Dangers des défauts de mise à la terre multi-points dans les noyaux de transformateurs et comment les prévenir

Dangers des défauts de mise à la terre multipoints dans les noyaux de transformateurs

Lors du fonctionnement normal, les noyaux des transformateurs ne doivent pas être mis à la terre en plusieurs points. Les enroulements d'un transformateur en fonctionnement sont entourés par un champ magnétique alternatif. En raison de l'induction électromagnétique, il existe des capacités parasites entre les enroulements haute et basse tension, entre l'enroulement basse tension et le noyau, ainsi qu'entre le noyau et la cuve.

Les enroulements sous tension se couplent à travers ces capacités parasites, provoquant un potentiel flottant du noyau par rapport à la terre. Comme les distances entre le noyau, les autres composants métalliques et les enroulements ne sont pas égales, des différences de potentiel apparaissent entre ces composants. Lorsque la différence de potentiel entre deux points atteint un niveau suffisant pour briser l'isolation entre eux, des décharges d'étincelles intermittentes se produisent. Ces décharges peuvent graduellement dégrader l'huile de transformateur et l'isolation solide au fil du temps.

Pour éliminer ce phénomène, le noyau et la cuve sont solidement connectés pour maintenir le même potentiel électrique. Cependant, si le noyau ou d'autres composants métalliques sont mis à la terre en deux points ou plus, une boucle fermée est formée entre les points de mise à la terre, causant des courants circulants. Cela entraîne un surchauffage local, la décomposition de l'huile isolante et la dégradation de la performance de l'isolation. Dans les cas graves, les tôles de silicium du noyau peuvent être brûlées, entraînant une panne majeure du transformateur principal. Par conséquent, le noyau du transformateur principal doit être, et ne peut être, mis à la terre qu'en un seul point.

Causes des défauts de mise à la terre du noyau

Les défauts de mise à la terre du noyau des transformateurs comprennent principalement : des courts-circuits de la plaque de mise à la terre dus à de mauvaises techniques de construction ou de conception ; des mises à la terre multipoints causées par des accessoires ou des facteurs externes ; et des mises à la terre causées par des objets métalliques étrangers (comme des bavures, de la rouille, des scories de soudage) laissés à l'intérieur du transformateur principal ou par des défauts dans les processus de fabrication du noyau.

Types de pannes du noyau

Il existe six types communs de pannes du noyau de transformateur :

• Le noyau touche la cuve ou la structure de serrage. Lors de l'installation, en raison d'une négligence, les broches de positionnement de transport sur le couvercle de la cuve n'ont pas été retournées ou retirées, provoquant un contact du noyau avec la coquille de la cuve ; les membres de la structure de serrage touchent la colonne du noyau ; les tôles de silicium tordues touchent les membres de serrage ; les cartons isolants entre les pieds du noyau et le joug tombent, provoquant un contact entre les pieds et les tôles ; le boîtier du thermomètre est trop long et touche la structure de serrage, le joug ou la colonne du noyau, etc.

• La douille d'acier de la vis du noyau est trop longue, provoquant un court-circuit avec les tôles de silicium.

• Des objets étrangers dans la cuve provoquent des courts-circuits locaux dans les tôles de silicium. Par exemple, dans un transformateur de puissance 31500/110 d'une sous-station dans le Shanxi, une mise à la terre multipoint du noyau a été découverte, et un tournevis avec manche en plastique a été trouvé entre le serre-joint et le joug ; dans une autre sous-station, un transformateur de puissance 60000/220 a été trouvé, lors d'une inspection de levage de couvercle, avec un fil de cuivre de 120 mm de long.

• L'isolation du noyau est humide ou endommagée, par exemple, la boue et l'humidité s'accumulent au fond, réduisant la résistance d'isolation ; l'isolation humide ou endommagée des serre-joints, des supports ou de l'isolation de la cuve (carton ou blocs de bois), entraînant une mise à la terre multipoint à haute résistance du noyau.

• Les roulements des pompes à huile submersibles s'usent, permettant à la poudre métallique d'entrer dans la cuve et de s'accumuler au fond. Sous l'attraction électromagnétique, cette poudre forme un pont conducteur reliant le joug inférieur aux supports ou au fond de la cuve, provoquant une mise à la terre multipoint.

• Une exploitation et maintenance insuffisantes, sans maintenance programmée.