Nebezpečí mnohocestných zemných závad v jádrech transformátorů a jak je předcházet

Rizika spojená s vícebodovými zemnými chybami v jádře transformátoru

Během normálního provozu nesmí být jádro transformátoru zazemleno na více místech. Cívky pracujícího transformátoru jsou obklopeny střídavým magnetickým polem. V důsledku elektromagnetické indukce existují vedlejší kapacity mezi vysokonapěťovými a níkonapěťovými cívkami, mezi níkonapěťovou cívkou a jádrem a mezi jádrem a nádrží.

Napájené cívky se propojují prostřednictvím těchto vedlejších kapacit, což způsobuje, že jádro vyvíjí plovoucí potenciál vzhledem k zemi. Protože vzdálenosti mezi jádrem, ostatními kovovými částmi a cívkami nejsou rovnoměrné, vznikají mezi těmito komponenty rozdíly v potenciálu. Když rozdíl potenciálu mezi dvěma body dosáhne úrovně dostatečné k prolomení izolace mezi nimi, dochází k pravidelným jiskrovým výbojkům. Tyto výboje mohou postupně degradovat transformátorový olej a tuhé izolace v průběhu času.

Aby bylo toto jev odstraněno, je jádro a nádrž spolehlivě spojeno, aby udržovaly stejný elektrický potenciál. Pokud však jádro nebo jiné kovové komponenty budou zazemleny na dvou nebo více místech, vznikne uzavřený okruh mezi zemnými body, což způsobí proudy kolísání. To vede k lokálnímu přehřátí, rozkladu izolačního oleje a degradaci vlastností izolace. V těžkých případech mohou být spáleny silikátové ocelové listy jádra, což vede k velké havárii hlavního transformátoru. Proto musí být jádro hlavního transformátoru a může být zazemleno pouze v jednom bodě.

Příčiny zemných vad jádra

Zemné vady jádra transformátoru zahrnují zejména: krátké spojení zemných desek z důvodu špatných montážních technik nebo návrhu; vícebodové zazemlení způsobené příslušenstvím nebo externími faktory; a zazemlení způsobené kovovými cizími tělesy (např. trusy, koróza, svařovací popel) zanechanými uvnitř hlavního transformátoru nebo nedostatky v výrobních procesech jádra.

Typy selhání jádra

Existuje šest běžných typů selhání jádra transformátoru:

• Jádro v kontaktu s nádrží nebo stlačovací konstrukcí. Během instalace, kvůli přehlédnutí, nebyly transportní polohovací šrouby na víku nádrže převráceny nebo odstraněny, což způsobilo, že jádro vstoupilo do kontaktu se skořepinou nádrže; členy stlačovací konstrukce se dotýkají sloupce jádra; zkroušené silikátové ocelové listy se dotýkají členů stlačovací konstrukce; izolační kartón mezi nohama jádra a hřbetem spadl, což způsobilo, že nohy vstoupily do kontaktu s listy; obal teploměru je příliš dlouhý a dotýká se stlačovací konstrukce, hřbetu nebo sloupce jádra atd.

• Ocelová ložiska šroubu jádra jsou příliš dlouhá, což způsobuje krátké spojení se silikátovými ocelovými listy.

• Cizí objekty v nádrži způsobují lokální krátké spojení silikátových ocelových listů. Například v 31500/110 síťovém transformátoru v podstanici v Šansi bylo zjištěno vícebodové zazemlení jádra a byl nalezen šroubovák s plastovou rukojetí mezi stlačovací konstrukcí a hřbetem; v jiné podstanici byl 60000/220 síťový transformátor během kontroly s otevřeným víkem nalezen s 120mm dlouhým měděným drátem.

• Izolace jádra je vlhká nebo poškozená, například bahno a vlhkost se shromažďují na dně, což snižuje odpor izolace; vlhká nebo poškozená izolace stlačovací konstrukce, opěrných podložek nebo izolace nádrže (kartón nebo dřevěné bloky), což vede k vysokoodpornému vícebodovému zazemlení jádra.

• Ložiska ponorných olejových čerpadel se opotřebují, což umožňuje, aby kovový prášek vstoupil do nádrže a shromažďoval se na dně. Pod vlivem elektromagnetické přitažlivosti tento prášek vytváří vodič, který spojuje dolní hřbet s opěrnými podložky nebo dnem nádrže, což způsobuje vícebodové zazemlení.

• Špatná provozní a údržbová praxe, bez plánované údržby.