Pericoli dei guasti di terra multipli nei nuclei dei trasformatori e come prevenirli

Pericoli dei guasti di terra multipli nel nucleo del trasformatore

Durante il funzionamento normale, il nucleo del trasformatore non deve essere collegato a terra in più punti. Le bobine di un trasformatore in funzione sono circondate da un campo magnetico alternato. A causa dell'induzione elettromagnetica, esistono capacità parassite tra le bobine ad alta e bassa tensione, tra la bobina a bassa tensione e il nucleo, e tra il nucleo e la vasca.

Le bobine alimentate si collegano attraverso queste capacità parassite, causando l'instaurarsi di un potenziale galleggiante del nucleo rispetto a terra. Poiché le distanze tra il nucleo, gli altri componenti metallici e le bobine sono disuguali, si creano differenze di potenziale tra questi componenti. Quando la differenza di potenziale tra due punti raggiunge un livello sufficiente per rompere l'isolamento tra essi, si verificano scariche intermittenti. Queste scariche possono gradualmente degradare l'olio del trasformatore e l'isolamento solido nel tempo.

Per eliminare questo fenomeno, il nucleo e la vasca sono collegati in modo affidabile per mantenere lo stesso potenziale elettrico. Tuttavia, se il nucleo o altri componenti metallici vengono collegati a terra in due o più punti, si forma un anello chiuso tra i punti di terra, causando correnti circolanti. Ciò porta a surriscaldamenti localizzati, decomposizione dell'olio isolante e degrado delle prestazioni di isolamento. In casi gravi, le lamelle di acciaio silicio del nucleo possono bruciarsi, causando un grave guasto del trasformatore principale. Pertanto, il nucleo del trasformatore principale deve essere, e può essere, collegato a terra solo in un punto singolo.

Cause dei guasti di terra del nucleo

I guasti di terra del nucleo del trasformatore includono principalmente: cortocircuiti della placca di terra a causa di tecniche di costruzione o progettazione povere; terra multipla causata da accessori o fattori esterni; e terra causata da oggetti metallici estranei (come barbetti, ruggine, scorie di saldatura) lasciati all'interno del trasformatore principale o da difetti nei processi di fabbricazione del nucleo.

Tipi di guasti del nucleo

Ci sono sei tipi comuni di guasti del nucleo del trasformatore:

• Il nucleo entra in contatto con la vasca o con la struttura di fissaggio. Durante l'installazione, a causa di una svista, i perni di posizionamento sul coperchio della vasca non vengono ribaltati o rimossi, causando il contatto del nucleo con la parete della vasca; le gambe della struttura di fissaggio toccano la colonna del nucleo; le lamelle di acciaio silicio storte toccano le gambe di fissaggio; il cartone isolante tra i piedi del nucleo e la forcella cade, causando il contatto dei piedi con le lamelle; l'alloggio del termometro è troppo lungo e tocca la struttura di fissaggio, la forcella o la colonna del nucleo, ecc.

• Il bushing d'acciaio del perno del nucleo è troppo lungo, causando un cortocircuito con le lamelle di acciaio silicio.

• Oggetti estranei nella vasca causano cortocircuiti locali nelle lamelle di acciaio silicio. Ad esempio, in un trasformatore di potenza 31500/110 in una sottostazione dello Shanxi, è stato scoperto un collegamento a terra multiplo del nucleo, e un cacciavite con manico in plastica è stato trovato tra il morsetto e la forcella; in un'altra sottostazione, un trasformatore di potenza 60000/220, durante un ispezione con sollevamento del coperchio, è stato trovato un filo di rame lungo 120 mm.

• L'isolamento del nucleo è umido o danneggiato, come ad esempio accumulo di fango e umidità nella parte inferiore, riducendo la resistenza isolante; isolamento umido o danneggiato dei morsetti, dei cuscinetti di supporto o dell'isolamento della vasca (cartone o blocchi di legno), causando un collegamento a terra multiplo del nucleo ad alta resistenza.

• Le cuscinette delle pompe sommerse si logorano, permettendo alla polvere metallica di entrare nella vasca e accumularsi sul fondo. Sotto l'attrazione elettromagnetica, questa polvere forma un ponte conduttivo che collega la forcella inferiore ai cuscinetti di supporto o al fondo della vasca, causando un collegamento a terra multiplo.

• Manutenzione e operazioni povere, senza manutenzioni programmate.