Quelle est la raison pour laquelle les transformateurs de tension explosent souvent

Aspects de surtension et de surintensité

• Surtension ferro-résonante : Dans un système à neutre non efficacement mis à la terre, les circuits magnétiques des équipements tels que les transformateurs, les transformateurs de tension et les bobines d'extinction d'arc peuvent saturer, déclenchant potentiellement une résonance ferromagnétique. La surtension résultante peut augmenter le courant d'excitation du transformateur de tension par plusieurs dizaines de fois. Le fonctionnement sous haute tension et grand courant pendant une longue période provoque une augmentation rapide de la température du transformateur. La vaporisation thermique des matériaux isolants augmente la pression interne, aboutissant finalement à une explosion. Par exemple, cette situation est relativement courante dans les systèmes 6 - 35 kV.

• Surtension de commutation : L'opération des interrupteurs dans le système ou la survenue d'un accident modifie l'état du système de puissance, causant l'oscillation, l'échange et la redistribution de l'énergie électromagnétique interne, ce qui génère une surtension de commutation. Cela inclut la surtension de mise à la terre par arc dans un système à neutre non solidement mis à la terre et la surtension de coupure d'une ligne non chargée ou d'une charge capacitive. Lors de la commutation de condensateurs, une surtension relativement élevée peut être générée. En particulier, lorsque l'interrupteur se rallume lors de la déconnexion des condensateurs, une surtension supérieure à trois fois la tension du système peut se produire, et la surtension entre phases lors d'une double rallumaison peut atteindre plus de six fois la tension du système. Cela peut causer des courts-circuits entre spires dans le transformateur de tension, déclencher un surcourant, et la vaporisation rapide du milieu isolant, conduisant à une explosion.

• Surtension due à la foudre : Si les installations de protection contre la foudre ne sont pas parfaites, la haute tension générée par les coups de foudre agissant sur le transformateur de tension peut rompre son isolation, puis déclencher une explosion.

• Surtension et surintensité de faible amplitude mais de longue durée : En raison de la résonance ou d'autres causes, bien que la surtension et la surintensité subies par le transformateur de tension aient des amplitudes relativement faibles, elles durent longtemps. Une grande quantité d'énergie électrique est convertie en chaleur, provoquant un chauffage continu du transformateur. Lorsque la chaleur s'accumule à un certain niveau, le papier isolant et le milieu isolant se vaporisent. Étant donné que l'espace interne d'un transformateur sec est limité, lorsque la pression augmente à un certain niveau, une explosion se produit.

• Surintensité due à une surtension de haute amplitude instantanée : Une surtension d'amplitude suffisamment élevée peut causer des courts-circuits entre spires à l'intérieur du transformateur, générant un surcourant relativement important, qui vaporise rapidement le milieu isolant et déclenche une explosion violente.

Problèmes liés à l'isolation

• Viellissement de l'isolation : Si un transformateur de tension a été utilisé pendant trop longtemps ou a fonctionné pendant une longue période dans des environnements difficiles tels que des températures élevées, de l'humidité et de la pollution, les matériaux isolants vieilliront et se détérioreront progressivement, réduisant les performances d'isolation. Il est alors facilement rompu, entraînant des courts-circuits internes et déclenchant une explosion.

• Défauts de qualité de l'isolation : Pendant le processus de fabrication, si des problèmes tels qu'un enveloppement isolant défectueux ou un traitement isolant inapproprié se produisent, le transformateur de tension aura des faiblesses inhérentes d'isolation. Lors de l'exploitation, ces faiblesses peuvent être rompues sous haute tension, déclenchant des courts-circuits de bobinage et causant une explosion.

• Infiltration d'humidité : Si le transformateur de tension est placé dans un environnement humide et que de la vapeur d'eau pénètre dans l'équipement, cela réduira les performances d'isolation, augmentant le risque de rupture de l'isolation et pouvant potentiellement conduire à une explosion.

Aspects propres à l'équipement et à son utilisation

• Problèmes de qualité du produit : Pour certains transformateurs de tension, en raison d'une conception non optimale, d'une mauvaise qualité des matériaux ou de procédés de bobinage non conformes, un chauffage excessif peut se produire pendant l'exploitation. Cela expose l'isolation à de hautes températures pendant une longue période, accélérant le vieillissement de l'isolation et même provoquant une rupture. Par la suite, des courts-circuits entre spires du bobinage primaire peuvent se produire, entraînant une augmentation rapide du courant et une saturation magnétique, générant une surtension résonnante et finalement causant une explosion.

• Court-circuit côté secondaire : Un court-circuit sur le côté secondaire du transformateur de tension provoquera une augmentation brutale du courant secondaire. Selon le principe de l'induction électromagnétique, un courant relativement important sera également généré sur le côté primaire, provoquant un surchauffage des enroulements et des dommages à l'isolation, déclenchant ainsi une explosion. De plus, un câblage secondaire incorrect, comme un court-circuit accidentel du côté secondaire du transformateur de tension, provoquera également une augmentation brutale du courant, entraînant des dommages dus à la surchauffe et une explosion.

• Fonctionnement en surcharge : Lorsqu'un transformateur de tension fonctionne en surcharge pendant une longue période, il endommagera l'équipement et augmentera le risque d'explosion.

• Impact externe : Un impact externe accidentel peut endommager la structure interne du transformateur de tension et perturber l'isolation, déclenchant une panne ou même une explosion.

Aspects de l'exploitation, de la maintenance et de la gestion

• Manque de maintenance et de gestion : Si des inspections, des maintenances et des révisions régulières du transformateur de tension ne sont pas effectuées, des dangers potentiels tels que le vieillissement de l'isolation et des connexions lâches ne peuvent pas être détectés en temps opportun. L'accumulation de ces dangers au fil du temps peut conduire à un accident d'explosion.

• Compétences insuffisantes des opérateurs : Si les opérateurs manquent de connaissances professionnelles et opèrent de manière inappropriée, par exemple, en faisant un câblage incorrect lors des tests (lors du test des caractéristiques d'excitation d'un transformateur de tension mis à la terre, le terminal n n'est pas mis à la terre), cela peut endommager l'isolation du transformateur, affecter sa durée de vie et augmenter la possibilité d'explosion.