Які причини призводять до низької ізоляції на стороні низького напруги сухого трансформатора
Всім привіт, мене звати Felix, і я працюю в галузі ремонту аварійного електрообладнання протягом 15 років.
За ці роки я подорожував по заводам, підстанціям та розподільчим камерам по всій країні, виявляючи та виправляючи різноманітні проблеми з електрообладнанням. Серед найпоширеніших пристроїв, з якими ми працюємо, є сухі трансформатори.
Сьогодні, приятель запитав мене:
“Що означає, коли на низьковольтному боці сухого трансформатора низька опір ізоляції?”
Чудове питання — особливо для обслуговуючого персоналу. Тому я роз'ясню це простими словами, базуючись на реальних випадках, з якими я стикався за ці роки.
1. Що означає "низька ізоляція на низьковольтному боці"?
Почнемо з короткого огляду:
Суший трансформатор - це повітряно-охолоджений, безнафтовий, ізольований трансформатор, який часто використовується в будівлях, торгових центрах, лікарнях, дата-центрах — місцях, де важлива пожежна безпека.
Його низьковольтний бік зазвичай виводить 400В або 230В і безпосередньо живлення завантаження.
Коли ми кажемо "низька ізоляція на низьковольтному боці", це означає, що опір ізоляції між низьковольтним витком і землею (сердечником або корпусом) нижчий, ніж нормально — це означає, що якість ізоляції погіршилася.
Простими словами: те, що раніше було повністю не провідним бар'єром, тепер дозволяє проходити невеликі течії. Це може призвести до спрацьовування автоматів, дугових відгорівань або навіть коротких замикань!
2. Поширені причини (усі з реальних випадків, які я виправляв)
З моєї практики, основні причини низької ізоляції на низьковольтному боці сухих трансформаторів включають наступні категорії:
2.1 Вологість / Конденсація
Це найпоширеніша причина, особливо у вологих регіонах, таких як південна частина Китаю або приморські райони, або в новоустановлених трансформаторах, які повністю не просохли.
Наприклад: минулого року я перевірив новий сухий трансформатор на заводі в Сіамені. Ізоляція на низьковольтному боці становила лише кілька десятків мегаомів — набагато нижче стандарту (має бути ≥500МΩ). Коли ми відкрили шафу, там була конденсація! Виявилося, що одиниця набрала вологи під час транспортування та через високу вологість.
Рішення:
Перевірити наявність води;
Використовувати термопістолет або інфрачервону лампу для сушіння;
Якщо потрібно, відправити на завод для вакуумного сушіння;
Встановити осушувач або обігрівач як запобіжний захід.
2.2 Накопичення пилу або сторонніх матеріалів
Сухі трансформатори використовують повітря для охолодження, тому в них багато вентиляційних отворів — що також робить їх складними для накопичення пилу з часом.
Пил може бути провідним — особливо металевий пил або частинки солі — і коли він поєднується з вологістю, це значно знижує рівень ізоляції.
Один раз я побачив білі кристалічні відклади на низьковольтних клемах трансформатора на хімічному заводі. Це було викликане корозійними газами, і ізоляція була очевидно погіршена.
Рішення:
Регулярно чистити, особливо навколо клем та витків;
Встановлювати фільтри в пилових середовищах;
Використовувати спеціальні засоби для чистки ізоляції — ніколи не мити водою;
Перевіряти на забруднені вентиляційні відкриття.
2.3 Старіння витків або пошкодження від часткових розрядів
Витки в сухих трансформаторах зазвичай заключені в епоксидну смолу — це довговічне, але не непорушне.
Довготривала робота при високих температурах, перевантаженнях або гармонічних умовах може призвести до вироблення шару ізоляції, тріщин або карбонізації, що призводить до часткових розрядів і в кінцевому підсумку до зниження ізоляції.
Один раз я виправляв сухий трансформатор, який працював 8 років. Його низьковольтна ізоляція знизилася з 1000МΩ до лише 20МΩ. Під час перевірки ми знайшли очевидні ознаки карбонізації на поверхні витків.
Рішення:
Перевіряти записи температур для довготривалого перегріву;
Вимірювати рівень часткових розрядів (якщо можливо);
Замінити пошкоджені витки або весь агрегат;
Покращити вентиляцію, зменшити завантаження і уникати частих перевантажень.
2.4 Слабкі або окислені з'єднання клем
Слабкі з'єднання клем можуть призводити до локального нагріву, що впливає на оточуючі матеріали ізоляції.
Наприклад, я колись працював над сухим трансформатором, підключеним до системи UPS. Низьковольтна ізоляція раптово знизилася нижче 100МΩ. Перевірка виявила слабкий болт медного шинопроводу — контактна область була спалена і навіть димила перед тим.
Рішення:
Регулярно затягувати всі з'єднання клем;
Використовувати моментний ключ за специфікацією;
Перевіряти на наявність окислення, зміни кольору або пожежних ознак;
Полірувати або замінити сильно окислені клеми.
2.5 Погана оболонка або заземлення
Оболонка та сердечник сухого трансформатора мають бути правильно заземлені. Якщо заземлення погане, це може створювати плавучі напруги, що призводить до неправильних показників ізоляції.
Один раз, під час перевірки на новій локації, я знайшов, що низьковольтна ізоляція становила лише кілька сотень килоом. Виявилося, що провід заземлення був перерізаний будівельниками, що призвело до енергії на сердечнику — хибно вказуючи на низьку ізоляцію.
Рішення:
Перевіряти на наявність порваних або слабких проводів заземлення;
Тестувати опір заземлення (має бути ≤4Ω);
Забезпечити добре з'єднання сердечника з оболонкою;
Уникати невірної діагностики через проблеми з заземленням.
2.6 Помилки вимірювання / неправильні методи тестування
Іноді проблема не в обладнанні, а в тому, як проводиться тест.
Приклади включають:
Використання мегомметра на 500В замість 2500В;
Не відключення вторинних кабелів або інших підключених пристроїв;
Не розрядка перед тестуванням, що призводить до втручання залишкового заряду;
Закінчення тесту занадто рано, перед тим, як показник стабілізується.
Я колись зробив цю помилку — майже викинув абсолютно добре працюючий трансформатор.
Рішення:
Використовувати правильний мегомметр (2500В для сухих трансформаторів);
Відключити всі зовнішні проводи;
Розрядити принаймні на 1 хвилину перед тестуванням;
Записати R15 і R60 значення, розрахувати коефіцієнт абсорбції (R60/R15 ≥ 1.3);
Розглянути діелектричні втрати для додаткової перевірки.
3. Як проводити тестування та діагностику
Ось крок за кроком процес, який я використовую для діагностики:
4. Пропозиції щодо ремонту та запобіжні заходи
Пропозиції щодо ремонту:
Якщо проблема в вологі, сушіння може відновити ізоляцію;
Якщо причиною є пил або збудники, чистка часто відновлює продуктивність;
Якщо витки постаріли або пошкоджено, відправте на заводський ремонт або заміну;
Якщо проблема в з'єднаннях клем, затягніть або замініть їх;
Всі операції повинні проводитися з вимкненим живленням, з застосуванням блокування та маркування!
Запобіжні заходи:
Регулярні перевірки (кварта
