Gevaren van meerpuntsaardingfouten in transformatorkernen en hoe deze te voorkomen

Risico's van meerdere aardingsfouten in transformatorkernen

Tijdens normaal gebruik mogen transformatorkernen niet op meerdere punten worden geaard. De windingen van een werkende transformator zijn omgeven door een wisselend magnetisch veld. Door elektromagnetische inductie bestaan er parasitaire capaciteiten tussen de hoog- en laagspanningswindingen, tussen de laagspanningswinding en de kern, en tussen de kern en de tank.

De onder stroom staande windingen koppelen via deze parasitaire capaciteiten, waardoor de kern een zwevend potentiaal ten opzichte van de aarde ontwikkelt. Omdat de afstanden tussen de kern, andere metalen componenten en de windingen ongelijk zijn, ontstaan er potentiaalverschillen tussen deze componenten. Wanneer het potentiaalverschil tussen twee punten een niveau bereikt dat toereikend is om de isolatie tussen hen te doorbreken, treden tijdelijke vonkoverspanningen op. Deze overspanningen kunnen geleidelijk de transformatorolie en de vaste isolatie over tijd afbreken.

Om dit verschijnsel te elimineren, worden de kern en de tank betrouwbaar verbonden om hetzelfde elektrische potentiaal te behouden. Echter, als de kern of andere metalen componenten op twee of meer punten worden geaard, wordt er een gesloten lus gevormd tussen de aardingspunten, wat circulerende stromen veroorzaakt. Dit leidt tot lokale oververhitting, afbraak van de isolerende olie en afname van de isolatieprestaties. In ernstige gevallen kan de siliciumstaal lamellen van de kern verbrand raken, wat resulteert in een grote storing in de hoofdtransformator. Daarom moet en mag de kern van de hoofdtransformator slechts op één punt worden geaard.

Oorzaken van kern-aarding fouten

Aarding fouten in transformatorkernen omvatten voornamelijk: kortsluitingen van het aardingsplaat door slechte constructietechnieken of ontwerp; meerpuntige aarding veroorzaakt door accessoires of externe factoren; en aarding veroorzaakt door metalen vreemde objecten (zoals baardjes, roest, lasresten) die in de hoofdtransformator achterblijven of door tekortkomingen in de kernproductieprocessen.

Soorten kernfouten

Er zijn zes algemene soorten fouten in transformatorkernen:

• Kern raakt de tank of de klemconstructie aan. Tijdens de installatie, door nalatigheid, werden de transportpositiepinnen op het tankdeksel niet omgedraaid of verwijderd, waardoor de kern contact maakte met de tankwand; de ledematen van de klemconstructie raken de kernkolom aan; gebogen siliciumstaallamellen raken de klemledematen aan; isolerend karton tussen de kernvoeten en de yoke valt af, waardoor de voeten contact maken met de lamellen; de thermometerhuis is te lang en raakt de klemconstructie, de yoke of de kernkolom aan, enz.

• De stalen bushing van de kernbout is te lang, waardoor een kortsluiting ontstaat met de siliciumstaallamellen.

• Vreemde voorwerpen in de tank veroorzaken lokale kortsluitingen in de siliciumstaallamellen. Bijvoorbeeld, in een 31500/110 krachttransformator in een substation in Shanxi werd meerpuntige kern-aarding ontdekt, en er werd een schroevendraaier met een plastic handvat gevonden tussen de klem en de yoke; in een ander substation werd bij een inspectie van een 60000/220 krachttransformator een 120 mm lange koperdraad gevonden.

• Kernisolatie is vochtig of beschadigd, zoals slib en vocht dat zich onderaan ophoopt, waardoor de isolatieweerstand afneemt; vochtige of beschadigde isolatie van klemmen, steunblokken of tankisolatie (karton of houten blokken), wat leidt tot hoge-weerstands meerpuntige aarding van de kern.

• Lagers van onderwateroliëpompen slijten, waardoor metaalpoeder de tank binnendringt en zich onderaan ophoopt. Onder elektromagnetische aantrekkingskracht vormt dit poeder een geleidende brug die de onderste yoke verbindt met de steunblokken of de bodem van de tank, wat meerpuntige aarding veroorzaakt.

• Slecht bedrijf en onderhoud, zonder gepland onderhoud uit te voeren.