Quina és la raó per la qual els transformadors de tensió sovint exploten?

Aspectes de sobretensió i sobrecorrent

• Sobretensió ferroresonant: En un sistema amb neutre no efectivament terra, els circuits magnètics d'equips com transformadors, transformadors de tensió i bobines de supressió d'arc poden saturar-se, desencadenant potencialment la ferroresonància. La sobretensió resultant pot incrementar la corrent d'excitació del transformador de tensió per diverses vegades. Operar sota alta tensió i gran corrent durant un període prolongat fa que la temperatura del transformador augmenti ràpidament. La vaporització tèrmica dels materials aïllants augmenta la pressió interna, llevant finalment a una explosió. Per exemple, aquesta situació és relativament comuna en sistemes de 6 - 35kV.

• Sobretensió de commutació: L'operació de commutadors dins del sistema o l'ocurrència d'un accident canvien l'estat del sistema elèctric, causant l'oscil·lació, intercanvi i redistribució de l'energia electromagnètica interna, generant sobretensió de commutació. Exemples inclouen la sobretensió d'arc a terra en un sistema amb neutre no solidament terra i la sobretensió de commutació d'una línia sense càrrega o una càrrega capacitiva. Quan es commuten condensadors, es pot generar una sobretensió relativament alta. En particular, quan el commutador es reacciona durant la desconnexió dels condensadors, pot ocurrir una sobretensió de més de tres vegades la tensió del sistema, i la sobretensió entre fases durant la reacció de dues fases pot arribar a més de sis vegades la tensió del sistema. Això pot causar curts circuits entre espires al transformador de tensió, desencadenant una sobrecorrent, i la vaporització ràpida del medi aïllant, portant a una explosió.

• Sobretensió per llamps: Si les instal·lacions de protecció contra llamps no són perfectes, la sobretensió generada pels impacts de llamps sobre el transformador de tensió pot trencar el seu aïllament, i llavors desencadenar una explosió.

• Sobretensió i sobrecorrent de baixa amplitud a llarg termini: Degut a la ressonància o altres raons, encara que la sobretensió i la sobrecorrent suportades pel transformador de tensió tenen amplituds relativament petites, duren molt de temps. Una gran quantitat d'energia elèctrica es converteix en calor, fent que el transformador es calenci continuament. Quan el calor s'acumula fins a un cert nivell, el paper aïllant i el medi aïllant es vaporitzen. Com que l'espai intern d'un transformador sec és limitat, quan la pressió augmenta fins a un cert nivell, ocorre una explosió.

• Sobrecorrent causada per sobretensió instantània d'alta amplitud: Una sobretensió amb una amplitud prou alta pot causar curts circuits entre espires dins del transformador, generant una sobrecorrent relativament gran, que vaporitza ràpidament el medi aïllant i desencadena una explosió violenta.

Problemes relacionats amb l'aïllament

• Envelleciment de l'aïllament: Si un transformador de tensió ha estat en ús durant massa temps o ha operat en condicions ambientals severes com temperatures altes, humitat i contaminació per un temps llarg, els materials aïllants s'envegiran i deterioren gradualment, reduint el rendiment de l'aïllament. Això fa que es trenqui fàcilment, provocant curts circuits interns i desencadenant una explosió.

• Defectes de qualitat de l'aïllament: Durant el procés de fabricació, si hi ha problemes com l'emballament defectuós de l'aïllament o el tractament inadecuat de l'aïllament, el transformador de tensió tindrà debilitaments inherent a l'aïllament. Durant l'operació, aquests debilitaments poden trencar-se sota alta tensió, desencadenant curts circuits de bobines i causant una explosió.

• Ingressió d'humitat: Si el transformador de tensió es col·loca en un entorn humit i la vapor d'aigua entra a l'equipament, reduirà el rendiment de l'aïllament, augmentant el risc de trencament de l'aïllament i potencialment conduint a una explosió.

Aspectes propis de l'equipament i d'ús

• Problemes de qualitat del producte: Per alguns transformadors de tensió, degut a disseny irracional, qualitat deficiente del material o processos de bobinat subestàndards, pot produir-se un escalfament excessiu durant l'operació. Això exponeix l'aïllament a temperatures altes durant un temps llarg, accelerant l'envelleciment de l'aïllament i fins i tot causant-ne el trencament. Posteriorment, poden ocurrir curts circuits entre espires de la bobina primària, resultant en un augment ràpid de la corrent i la saturació magnètica, generant sobretensió ressonant, i finalment causant una explosió.

• Curtcircuit al costat secundari: Un curt circuit al costat secundari del transformador de tensió causarà un augment agut de la corrent secundària. Segons el principi de la inducció electromagnètica, també es generarà una corrent relativament gran al costat primari, provocant un escalfament excesiu de les bobines i danys a l'aïllament, desencadenant una explosió. A més, una connexió secundària incorrecta, com per exemple, connectar accidentalment el costat secundari del transformador de tensió, també causarà un augment agut de la corrent, resultant en danys per escalfament excesiu i una explosió.

• Operació en sobrecàrrega: Quan un transformador de tensió opera en estat de sobrecàrrega durant un temps llarg, deteriorarà l'equipament i augmentarà el risc d'explosió.

• Impacte extern: Un impacte extern accidental pot enderrocar l'estructura interna del transformador de tensió i trencar l'aïllament, desencadenant un defecte o fins i tot una explosió.

Aspectes d'operació, manteniment i gestió

• Falta de manteniment i gestió: Si no es realitzen inspeccions, manteniments i reparacions regulars del transformador de tensió, els perills potencials com l'envelleciment de l'aïllament i les connexions sueltes no es poden detectar a temps. La acumulació a llarg termini d'aquests perills pot conduir a un accident d'explosió.

• Habilitat insuficient dels operadors: Si els operadors manquen coneixements professionals i operen incorrectament, per exemple, fent una connexió incorrecta durant proves (quan es realitza la prova de característiques d'excitació d'un transformador de tensió a terra, el terminal n no es terra), pot danificar l'aïllament del transformador, afectar la seva vida útil i augmentar la possibilitat d'explosió.