Чому часто вибухають напругові перетворювачі?

Перенапруга та перепідсилення аспектів

• Ферорезонансна перенапруга: У системі з неефективно заземленим нейтралем магнітні контури обладнання, таких як трансформатори, вольтметричні трансформатори та катушки загасування дуги, можуть насичуватися, що потенційно може спричинити ферорезонанс. Виникша перенапруга може збільшити струм запалювання вольтметричного трансформатора у десятки разів. Працювання при високому напрузі та великому струмі протягом тривалого часу швидко підвищує температуру трансформатора. Термічна випаровування ізоляційних матеріалів збільшує внутрішній тиск, що в кінцевому підсумку призводить до вибуху. Наприклад, така ситуація є відносно поширеною в системах 6-35 кВ.

• Перенапруга при комутації: Робота вимикачів в системі або виникнення аварії змінює стан електроенергетичної системи, що викликає коливання, обмін та перерозподіл внутрішньої електромагнітної енергії, що генерує перенапругу при комутації. Прикладами є перенапруга при заземленні дугою в системі з нестабільно заземленим нейтралем та перенапруга при вимкненні ненавантаженої лінії або ємкостного навантаження. При комутації конденсаторів може виникнути відносно висока перенапруга. Зокрема, коли вимикач повторно відкривається під час відключення конденсатора, може виникнути перенапруга, більша за три рази від системної напруги, а міжфазова перенапруга при двофазному повторному запалюванні може досягати більше шести разів від системної напруги. Це може призвести до міжвиткових коротких замикань в вольтметричному трансформаторі, що спричинить перепідсилення, швидке випаровування ізоляційного середовища, що призведе до вибуху.

• Перенапруга від блискавки: Якщо засоби захисту від блискавок недосконалі, висока напруга, що виникає через удар блискавки, може розбити ізоляцію вольтметричного трансформатора, що в свою чергу призведе до вибуху.

• Довготривала невелика перенапруга та перепідсилення: Через резонанс або інші причини, хоча перенапруга та перепідсилення, які витримує вольтметричний трансформатор, мають відносно невеликі амплітуди, вони тривають довго. Велика кількість електроенергії перетворюється на тепло, що призводить до постійного нагріву трансформатора. Коли тепло накопичується до певного рівня, ізоляційна папір та ізоляційне середовище випаровуються. Оскільки внутрішній простір сухого трансформатора обмежений, коли тиск зростає до певного рівня, відбувається вибух.

• Перепідсилення, спричинене моментальною великою амплітудою перенапруги: Перенапруга достатньо великої амплітуди може спричинити міжвиткові короткі замикання всередині трансформатора, що генерує відносно великий перепідсилення, яке швидко випаровує ізоляційне середовище, що призводить до насильливого вибуху.

Проблеми, пов'язані з ізоляцією

• Старіння ізоляції: Якщо вольтметричний трансформатор використовується занадто довго або працює в складних умовах, таких як висока температура, вологість та забруднення, ізоляційні матеріали поступово старіють та вироджуються, що зменшує ізоляційну продуктивність. Це легко руйнується, що призводить до внутрішніх коротких замикань та вибуху.

• Недоліки якості ізоляції: Під час процесу виробництва, якщо є проблеми, такі як дефектне обгортаюче ізоляцію або неправильна обробка ізоляції, вольтметричний трансформатор матиме вроджені слабкі сторони ізоляції. Під час експлуатації ці слабкі сторони можуть розбитися під впливом високої напруги, що призведе до коротких замикань обмоток та вибуху.

• Проникнення вологи: Якщо вольтметричний трансформатор розташований в вологому середовищі, а пар води потрапляє в обладнання, це знизить ізоляційну продуктивність, збільшуючи ризик розбиття ізоляції, що може призвести до вибуху.

Аспекти, пов'язані з обладнанням та його використанням

• Проблеми якості продукції: Для деяких вольтметричних трансформаторів через нерозумій проект, низьку якість матеріалів або неякісні процеси обмотки, під час експлуатації може виникнути надмірне нагрівання. Це викладає ізоляцію на високі температури протягом довгого часу, що прискорює старіння ізоляції та може призвести до розбиття. Після цього можуть виникнути міжвиткові короткі замикання первинної обмотки, що призведе до швидкого збільшення струму та магнітного насичення, що генерує резонансну перенапругу, і в кінцевому підсумку до вибуху.

• Коротке замикання на вторинній стороні: Коротке замикання на вторинній стороні вольтметричного трансформатора призведе до гострого збільшення струму на вторинній стороні. За принципом електромагнітної індукції, на первинній стороні також виникне відносно великий струм, що призведе до перегріву обмоток та пошкодження ізоляції, що в свою чергу призведе до вибуху. Крім того, неправильне підключення на вторинній стороні, наприклад, неправильне коротке замикання вторинної сторони вольтметричного трансформатора, також призведе до гострого збільшення струму, що призведе до пошкодження через перегрів та вибух.

• Перевантажена робота: Коли вольтметричний трансформатор довго працює в перевантаженому стані, це пошкодить обладнання та збільшить ризик вибуху.

• Зовнішній вплив: Аварійний зовнішній вплив може пошкодити внутрішню структуру вольтметричного трансформатора, порушити ізоляцію, що призведе до аварії або навіть вибуху.

Аспекти, пов'язані з експлуатацією, обслуговуванням та управлінням

• Брак обслуговування та управління: Якщо регулярні перевірки, обслуговування та капітальний ремонт вольтметричного трансформатора не проводяться, потенційні ризики, такі як старіння ізоляції та ослаблення з'єднань, не можуть бути своєчасно виявлені. Довготривалий накопичення цих ризиків може призвести до аварії з вибухом.

• Недостатня кваліфікація операторів: Якщо оператори не мають професійних знань та некоректно операціюють, наприклад, неправильно підключають під час тестів (коли проводиться тест характеристики запалювання заземленого вольтметричного трансформатора, термінал n не заземлений), це може пошкодити ізоляцію трансформатора, вплинути на його термін служби та збільшити ймовірність вибуху.