อะไรคือสาเหตุของฉนวนต่ำที่ด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลงแบบแห้ง

สวัสดีทุกคน ฉันชื่อ Felix และฉันทำงานด้านการซ่อมแซมอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ชำรุดมา 15 ปีแล้ว

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ฉันได้เดินทางไปยังโรงงาน สถานีไฟฟ้า และห้องกระจายพลังงานทั่วประเทศ เพื่อแก้ไขปัญหาและซ่อมแซมอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกประเภท เทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่เราพบบ่อยที่สุด

วันนี้เพื่อนของฉันถามฉันว่า:

"ความต้านทานฉนวนบนด้านแรงดันต่ำของเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งต่ำหมายความว่าอย่างไร?"

คำถามที่ดีมาก โดยเฉพาะสำหรับพนักงานบำรุงรักษา ดังนั้น ฉันจะอธิบายเรื่องนี้ให้เข้าใจง่ายๆ ตามกรณีจริงที่ฉันเคยทำงานมาตลอดหลายปี

1. "ความต้านทานฉนวนต่ำบนด้านแรงดันต่ำ" หมายความว่าอย่างไร?

เริ่มต้นด้วยภาพรวมคร่าวๆ:
เทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งเป็นเทรนส์ฟอร์เมอร์ที่ใช้อากาศในการระบายความร้อน ไม่มีน้ำมัน และมีฉนวน ก็มักใช้ในอาคาร ศูนย์การค้า โรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล — สถานที่ที่ความปลอดภัยจากไฟไหม้เป็นสิ่งสำคัญ

ด้านแรงดันต่ำของเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งมักจะส่งออกแรงดัน 400V หรือ 230V และจ่ายไฟตรงไปยังโหลด

เมื่อเราพูดถึง "ความต้านทานฉนวนต่ำบนด้านแรงดันต่ำ" หมายความว่า ความต้านทานฉนวนระหว่างวงจรลวดแรงดันต่ำกับพื้น (แกนหรือเคส) ต่ำกว่าปกติ — หมายความว่า ประสิทธิภาพของฉนวนลดลง

พูดง่ายๆ คือ กำแพงที่เคยไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ตอนนี้อนุญาตให้กระแสไฟฟ้ารั่วไหลผ่านได้เล็กน้อย ซึ่งอาจทำให้เกิดการกระตุก การอาร์ค หรือแม้กระทั่งการลัดวงจร!

2. สาเหตุทั่วไป (ทั้งหมดจากกรณีจริงที่ฉันได้ซ่อมแซม)

จากประสบการณ์การทำงานในสนาม สาเหตุหลักของความต้านทานฉนวนต่ำบนด้านแรงดันต่ำของเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งสามารถแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ต่อไปนี้:

2.1 ความชื้น / น้ำค้าง

นี่คือสาเหตุที่พบบ่อยที่สุด โดยเฉพาะในพื้นที่ชื้น เช่น ภาคใต้ของจีน หรือพื้นที่ชายฝั่ง หรือในเทรนส์ฟอร์เมอร์ใหม่ที่ยังไม่ได้แห้งสนิท

ตัวอย่าง: เมื่อปีที่แล้ว ฉันตรวจสอบเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งใหม่ที่โรงงานในเซียเหมิน ความต้านทานฉนวนบนด้านแรงดันต่ำเพียงไม่กี่สิบเมกะโอห์ม — ต่ำกว่ามาตรฐาน (ควร ≥500MΩ) เมื่อเราเปิดตู้ เราพบน้ำค้างภายใน! ปรากฏว่าเครื่องดังกล่าวได้ดูดซับความชื้นระหว่างการขนส่งและการมีความชื้นสูง

วิธีแก้ไข:

• ตรวจสอบการรั่วซึมของน้ำ;

• ใช้ปืนลมร้อนหรือหลอดไฟอินฟราเรดเพื่ออบแห้ง;

• ส่งกลับไปที่โรงงานเพื่ออบแห้งด้วยวิธีการสุญญากาศหากจำเป็น;

• ติดตั้งเครื่องลดความชื้นหรือฮีตเตอร์เพื่อป้องกัน.

2.2 การสะสมของฝุ่นหรือวัสดุแปลกปลอม

เทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งใช้อากาศในการระบายความร้อน ดังนั้นมีช่องระบายอากาศจำนวนมาก — ซึ่งทำให้มีแนวโน้มที่จะสะสมฝุ่นในระยะยาว

ฝุ่นสามารถนำไฟฟ้าได้ — โดยเฉพาะฝุ่นโลหะหรืออนุภาคเกลือ — และเมื่อรวมกับความชื้น จะทำให้ความต้านทานฉนวนลดลงอย่างมาก

ฉันเคยเห็นคราบผลึกสีขาวบนเทอร์มินอลแรงดันต่ำของเทรนส์ฟอร์เมอร์ในโรงงานเคมี มันเกิดจากก๊าซกัดกร่อน และความต้านทานฉนวนชัดเจนว่าเสื่อมสภาพ

วิธีแก้ไข:

• ทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอ โดยเฉพาะรอบเทอร์มินอลและวงจรลวด;

• ติดตั้งฟิลเตอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่น;

• ใช้น้ำยาทำความสะอาดฉนวนเฉพาะ — ห้ามล้างด้วยน้ำ;

• ตรวจสอบช่องระบายอากาศที่อุดตัน.

2.3 การเสื่อมสภาพของวงจรลวดหรือความเสียหายจากการปล่อยประจุบางส่วน

วงจรลวดในเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งมักถูกห่อหุ้มด้วยเรซินอีพอกซี — ทนทาน แต่ไม่ได้แข็งแรงอย่างที่คิด

การทำงานในระยะยาวภายใต้ความร้อนสูง การโหลดเกิน หรือสภาพฮาร์โมนิกสามารถทำให้ชั้นฉนวนเสื่อมสภาพ แตก หรือคาร์บอนไนซ์ นำไปสู่การปล่อยประจุบางส่วนและในที่สุดความต้านทานฉนวนลดลง

ครั้งหนึ่ง ฉันซ่อมแซมเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งที่ใช้งานมา 8 ปี ความต้านทานฉนวนแรงดันต่ำลดลงจาก 1000MΩ เป็นเพียง 20MΩ หลังจากการตรวจสอบ เราพบสัญญาณชัดเจนของการคาร์บอนไนซ์บนผิววงจรลวด

วิธีแก้ไข:

• ตรวจสอบบันทึกอุณหภูมิการทำงานสำหรับการร้อนเกินในระยะยาว;

• วัดระดับการปล่อยประจุบางส่วน (ถ้าเป็นไปได้);

• เปลี่ยนวงจรลวดที่เสียหายหรือทั้งเครื่อง;

• ปรับปรุงระบบระบายความร้อน ลดโหลด และหลีกเลี่ยงการโหลดเกินบ่อยๆ.

2.4 การเชื่อมต่อเทอร์มินอลหลวมหรือการออกไซด์

การเชื่อมต่อเทอร์มินอลที่หลวมสามารถทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่ ซึ่งจะส่งผลต่อวัสดุฉนวนบริเวณใกล้เคียง

ตัวอย่างเช่น ฉันเคยทำงานกับเทรนส์ฟอร์เมอร์แบบแห้งที่เชื่อมต่อกับระบบ UPS ความต้านทานฉนวนแรงดันต่ำลดลงต่ำกว่า 100MΩ การตรวจสอบพบว่าสลักเกลียวบัสบาร์ทองแดงหลวม — พื้นที่ติดต่อถูกเผาไหม้และเคยมีควันออกมา

วิธีแก้ไข:

• затягивать все терминальные соединения регулярно;

• Использовать динамометрический ключ согласно спецификациям;

• Проверять наличие окисления, потемнения или следов горения;

• Шлифовать или заменять сильно окисленные терминалы.

2.5 Недостаточное заземление или корпус

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

Однажды, во время проверки на новой площадке, я обнаружил, что изоляция низковольтной стороны была всего несколько сотен килоом. Оказалось, что строители перерезали заземляющий провод, что привело к заряду сердечника и ложному индикатору низкой изоляции.

Решения:

• Проверять наличие поврежденных или ослабленных заземляющих проводов;

• Тестировать сопротивление заземления (должно быть ≤4Ω);

• Убедиться, что сердечник хорошо соединен с корпусом;

• Избегать ошибочной диагностики из-за проблем с заземлением.

2.6 Ошибки измерений / неправильные методы тестирования

Иногда проблема не в оборудовании, а в том, как был проведен тест.

Примеры включают:

• Использование мегомметра на 500В вместо 2500В;

• Не отсоединение вторичных кабелей или других подключенных устройств;

• Несоблюдение разрядки перед тестированием, что вызывает помехи от остаточных зарядов;

• Завершение теста слишком рано, до стабилизации показаний.

Я когда-то совершил эту ошибку — почти списал идеально хороший трансформатор.

Решения:

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

• Отсоединить все внешние провода;

• Разрядить не менее 1 минуты перед тестированием;

• Записывать значения R15 и R60, рассчитывать коэффициент абсорбции (R60/R15 ≥ 1.3);

• Рассмотреть тесты на диэлектрические потери для дальнейшего подтверждения.

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

4. Предложения по ремонту и профилактические меры

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 терминальных соединениях, затяните или замените их;

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

Профилактические меры:

• Регулярные осмотры (квартально), с использованием инфракрасной термографии для обнаружения горячих точек;

• Периодическая очистка (ежегодно), уделяя внимание скрытым углам;

• Установка систем осушения воздуха (особенно в влажных районах);

• Мониторинг нагрузки, чтобы избежать длительного перегруза;

• Рассмотреть системы онлайн-мониторинга (для высококлассных пользователей);

• Ведение подробных записей о оборудовании и отслеживание изменений со временем.

5. Заключительные мысли

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

Как человек, который работает в ремонте электрического оборудования уже 15 лет, я хочу подчеркнуть:

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

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

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

Помните этот ключевой момент:

"Лучше предупредить, чем лечить — обнаружить рано, исправить рано."

Будьте в безопасности, держите свет включенным!

— Felix