Vad är anledningen till att spänningsomvandlare ofta exploderar

Överspänning och överströmning

• Ferroresonansöverspänning: I ett system med icke-effektivt jordat neutralpunkt, kan magnetvägar i utrustning som transformatorer, spänningsomvandlare och bågutsläckningsspolar mättas, vilket potentiellt kan utlösa ferroresonans. Den resulterande överspänningen kan öka uppmuntningsströmmen i spänningsomvandlaren med tiotal gånger. Att arbeta under hög spänning och stor ström under en längre tid gör att temperaturen i transformatorn stiger snabbt. Termisk ångbildning av isolerande material ökar den interna tryckningen, vilket slutligen leder till en explosion. Detta är till exempel relativt vanligt i 6 - 35kV-system.

• Kopplingsöverspänning: Drift av kopplingar inom systemet eller inträffande av ett olycksfall ändrar tillståndet för energisystemet, vilket orsakar svängningar, utbyte och omfördelning av intern elektromagnetisk energi, vilket genererar kopplingsöverspänning. Exempel inkluderar bågjordningsöverspänning i ett icke-säkert jordat neutralpunktssystem och avkopplingsöverspänning av en tom linje eller kapacitiv belastning. Vid koppling av kondensatorer kan en relativt hög överspänning genereras. Särskilt när kopplingen tänds igen under avkoppling av kondensatorerna, kan en överspänning på mer än tre gånger systemets spänning uppstå, och fas-till-fas överspänning vid tvåfasig tändning kan till och med nå mer än sex gånger systemets spänning. Detta kan orsaka kortslutning mellan vindingsvarv i spänningsomvandlaren, vilket utlöser en överströmning, och snabb ångbildning av isolerande medium, vilket leder till en explosion.

• Blixtöverspänning: Om blixtskyddsanläggningarna inte är fullständiga, kan den höga spänningen som uppstår genom blixtträsning påverka spänningsomvandlaren, vilket kan bryta ned dess isolering och utlösa en explosion.

• Långvarig lågamplitudöverspänning och överströmning: På grund av resonans eller andra orsaker, trots att överspänningen och överströmningen som spänningsomvandlaren utsätts för har relativt små amplituder, varar de länge. En stor mängd elektrisk energi omvandlas till värme, vilket gör att transformatorn hettar upp kontinuerligt. När värmen ackumuleras till en viss grad, ångas isolerpapper och isolerande medium. Eftersom det interna utrymmet i en torrtransformator är begränsat, kommer det att explodera när trycket ökar till en viss nivå.

• Överströmning orsakad av momentan högamplitudöverspänning: En överspänning med tillräckligt hög amplitud kan orsaka kortslutning mellan vindingsvarv i transformatorn, vilket genererar en relativt stor överströmning, vilket snabbt ångar isolerande medium och utlöser en våldsam explosion.

Isolering-relaterade problem

• Åldring av isolering: Om en spänningsomvandlare har använts för länge eller har fungerat i hårda miljöer som hög temperatur, fuktighet och förorening under en längre tid, kommer isolerande material att gradvis åldras och försämras, vilket minskar isoleringsprestandan. Det blir då lätt att bryta ner, vilket leder till interna kortslutningar och utlöser en explosion.

• Defekter i isoleringskvalitet: Under tillverkningsprocessen, om det finns problem som defekt isoleringsomhölje eller felaktig isoleringsbehandling, kommer spänningsomvandlaren att ha inbyggda isoleringsbrister. Under drift kan dessa brister brytas ner under hög spänning, vilket utlöser kortslingor i spolen och orsakar en explosion.

• Inträngande av fukt: Om spänningsomvandlaren placeras i en fuktig miljö och vattenånga tränger in i utrustningen, minskar det isoleringsprestandan, vilket ökar risken för isoleringsbrott och kan leda till en explosion.

Utrustningens egna och användningsaspekter

• Produktkvalitetsproblem: För vissa spänningsomvandlare, på grund av otillfredsställande design, dålig materialkvalitet eller undermåliga vindningsprocesser, kan det uppstå överhettning under drift. Det exponerar isoleringen för höga temperaturer under en lång tid, vilket accelererar isoleringsåldring och kan till och med orsaka brott. Därefter kan det uppstå kortslutning mellan vindingsvarv i primärvindingen, vilket leder till en snabb ökning av strömmen och magnetisk mätning, vilket genererar resonansöverspänning och slutligen orsakar en explosion.

• Kortslutning på sekundär sida: En kortslutning på sekundär sidan av spänningsomvandlaren kommer att orsaka en skarp ökning av sekundärströmmen. Enligt principen om elektromagnetisk induktion kommer också en relativt stor ström att genereras på primär sidan, vilket leder till överhettning av vindningar och isoleringsbrott, vilket utlöser en explosion. Dessutom, felaktig sekundärledning, till exempel oavsiktlig kortslutning av sekundär sidan av spänningsomvandlaren, kommer också att orsaka en skarp ökning av strömmen, vilket leder till skador på grund av överhettning och en explosion.

• Överbelastningsdrift: När en spänningsomvandlare drivs i överbelastat tillstånd under en längre tid, skadas utrustningen och risken för en explosion ökar.

• Extern påverkan: En olycklig extern påverkan kan skada den interna strukturen av spänningsomvandlaren och störa isoleringen, vilket utlöser ett fel eller till och med en explosion.

Drift, underhåll och hantering

• Brist på underhåll och hantering: Om regelbunden inspektion, underhåll och revision av spänningsomvandlaren inte utförs, kan potentiala risker som isoleringsåldring och lösa anslutningar inte upptäckas i tid. Långvarigt ackumulerade risker kan leda till en explosionsolycka.

• Otillräckliga färdigheter hos operatörer: Om operatörer saknar professionell kunskap och bedriver felaktig drift, till exempel genom felaktig ledning under tester (när man gör en uppmuntningskarakteristikstest av en jordad spänningsomvandlare, är terminalen n inte jordad), kan det skada transformatorns isolering, påverka dess livslängd och öka risken för en explosion.