Wat is de reden waarom spanningstransformatoren vaak ontploffen?

Over - voltage en Over - stroom Aspecten

• Ferroresonante over - spanning: In een niet - effectief geaarde neutrale systeem kunnen de magnetische circuits van apparatuur zoals transformatoren, spanningsversterkers en boogdempende spoelen verzadigd raken, wat potentieel ferroresonantie kan veroorzaken. De resulterende over - spanning kan de opwekstroom van de spanningsversterker met tientallen keren verhogen. Het werken onder hoge spanning en grote stroom voor een langere periode zorgt ervoor dat de temperatuur van de transformatoren snel stijgt. De thermische verdamping van isolerende materialen verhoogt de interne druk, waardoor uiteindelijk een explosie optreedt. Dit is bijvoorbeeld relatief algemeen in 6 - 35kV systemen.

• Schakelen over - spanning: Het bedienen van schakelaars binnen het systeem of het optreden van een ongeval verandert de toestand van het elektriciteitsnet, waardoor er trillingen, uitwisseling en herverdeling van interne elektromagnetische energie ontstaan, wat schakelen over - spanning genereert. Voorbeelden hiervan zijn de boog - gronding over - spanning in een niet - vast geaarde neutrale systeem en de afsluiting over - spanning van een lege lijn of capacieve belasting. Bij het schakelen van condensatoren kan een relatief hoge over - spanning worden gegenereerd. Vooral wanneer de schakelaar tijdens het loskoppelen herontsteekt, kan er een over - spanning van meer dan drie keer de systeemspanning optreden, en de tussenfasen over - spanning bij twee - fase herontsteking kan zelfs meer dan zes keer de systeemspanning bereiken. Dit kan winding kortsluitingen in de spanningsversterker veroorzaken, een over - stroom triggeren, en de snelle verdamping van het isolatiemiddel, wat leidt tot een explosie.

• Bliksem over - spanning: Als de bliksembeschermingsvoorzieningen niet perfect zijn, kan de hoge spanning die door blikseminslagen op de spanningsversterker wordt opgewekt, de isolatie doorbreken en vervolgens een explosie veroorzaken.

• Langdurige lage amplitude over - spanning en over - stroom: Door resonantie of andere oorzaken, hoewel de over - spanning en over - stroom die de spanningsversterker moeten doorstaan, relatief kleine amplituden hebben, duren ze lang. Een groot aantal elektrische energie wordt omgezet in warmte, waardoor de transformatoren continu opwarmen. Wanneer de warmte zich op een bepaald niveau ophoopt, verdampen het isolatiepapier en het isolatiemiddel. Aangezien de interne ruimte van een droogtype transformatoren beperkt is, zal bij een bepaalde drukniveaus een explosie optreden.

• Over - stroom veroorzaakt door momentane hoge amplitude over - spanning: Een over - spanning met voldoende amplitude kan winding kortsluitingen binnen de transformatoren veroorzaken, waardoor een relatief grote over - stroom ontstaat, die het isolatiemiddel snel doet verdampen en een hevige explosie veroorzaakt.

Isolatiegerelateerde Problemen

• Isolatie veroudering: Als een spanningsversterker te lang in gebruik is geweest of lange tijd in extreme omstandigheden zoals hoge temperaturen, vochtigheid en vervuiling heeft gewerkt, zullen de isolatiematerialen geleidelijk verouderen en verslechteren, waardoor de isolatieprestaties afnemen. Het is dan gemakkelijk doorbroken, wat leidt tot interne kortsluitingen en een explosie.

• Kwaliteitsproblemen met isolatie: Tijdens het productieproces, als er problemen zijn zoals defecte isolatieomhulsels of onjuiste isolatiebehandeling, zal de spanningsversterker inherent isolatiewekkingen hebben. Tijdens de exploitatie kunnen deze zwakheden onder hoge spanning doorbreken, winding kortsluitingen veroorzaken en een explosie veroorzaken.

• Vochtinname: Als de spanningsversterker in een vochtige omgeving is geplaatst en waterdamp het apparaat binnendringt, zal dit de isolatieprestaties verminderen, waardoor de kans op isolatiedoorbraak toeneemt en mogelijk een explosie veroorzaakt.

Apparaat - eigen en Gebruiksaspecten

• Productkwaliteitsproblemen: Voor sommige spanningsversterkers, door onredelijke ontwerpen, slechte materiaalkwaliteit of onvoldoende wikkelprocessen, kan er overdreven verhitting tijdens de exploitatie optreden. Dit blootstelt de isolatie aan hoge temperaturen voor een lange periode, wat de isolatieveroudering versnelt en zelfs doorbraak kan veroorzaken. Vervolgens kunnen winding kortsluitingen in de primaire winding optreden, wat resulteert in een snelle stijging van de stroom en magnetische verzadiging, resonerende over - spanning genereert, en uiteindelijk een explosie veroorzaakt.

• Secundaire zijde kortsluiting: Een kortsluiting aan de secundaire zijde van de spanningsversterker zal een scherpe stijging van de secundaire zijde stroom veroorzaken. Volgens het principe van elektromagnetische inductie zal er ook een relatief grote stroom aan de primaire zijde ontstaan, wat leidt tot oververhitting van de windingen en isolatieschade, waardoor een explosie wordt getriggerd. Bovendien, onjuiste secundaire bedrading, zoals per ongeluk de secundaire zijde van de spanningsversterker kortsluiten, zal ook een scherpe stijging van de stroom veroorzaken, wat schade door oververhitting en een explosie tot gevolg heeft.

• Overbelaste exploitatie: Wanneer een spanningsversterker langdurig in een overbelaste staat werkt, zal dit de apparatuur beschadigen en de kans op een explosie vergroten.

• Externe impact: Een ongelukkige externe impact kan de interne structuur van de spanningsversterker beschadigen en de isolatie verstoren, wat een storing of zelfs een explosie kan veroorzaken.

Exploitatie, Onderhoud en Beheeraspecten

• Ontbreken van onderhoud en beheer: Als er geen regelmatige inspecties, onderhoud en revisies van de spanningsversterker worden uitgevoerd, kunnen potentiële gevaren zoals isolatieveroudering en losse verbindingen niet op tijd worden gedetecteerd. De lange termijn accumulatie van deze gevaren kan leiden tot een explosie - ongeval.

• Onvoldoende vaardigheden van operators: Als operators onvoldoende professionele kennis bezitten en onjuist opereren, bijvoorbeeld bij het maken van foute bedrading tijdens tests (bij het uitvoeren van de opwekkarakteristiek test van een geaarde spanningsversterker, wordt de terminal n niet geaard), kan dit de isolatie van de transformatoren beschadigen, de levensduur beïnvloeden en de kans op een explosie vergroten.