¿Cuál es la razón por la que los transformadores de voltaje a menudo explotan?

Aspectos de sobretensión y sobrecorriente

• Sobretensión ferroresonante: En un sistema con neutro no efectivamente aterrizado, los circuitos magnéticos de equipos como transformadores, transformadores de tensión y bobinas de supresión de arco pueden saturarse, lo que potencialmente desencadena la ferroresonancia. La sobretensión resultante puede aumentar la corriente de excitación del transformador de tensión por decenas de veces. Operar bajo alta tensión y gran corriente durante un período prolongado hace que la temperatura del transformador suba rápidamente. La vaporización térmica de los materiales aislantes aumenta la presión interna, lo que finalmente lleva a una explosión. Por ejemplo, esta situación es relativamente común en sistemas de 6-35kV.

• Sobretensión de maniobra: La operación de interruptores dentro del sistema o la ocurrencia de un accidente cambia el estado del sistema eléctrico, causando la oscilación, intercambio y redistribución de la energía electromagnética interna, lo que genera sobretensión de maniobra. Ejemplos incluyen la sobretensión de puesta a tierra por arco en un sistema con neutro no solidamente aterrizado y la sobretensión de apagado de una línea vacía o carga capacitiva. Al cambiar condensadores, se puede generar una sobretensión relativamente alta. En particular, cuando el interruptor se reenciende durante la desconexión de los condensadores, puede ocurrir una sobretensión de más de tres veces la tensión del sistema, y la sobretensión entre fases durante la reenciendida de dos fases puede alcanzar incluso más de seis veces la tensión del sistema. Esto puede causar cortocircuitos entre vueltas en el transformador de tensión, desencadenando una sobrecorriente, y la vaporización rápida del medio aislante, lo que lleva a una explosión.

• Sobretensión por rayo: Si las instalaciones de protección contra rayos no son perfectas, la alta tensión generada por los impactos de rayos que actúan sobre el transformador de tensión puede romper su aislamiento, y luego desencadenar una explosión.

• Sobretensión y sobrecorriente de baja amplitud a largo plazo: Debido a la resonancia u otras razones, aunque la sobretensión y sobrecorriente soportadas por el transformador de tensión tienen amplitudes relativamente pequeñas, duran mucho tiempo. Una gran cantidad de energía eléctrica se convierte en calor, causando que el transformador se caliente continuamente. Cuando el calor se acumula hasta cierto punto, el papel aislante y el medio aislante se vaporizan. Dado que el espacio interno de un transformador seco es limitado, cuando la presión aumenta a cierto nivel, ocurrirá una explosión.

• Sobrecorriente causada por sobretensión instantánea de alta amplitud: Una sobretensión con una amplitud suficientemente alta puede causar cortocircuitos entre vueltas dentro del transformador, generando una sobrecorriente relativamente grande, que vaporiza rápidamente el medio aislante y desencadena una explosión violenta.

Problemas relacionados con el aislamiento

• Envejecimiento del aislamiento: Si un transformador de tensión ha estado en uso durante demasiado tiempo o ha estado operando en entornos adversos como altas temperaturas, humedad y contaminación durante mucho tiempo, los materiales aislantes se deteriorarán gradualmente, reduciendo el rendimiento del aislamiento. Entonces, es fácil que se rompa, lo que lleva a cortocircuitos internos y desencadena una explosión.

• Defectos de calidad del aislamiento: Durante el proceso de fabricación, si hay problemas como envoltura aislante defectuosa o tratamiento inadecuado del aislamiento, el transformador de tensión tendrá debilidades inherentes de aislamiento. Durante la operación, estas debilidades pueden romperse bajo alta tensión, desencadenando cortocircuitos en las bobinas y causando una explosión.

• Ingreso de humedad: Si el transformador de tensión se coloca en un ambiente húmedo y el vapor de agua ingresa al equipo, reducirá el rendimiento del aislamiento, aumentando el riesgo de ruptura del aislamiento y potencialmente llevando a una explosión.

Aspectos del equipo y su uso

• Problemas de calidad del producto: Para algunos transformadores de tensión, debido a un diseño poco razonable, mala calidad de los materiales o procesos de bobinado subestándar, puede ocurrir un calentamiento excesivo durante la operación. Esto expone el aislamiento a altas temperaturas durante mucho tiempo, acelerando el envejecimiento del aislamiento e incluso causando su ruptura. Posteriormente, pueden ocurrir cortocircuitos entre vueltas en la bobina primaria, resultando en un aumento rápido de la corriente y la saturación magnética, generando sobretensión ferroresonante, y finalmente causando una explosión.

• Cortocircuito en el lado secundario: Un cortocircuito en el lado secundario del transformador de tensión causará un aumento brusco de la corriente en el lado secundario. Según el principio de inducción electromagnética, también se generará una corriente relativamente grande en el lado primario, lo que llevará al sobrecalentamiento de las bobinas y daño del aislamiento, desencadenando una explosión. Además, un cableado secundario incorrecto, como el cortocircuito accidental del lado secundario del transformador de tensión, también causará un aumento brusco de la corriente, resultando en daños por sobrecalentamiento y una explosión.

• Operación en sobrecarga: Cuando un transformador de tensión opera en un estado de sobrecarga durante mucho tiempo, dañará el equipo e incrementará el riesgo de una explosión.

• Impacto externo: Un impacto externo accidental puede dañar la estructura interna del transformador de tensión y perturbar el aislamiento, desencadenando una falla o incluso una explosión.

Aspectos de operación, mantenimiento y gestión

• Falta de mantenimiento y gestión: Si no se realizan inspecciones, mantenimientos y revisiones regulares del transformador de tensión, no se podrán detectar oportunamente peligros potenciales como el envejecimiento del aislamiento y conexiones sueltas. La acumulación a largo plazo de estos peligros puede llevar a un accidente de explosión.

• Habilidades insuficientes de los operadores: Si los operadores carecen de conocimientos profesionales y operan incorrectamente, por ejemplo, haciendo un cableado incorrecto durante pruebas (cuando se realiza la prueba de la característica de excitación de un transformador de tensión a tierra, el terminal n no está a tierra), puede dañar el aislamiento del transformador, afectar su vida útil e incrementar la posibilidad de una explosión.