Каковы причины низкой изоляции на стороне низкого напряжения сухого трансформатора

Всем привет, меня зовут Феликс, и я работаю в области ремонта неисправностей электрического оборудования уже 15 лет.

За эти годы я побывал на заводах, подстанциях и распределительных помещениях по всей стране, устраняя неполадки и ремонтируя различные виды электрического оборудования. Сухие трансформаторы — одни из самых распространенных устройств, с которыми мы сталкиваемся.

Сегодня друг спросил меня:

“Что означает низкое сопротивление изоляции на стороне низкого напряжения сухого трансформатора?”

Отличный вопрос — особенно для персонала, занимающегося обслуживанием. Поэтому я объясню это простыми словами, основываясь на реальных случаях, с которыми я столкнулся за эти годы.

1. Что означает "низкая изоляция на стороне низкого напряжения"?

Начнем с краткого обзора:
Сухой трансформатор — это воздушно-охлаждаемый, безмасляный, изолированный трансформатор, который часто используется в зданиях, торговых центрах, больницах, центрах обработки данных — местах, где пожарная безопасность имеет первостепенное значение.

Его сторона низкого напряжения обычно выдает 400 В или 230 В и напрямую питает нагрузку.

Когда мы говорим о "низкой изоляции на стороне низкого напряжения", это означает, что сопротивление изоляции между обмоткой низкого напряжения и землей (сердечником или корпусом) ниже нормального, то есть изоляционные свойства ухудшились.

Проще говоря: то, что раньше было полностью непроводящим барьером, теперь позволяет проходить малым утечкам тока. Это может привести к срабатыванию защиты, искрению или даже короткому замыканию!

2. Частые причины (все из реальных случаев, которые я исправлял)

На основе моего опыта работы в полевых условиях, основные причины низкой изоляции на стороне низкого напряжения сухих трансформаторов можно разделить на следующие категории:

2.1 Влага / Конденсат

Это самая распространенная причина, особенно в влажных районах, таких как юг Китая или прибрежные регионы, или в недавно установленных трансформаторах, которые полностью не просохли.

Пример: В прошлом году я проверил новый сухой трансформатор на заводе в Сямэне. Изоляция на стороне низкого напряжения была всего несколько десятков мегаом, что намного ниже стандартного значения (должно быть ≥500 МОм). Когда мы открыли шкаф, внутри был конденсат! Оказалось, что устройство впитало влагу во время транспортировки и из-за высокой влажности.

Решения:

• Проверьте наличие попадания воды;

• Используйте тепловую пушку или инфракрасную лампу для сушки;

• При необходимости отправьте обратно на завод для вакуумной сушки;

• Установите осушитель воздуха или обогреватель для профилактики.

2.2 Накопление пыли или посторонних материалов

Сухие трансформаторы охлаждаются воздухом, поэтому имеют много вентиляционных отверстий, что делает их восприимчивыми к накоплению пыли со временем.

Пыль может быть проводящей, особенно металлическая пыль или частицы соли, и при сочетании с влагой может значительно снижать уровень изоляции.

Я однажды видел белые кристаллические отложения на низковольтных выводах трансформатора на химическом заводе. Они были вызваны коррозионными газами, и изоляция явно была повреждена.

Решения:

• Регулярно чистите, особенно вокруг выводов и обмоток;

• Устанавливайте фильтры в пыльных средах;

• Используйте специальные изоляционные очистители — никогда не мойте водой;

• Проверяйте засоренные вентиляционные отверстия.

2.3 Старение обмоток или повреждение частичным разрядом

Обмотки сухих трансформаторов обычно заключены в эпоксидную смолу — прочная, но не вечная.

Длительная работа при высоких температурах, перегрузках или гармонических условиях может привести к деградации, растрескиванию или коксованию изоляционного слоя, что ведет к частичному разряду и, в конечном итоге, к снижению изоляции.

Однажды я ремонтировал сухой трансформатор, который находился в эксплуатации 8 лет. Его изоляция на стороне низкого напряжения упала с 1000 МОм до 20 МОм. При осмотре мы обнаружили явные признаки коксования на поверхности обмотки.

Решения:

• Проверьте записи температур для длительного перегрева;

• Измерьте уровни частичного разряда (если возможно);

• Замените поврежденные обмотки или весь блок;

• Улучшите вентиляцию, уменьшите нагрузку и избегайте частых перегрузок.

2.4 Ослабленные или окисленные соединения выводов

Ослабленные соединения выводов могут вызывать локальный нагрев, который затем влияет на окружающие изоляционные материалы.

Например, я однажды работал над сухим трансформатором, подключенным к ИБП. Изоляция на стороне низкого напряжения внезапно упала ниже 100 МОм. При осмотре обнаружился ослабленный болт медной шины — контактная область была обгоревшей и даже дымилась ранее.

Решения:

• Регулярно затягивайте все соединения выводов;

• Используйте динамометрический ключ согласно спецификациям;

• Проверяйте наличие окисления, потемнения или следов горения;

• Полируйте или заменяйте сильно окисленные выводы.

2.5 Плохая герметизация или заземление

Корпус и сердечник сухого трансформатора должны быть правильно заземлены. Если заземление плохое, это может создать плавающие напряжения, что приводит к некорректным показаниям изоляции.

Однажды, во время проверки на новом объекте, я обнаружил, что изоляция на стороне низкого напряжения была всего несколько сотен килоом. Оказалось, что строители случайно перерезали заземляющий провод, что привело к тому, что сердечник стал заряженным — ложно указывая на низкую изоляцию.

Решения:

• Проверьте наличие поврежденных или ослабленных заземляющих проводов;

• Измерьте сопротивление заземления (должно быть ≤4 Ом);

• Убедитесь, что сердечник хорошо соединен с корпусом;

• Избегайте ошибочной диагностики из-за проблем с заземлением.

2.6 Ошибки измерений / Неправильные методы тестирования

Иногда проблема не в оборудовании, а в том, как проводился тест.

Примеры включают:

• Использование мегомметра на 500 В вместо 2500 В;

• Не отключение вторичных кабелей или других подключенных устройств;

• Не разряд перед тестированием, что вызывает помехи от остаточного заряда;

• Завершение теста слишком рано, до стабилизации показаний.

Я когда-то допустил такую ошибку — почти списал хороший трансформатор.

Решения:

• Используйте правильный мегомметр (2500 В для сухих трансформаторов);

• Отключите все внешние провода;

• Разрядите в течение не менее 1 минуты перед тестированием;

• Запишите значения R15 и R60, рассчитайте коэффициент поглощения (R60/R15 ≥ 1.3);

• Рассмотрите проведение тестов на диэлектрические потери для дальнейшего подтверждения.

3. Как проводить тестирование и диагностику
Вот пошаговый процесс, который я использую для диагностики:

4. Предложения по ремонту и профилактике

Предложения по ремонту:

• Если проблема связана с влагой, сушка может восстановить изоляцию;

• Если причиной является пыль или загрязнения, очистка часто восстанавливает производительность;

• Если обмотки старые или повреждены, отправьте на заводской ремонт или замену;

• Если проблема в соединениях выводов, затяните или замените их;

• Все операции должны проводиться при отключенном питании, с применением блокировки и маркировки!

Профилактические меры:

• Регулярные осмотры (каждые три месяца), использование инфракрасной термографии для обнаружения горячих точек;

• Периодическая очистка (раз в год), обращая внимание на скрытые углы;

• Установка систем осушения (особенно в влажных районах);

• Мониторинг нагрузки, чтобы избежать длительных перегрузок;

• Рассмотрите установку систем онлайн-мониторинга (для высококлассных пользователей);

• Ведите подробные записи о оборудовании и отслеживайте изменения со временем.

5. Заключительные мысли

Низкое сопротивление изоляции на стороне низкого напряжения сухого трансформатора может звучать технически сложно, но в большинстве случаев его можно идентифицировать и устранить с помощью базовых инструментов и процедур.

Как человек, который работает в области ремонта электрического оборудования уже 15 лет, хочу подчеркнуть:

“Изоляция не выходит из строя внезапно — она ухудшается постепенно со временем.”

С регулярными проверками и своевременным обслуживанием большинство проблем можно обнаружить на ранней стадии и предотвратить их серьезные последствия.

Если вы сталкиваетесь с подобной проблемой на месте и не знаете, как действовать, не стесняйтесь обращаться — мы можем вместе найти лучшее решение.

Помните этот ключевой принцип:

“Предупреждение лучше, чем лечение — обнаруживайте рано, исправляйте рано.”

Будьте в безопасности, держите свет включенным!

— Феликс