di colore o i segni di bruciatura;
Lucidare o sostituire i terminali pesantemente ossidati.
2.5 Involucro o messa a terra povera
L'involucro e il nucleo di un trasformatore a secco devono essere correttamente messi a terra. Se la messa a terra è povera, può creare tensioni flottanti, portando a letture di isolamento errate.
Una volta, durante un controllo di commissione in un nuovo sito, ho trovato che l'isolamento a bassa tensione era solo qualche centinaio di chiloohm. Si è scoperto che il cavo di terra era stato tagliato dai lavoratori edili, causando il carico del nucleo — falsamente indicando un isolamento basso.
Soluzioni:
Controllare i cavi di terra rotti o allentati;
Testare la resistenza di terra (dovrebbe essere ≤4Ω);
Assicurarsi che il nucleo sia ben collegato all'involucro;
Evitare diagnosi errate a causa di problemi di messa a terra.
2.6 Errori di misurazione / metodi di test non corretti
A volte, il problema non è con l'attrezzatura stessa, ma con il modo in cui è stato condotto il test.
Esempi includono:
Usare un megohmetro da 500V invece di uno da 2500V;
Non disconnettere i cavi secondari o altri dispositivi connessi;
Non scaricare prima del test, causando interferenze di carica residua;
Terminare il test troppo presto prima che la lettura si stabilizzi.
Ho fatto questo errore prima — ho quasi condannato un trasformatore perfettamente buono.
Soluzioni:
Usare il megohmetro corretto (2500V per i trasformatori a secco);
Disconnettere tutti i cavi esterni;
Scaricare per almeno 1 minuto prima del test;
Registrare i valori R15 e R60, calcolare il rapporto di assorbimento (R60/R15 ≥ 1.3);
Considerare i test di perdite dielettriche per ulteriori conferme.
3. Come effettuare il test e la diagnosi
Ecco il processo passo-passo che uso per la diagnosi:
4. Suggerimenti per la riparazione e misure preventive
Suggerimenti per la riparazione:
Se il problema è l'umidità, l'essiccazione potrebbe ripristinare l'isolamento;
Se la causa è la polvere o i detriti, la pulizia spesso ripristina le prestazioni;
Se gli avvolgimenti sono invecchiati o danneggiati, inviare per la riparazione in fabbrica o la sostituzione;
Se il problema sono le connessioni dei terminali, stringerle o sostituirle;
Tutte le operazioni devono essere eseguite con il potere spento, applicando il lockout-tagout!
Misure preventive:
Ispezioni regolari (trimestrali), utilizzando la termografia infrarossa per rilevare i punti caldi;
Pulizia periodica (annuale), prestando attenzione agli angoli nascosti;
Installare sistemi di deumidificazione (specialmente in aree umide);
Monitorare il carico per evitare sovraccarichi a lungo termine;
Considerare i sistemi di monitoraggio online (per utenti di alto livello);
Tenere registri dettagliati dell'attrezzatura e tracciare i cambiamenti nel tempo.
5. Considerazioni finali
Un'isolamento resistivo basso sul lato a bassa tensione di un trasformatore a secco può sembrare tecnico, ma in molti casi, può essere identificato e risolto utilizzando strumenti e procedure di base.
Come qualcuno che lavora nella riparazione di apparecchiature elettriche da 15 anni, voglio sottolineare:
“L'isolamento non fallisce improvvisamente — si deteriora lentamente nel tempo.”
Con controlli regolari e manutenzioni tempestive, la maggior parte dei problemi può essere individuata in anticipo e prevenuta dal diventare grave.
Se stai affrontando un problema simile sul posto e non sei sicuro di come procedere, sentiti libero di contattarmi — possiamo lavorare insieme e trovare la migliore soluzione.
Ricorda questo messaggio chiave:
“La prevenzione è meglio della cura — individualo in anticipo, sistemalo in anticipo.”
Stai al sicuro, tieni le luci accese!
— Felix
