Kaj je razlog, zakaj transformatorji napetosti pogosto ekspirajo

Pregrev in presežek strme

• Feromagnetski pregrev: V sistemu z nečimno zemljenjem lahko magnetični kraki opreme, kot so transformatorji, napetostni transformatorji in krogi za iztiranje luka, dosegajo nasititev, kar lahko sproži feromagnetni rezonančni efekt. Rezultirajoči pregrev lahko poveča vzbušnico napetostnega transformatorja za deseticekrat. Delovanje pod visoko napetostjo in velikim tokom obdobje dolgih časov povzroča hitro povišanje temperature transformatorja. Toplinska parilnost izolacijskih materialov poveča notranji tlak, kar končno vodi do eksplozije. Na primer, ta situacija je relativno pogosta v sistemih 6 - 35kV.

• Presežek napetosti pri preklapljanju: Dejanje preklopnikov v sistemu ali nesreča spremeni stanje električnega sistema, kar povzroča nihanje, menjavo in prenovo notranje elektromagnetne energije, kar generira presežek napetosti pri preklapljanju. Primeri vključujejo presežek napetosti pri arkastem zemljenju v sistemu z nečimnim zemljenjem in presežek napetosti pri izklopitvi nenaložene linije ali kapacitivnega obremenitve. Pri preklopu kondenzatorjev se lahko ustvari relativno visok presežek napetosti. Zlasti, ko se preklopnik ponovno zapali med odvzemanjem kondenzatorja, se lahko pojavi presežek napetosti več kot trikrat višji od sistemske napetosti, medtem ko lahko dvofazni presežek napetosti pri dvofaznem zapalitvi doseže več kot šestkrat večjo napetost. To lahko povzroči mehurske kratkopine v napetostnem transformatorju, sproži presežek toka in hitro parilnost izolacijskega sredstva, kar vodi do eksplozije.

• Presežek napetosti zaradi munj: Če so zaščitne protimunjske opreme neustrezne, lahko visoka napetost, ki jo povzročijo munji, pokvarijo izolacijo napetostnega transformatorja in sprožijo eksplozijo.

• Dolgotrajni majhen presežek napetosti in toka: Zaradi rezonance ali drugih razlogov, čeprav presežek napetosti in toka, ki jih napetostni transformator trpi, imata majhne amplitudo, trajajo dolgo. Veliko električne energije se pretvori v toplino, kar povzroča stalno segrevanje transformatorja. Ko se toplina nakopiči do določenega stopnje, izolacijsko papir in izolacijsko sredstvo parita. Ker je prostor znotraj suhega transformatorja omejen, ko se tlak poviša do določene ravni, pride do eksplozije.

• Presežek toka zaradi trenutnega visokega presežka napetosti: Presežek napetosti z dovolj visoko amplitudo lahko povzroči mehurske kratkopine znotraj transformatorja, kar generira relativno velik presežek toka, ki hitro parila izolacijsko sredstvo in sproži nasilno eksplozijo.

Težave, povezane z izolacijo

• Staranje izolacije: Če napetostni transformator uporabljamo predolgo ali deluje v zahtevnih okoljih, kot so visoke temperature, vlaga in onesnaženost, bo izolacijski material postopoma staral in se poškodoval, kar zmanjša izolacijsko zmogljivost. Tako je lažje pokvariti, kar vodi do notranjih kratkopin in sproži eksplozijo.

• Manjkajoča kakovost izolacije: Med proizvodnjo, če obstajajo težave, kot so defektno obmotana izolacija ali neustrezna obravnava izolacije, bo napetostni transformator imel vgrajene slabe točke izolacije. Med delovanjem se te slabe točke lahko pokvarijo pod visoko napetostjo, sprožijo kratkopine v bobinah in povzročijo eksplozijo.

• Vstop vlažnosti: Če je napetostni transformator postavljen v vlage okolje in vlažnost pridi v opremo, bo zmanjšala izolacijsko zmogljivost, kar poveča tveganje za pokvaritev izolacije in lahko vodi do eksplozije.

Oprema in uporaba

• Težave s kakovostjo izdelka: Za nekatere napetostne transformatorje, zaradi nerazumnega načrta, slabe kakovosti materialov ali nedostojne vrtenje, se lahko med delovanjem pojavi presežek segrevanja. To izpostavlja izolacijo visokim temperaturam dolgo časa, kar pospeši staranje izolacije in celo povzroči pokvaritev. Nato se lahko pojavi mehurska kratkopina v primarni bobini, kar vodi do hitrega povečanja toka in magnetske nasititve, generira rezonančni presežek napetosti in končno do eksplozije.

• Kratkopina na sekundarni strani: Kratkopina na sekundarni strani napetostnega transformatorja povzroči ostro povečanje toka na sekundarni strani. Po principu elektromagnetske indukcije se na primarni strani tudi ustvari relativno velik tok, kar vodi do presežka segrevanja v obmotnicah in poškodbe izolacije, s tem sproži eksplozijo. Poleg tega, nepravilno sekundarno priključevanje, kot je nesrečno kratkopina na sekundarni strani napetostnega transformatorja, tudi povzroči ostro povečanje toka, kar vodi do poškodbe zaradi presežka segrevanja in eksplozije.

• Delovanje pod preobremenitvijo: Če napetostni transformator dolgo časa deluje pod preobremenitvijo, bo poškodoval opremo in povečal tveganje za eksplozijo.

• Zunanji udarec: Nesrečni zunanji udarec lahko poškoduje notranjo strukturo napetostnega transformatorja in pokvari izolacijo, s tem sproži težavo ali celo eksplozijo.

Operativni, vzdrževalni in upravni vidiki

• Manjka vzdrževanja in upravljanja: Če redno pregledovanja, vzdrževanja in prenov opreme napetostnega transformatorja ne potekajo, ne moremo odkriti potencialnih tveganj, kot so staranje izolacije in robljivi priključki. Dolgotrajno nakopičenje teh tveganj lahko vodi do nesreče z eksplozijo.

• Nedostatek strokovnosti operatorjev: Če operatorji nimajo strokovnega znanja in operirajo napačno, na primer, napačno priključijo pri testiranju (pri testiranju vzbušnice zemljenega napetostnega transformatorja terminal n ni zemljen), lahko poškodujejo izolacijo transformatorja, vplivajo na življenjsko dobo in povečajo možnost eksplozije.