Небезпеки багатоточкових аварій заземлення в серцевині трансформатора та способи їх запобігання

Небезпеки від багатоточкових заземлень у серцевині трансформатора

При нормальній роботі середина трансформатора не повинна бути заземлена в кількох точках. Витки працюючого трансформатора оточені альтернативним магнітним полем. Через електромагнітну індукцію між високовольтними та низьковольтними витками, між низьковольтними витками та серединою, а також між серединою та корпусом існують паразитні ємності.

Запитані витки через ці паразитні ємності призводять до появи плаваючого потенціалу середини відносно землі. Оскільки відстані між серединою, іншими металевими компонентами та витками неоднакові, між цими компонентами виникають різниці потенціалів. Коли різниця потенціалів між двома точками досягає рівня, достатнього для пробою ізоляції між ними, відбуваються періодичні іскрові розряди. Ці розряди поступово можуть виробляти трансформаторне масло та тверду ізоляцію протягом часу.

Для усунення цього явища, середина та корпус надійно з'єднуються, щоб зберігати однаковий електричний потенціал. Однак, якщо середина або інші металеві компоненти заземлені в двох або більше точках, формується замкнений контур між точками заземлення, що призводить до циркуляції струмів. Це призводить до локального перегріву, розкладу ізоляційного масла та вироблення ізоляційних характеристик. У складних випадках, пластини силиконової сталі можуть бути спалені, що призведе до серйозної аварії основного трансформатора. Тому середина основного трансформатора повинна бути, і може бути, заземлена лише в одній точці.

Причини заземлення середини

Основні причини заземлення середини трансформатора включають: короткі замикання плати заземлення через погані технології будівництва або проектування; багатоточкове заземлення, спричинене додатковими деталями або зовнішніми факторами; та заземлення через металеві сторонні об'єкти (наприклад, заострення, ружбі, сварні шлаки), залишені всередині основного трансформатора, або недоліки в процесах виготовлення середини.

Типи відмов середини

Існує шість типових видів відмов середини трансформатора:

• Середина торкається корпусу або стискаючої конструкції. Під час встановлення, через невідповідність, позиційні штифти на кришці корпусу не були перевернуті або вилучені, що призводить до контакту середини з корпусом; частини стискаючої конструкції торкаються стовпа середини; деформовані пластини силиконової сталі торкаються частин стискаючої конструкції; картонна ізоляція між підставами середини та хребтом випадає, що призводить до контакту підстав з пластинами; корпус термометра занадто довгий і торкається стискаючої конструкції, хребта або стовпа середини тощо.

• Стальна оболонка болта середини занадто довга, що призводить до короткого замикання з пластинами силиконової сталі.

• Сторонні об'єкти в корпусі призводять до локальних коротких замикань між пластинами силиконової сталі. Наприклад, у 31500/110 силовому трансформаторі на підстанції в Шаньсі було виявлено багатоточкове заземлення середини, і знайдено відвертку з пластиковим рукятком між зажимом та хребтом; на іншій підстанції, у 60000/220 силовому трансформаторі, під час інспекції з підняття кришки, було знайдено медну дротину завдовжки 120 мм.

• Ізоляція середини зволожена або пошкоджена, наприклад, осади та волога на дні, що знижує опір ізоляції; зволожена або пошкоджена ізоляція зажимів, підстав чи ізоляції корпусу (картон або дерев'яні блоки), що призводить до високоопорного багатоточкового заземлення середини.

• Підшипники насосів, що підводять масло, зносяться, що дозволяє металевому порошку потрапляти в корпус і збиратися на дні. За допомогою електромагнітної притягальної сили, цей порошок формує провідний міст між нижнім хребтом, підставами чи дном корпусу, що призводить до багатоточкового заземлення.

• Погана експлуатація та технічне обслуговування, без проведення запланованого технічного обслуговування.