Koji je razlog zašto transformatori napona često eksplodiraju

Aspekti preopterećenja naponom i strujom

• Ferorezonantno preopterećenje naponom: U sistemu sa neefikasno zemljenim neutralom, magnetne cikluse opreme, kao što su transformatori, naponski transformatori i bobine za potiskivanje lukova, mogu doći do nasitljivosti, što može pokrenuti ferorezonanciju. Rezultujuće preopterećenje naponom može povećati pobudnu struju naponskog transformatora desetinama puta. Rad na visokom naponu i velikoj struji tokom dužeg vremena dovodi do brzog porasta temperature transformatora. Toplotna vaporizacija izolacionih materijala povećava unutrašnji pritisak, što konačno dovodi do eksplozije. Na primer, ova situacija je relativno uobičajena u sistemima od 6 - 35 kV.

• Preključno preopterećenje naponom: Operacije prekidača unutar sistema ili događanje nesreće menjaju stanje električnog sistema, što dovodi do oscilovanja, razmene i redistribucije interne elektromagnetne energije, generišući preključno preopterećenje naponom. Primeri uključuju preopterećenje naponom pri arkastom zemljenju u sistemu sa nečvrstom zemljom i preključno preopterećenje naponom pri isključivanju neopterećene linije ili kapacitivnog opterećenja. Prilikom preključivanja kondenzatora, može nastati relativno visoko preopterećenje naponom. Posebno, kada se prekidnik ponovo zapali tijekom odspajanja kondenzatora, može doći do preopterećenja naponom većeg od tri puta sistemski napon, a međufazno preopterećenje naponom tijekom dvofaznog zapaljivanja može čak dostići šest puta sistemski napon. Ovo može dovesti do kratak spojeva između zavojaka naponskog transformatora, pokretanjem preopterećenja strujom i brzom vaporizacijom izolacionog sredstva, što dovodi do eksplozije.

• Preopterećenje naponom uslijed udara munje: Ako su zaštite od udara munje nesavršene, visoki napon generisan udarom munje na naponski transformator može uništiti njegovu izolaciju, što dovodi do eksplozije.

• Dugotrajno preopterećenje naponom i strujom male amplitude: Zbog rezonancije ili drugih razloga, iako preopterećenje naponom i strujom koje naponski transformator podnosi imaju relativno male amplitude, oni traju dugi period. Velika količina električne energije pretvara se u toplotu, dovodeći do neprekidnog zagrijavanja transformatora. Kada se toplota akumulira do određene razine, izolaciona papirnata i izolaciona sredstva vaporiziraju. Budući da je unutarnji prostor suheg transformatora ograničen, kada pritisak poraste do određene razine, doći će do eksplozije.

• Preopterećenje strujom uzrokovano trenutnim visokim preopterećenjem naponom: Preopterećenje naponom dovoljno visoke amplitude može dovesti do kratkih spojeva između zavojaka unutar transformatora, generišući relativno veliko preopterećenje strujom, što brzo vaporizira izolaciono sredstvo i pokreće nasilnu eksploziju.

Pitanja vezana za izolaciju

• Staranje izolacije: Ako naponski transformator predugo koristi ili dugo radi u teškim okruženjima, poput visokih temperatura, vlage i zagađenja, izolacione materijale postepeno staraju i degeneriraju, smanjujući performanse izolacije. Tada se lako ruše, dovodeći do internih kratkih spojeva i pokretanjem eksplozije.

• Defekti kvaliteta izolacije: Tijekom proizvodnje, ako postoje problemi poput defektne obvijanja izolacije ili nepravilne obrade izolacije, naponski transformator će imati inhereentne slabe tačke izolacije. Tijekom rada, ove slabe tačke mogu se rušiti pod visokim naponom, pokrećući kratke spojeve zavojaka i dovodeći do eksplozije.

• Zaprljavanje vlagošću: Ako se naponski transformator smjesti u vlažno okruženje i vodena para uđe u opremu, to će smanjiti performanse izolacije, povećavajući rizik od rušenja izolacije i mogućnost eksplozije.

Aspekti opreme i upotrebe

• Problemi kvalitete proizvoda: Za neke naponske transformatore, zbog nerazumnog dizajna, loše kvalitete materijala ili nedovoljno dobrog procesa obvijanja, može doći do previše zagrijavanja tijekom rada. To izlaganje izolacije visokim temperaturama tokom dugog vremena ubrzava staranje izolacije i čak može dovesti do rušenja. Nakon toga, mogu se pojaviti kratki spojevi između zavojaka primarnog zavoja, što dovodi do brzog porasta struje i magnetske nasitljivosti, generišući rezonantno preopterećenje naponom, i konačno dovodeći do eksplozije.

• Kratki spoj na sekundarnoj strani: Kratki spoj na sekundarnoj strani naponskog transformatora dovešće do oštrog porasta struje na sekundarnoj strani. Prema principu elektromagnetske indukcije, relativno velika struja generiše se i na primarnoj strani, dovodeći do pregrjevanja zavojaka i oštećenja izolacije, pokrećući eksploziju. Pored toga, neispravna sekundarna konfiguracija, poput slučajnog kratkog spoja na sekundarnoj strani naponskog transformatora, takođe dovodeći do oštrog porasta struje, što dovodi do oštećenja zbog pregrjevanja i eksplozije.

• Rad pod preopterećenjem: Kada naponski transformator dugi niz godina radi pod preopterećenjem, oštećuje se oprema i povećava se rizik od eksplozije.

• Vanjski uticaji: Slučajni vanjski uticaji mogu oštetiti internu strukturu naponskog transformatora i narusiti izolaciju, pokrećući grešku ili čak eksploziju.

Aspekti održavanja, radnje i upravljanja

• Nedostatak održavanja i upravljanja: Ako se redovno ne vrše inspekcije, održavanje i revizija naponskog transformatora, potencijalne opasnosti, poput staranja izolacije i luka, ne mogu biti otkrivene na vreme. Dugi niz godina ove opasnosti mogu dovesti do nesreće eksplozije.

• Nedovoljna veština operatora: Ako operatori nemaju profesionalnih znanja i nepravilno rade, na primjer, neispravno konfigurišu pri testiranju (kada se vrši test pobudne karakteristike zemljenog naponskog transformatora, terminal n nije zemljen), to može oštetiti izolaciju transformatora, uticati na vreme života i povećati mogućnost eksplozije.