Perills dels errors de terra multipunt en els nuclis dels transformadors i com prevenir-los

Riscos de falts de terra multipuntuals en els nuclis dels transformadors

Durant l'operació normal, els nuclis dels transformadors no haurien de tenir més d'un punt de terra. Les bobines d'un transformador en funcionament estan envoltades per un camp magnètic altern. A causa de l'inducció electromagnètica, hi ha capacitances estranyes entre les bobines d'alta i baixa tensió, entre la bobina de baixa tensió i el nucli, i entre el nucli i el dipòsit.

Les bobines energitzades s'acoplen a través d'aquestes capacitances estranyes, provocant que el nucli desenvolupi un potencial flotant respecte a terra. Com que les distàncies entre el nucli, altres components metàl·lics i les bobines no són iguals, es produeixen diferències de potencial entre aquests components. Quan la diferència de potencial entre dos punts arriba a un nivell suficient per trencar l'aislament entre ells, ocorren descàrregues intermitents per escintles. Aquestes descàrregues poden degradar gradualment l'oli del transformador i l'aislament sòlid amb el temps.

Per eliminar aquest fenomen, el nucli i el dipòsit es connecten de manera fiable per mantenir el mateix potencial elèctric. Tanmateix, si el nucli o altres components metàl·lics es connecten a terra en dos o més punts, es forma un circuit tancat entre els punts de terra, provocant corrents circulars. Això provoca sobrecalor local, descomposició de l'oli aïllant i degradació del rendiment de l'aislament. En casos greus, les llaminadures de silici del nucli es poden cremar, resultant en una fallada major del transformador principal. Per tant, el nucli del transformador principal ha de ser, i només pot ser, connectat a terra en un únic punt.

Causes de falts de terra del nucli

Els falts de terra del nucli del transformador inclouen principalment: curtes circuits de la placa de terra per a tècniques de construcció o disseny defectuoses; terra multipuntual causada per accessoris o factors externs; i terra causada per objectes metàl·lics estranys (com púxols, ferralla, escòrrit de soldadura) deixats dins del transformador principal o per deficiències en els processos de fabricació del nucli.

Tipus de fallades del nucli

Hi ha sis tipus comuns de fallades del nucli del transformador:

• El nucli entra en contacte amb el dipòsit o la estructura de presa. Durant la instal·lació, a causa d'una omisió, els pins de posició de transport a la coberta del dipòsit no es van girar ni retirar, provocant que el nucli toqui la carcassa del dipòsit; branques de la estructura de presa toquen la columna del nucli; llaminadures de silici deformades toquen les branques de la estructura de presa; cartó aïllant entre els peus del nucli i la jugular cau, fent que els peus toquin les llaminadures; la casa de la termòmetre és massa llarga i toca la estructura de presa, la jugular o la columna del nucli, etc.

• La bossa d'acer del voltant del nucli és massa llarga, provocant un curt circuit amb les llaminadures de silici.

• Objectes estranys al dipòsit causen curtes circuits locals en les llaminadures de silici. Per exemple, en un transformador de potència de 31500/110 en una subestació de Shanxi, es va descobrir un terra multipuntual del nucli, i es va trobar un destornillador amb mànec de plàstic entre la presa i la jugular; en una altra subestació, es va descobrir, durant una inspecció de levantament de coberta, un fil de cobre de 120 mm de llarg en un transformador de potència de 60000/220.

• L'aislament del nucli està humit o deteriorat, com ara l'accumulació de fang i humitat a la base, reduint la resistència aïllant; aïllament humit o deteriorat de les preses, suports o aïllament del dipòsit (cartó o blocs de fusta), resultant en un terra multipuntual de baixa resistència del nucli.

• Els rodaments de les bombes d'oli submergibles es desgasten, permetent que la pols metàl·lica entri al dipòsit i s'accumuli a la base. Sota l'atracció electromagnètica, aquesta pols forma un pont conductor que connecta la jugular inferior amb els suports o la base del dipòsit, causant un terra multipuntual.

• Operació i manteniment defectuosos, sense manteniment programat.