Как да прецените обнаружите и устраните грешки в трансформаторното ядро

1.1 Опасения от многоточковите заземни дефекти в ядрото

При нормална работа ядрото на трансформатора трябва да е заземено само в една точка. По време на работа, около обвитниците се формират променливи магнитни полета. В резултат на електромагнитната индукция, между високонапрегнатите и нисконапрегнатите обвитници, между нисконапрегнатите обвитници и ядрото, както и между ядрото и резервоара, съществуват паразитни кондензатори. Заредените обвитници се свързват чрез тези паразитни кондензатори, което води до формиране на плаващ потенциал на ядрото спрямо земята. Тъй като разстоянията между ядрото (и другите метални части) и обвитниците не са равни, се появяват потенциални разлики между компонентите. Когато потенциалната разлика между две точки надхвърли диелектричната устойчивост на изолацията между тях, се появяват пробойни разряди. Тези разряди са прекъснати и с течение на времето деградират както трансформаторното масло, така и твърдата изолация.

1.2 Причини за заземни дефекти в ядрото
Често срещани причини включват:

• Краткосрочни замикания поради лоши строителни техники или конструктивни грешки в заземните ленти;
• Многоточково заземяване, причинено от аксесоари или външни фактори;
• Метални чужди предмети, останали в трансформатора по време на монтажа, или заострени краища, ръжда и сварочни остатъци от лоши производствени процеси на ядрото.

1.3 Видове дефекти в ядрото
Често срещани видове дефекти в ядрото на трансформатора включват следните шест категории:

• Ядрото се докосва до резервоара или зажимащи структури:
  По време на монтажа, транспортните болтове на капака на резервоара може да не са обърнати или премахнати, което кара ядрото да се докосне до резервоара. Други случаи включват зажимащи пластини, докосващи се до ядрото, изкривени плочки от силиконово желязо, докосващи се до зажимащи пластини, паднала хартиена изолация между долните зажими и рамене, позволяваща контакт с ламели, или прекомерно дълги термометрични бушони, докосващи се до зажими, рамене или колони на ядрото.Прекомерно дълги стоманени рукави на през-ядро болтове, замикващи се с плочки от силиконово желязо.
• Чужди предмети в резервоара, причиняващи локализирано замикане в ядрото:Например, 31,500/110 kV мощен трансформатор в електроцентрала в Шанси е бил открит с дръжка на винтова отвертка, заклещена между зажима и рамене при вдигане на капака. Друг 60,000/220 kV трансформатор е бил открит да съдържа 120 мм меден проводник.
• Влага или повреда на изолацията на ядрото:Натрупана сива мазнина и влага в долната част намаляват изолационното съпротивление. Деградация или проникване на влага в изолацията на зажимите, подплатки или короба на ядрото (картон или дървени блокчета) могат да доведат до виско-резистивно многоточково заземяване.
• Износени подпори в маслонапълнени помпи:Метални частици влизат в резервоара, оседат в долната част и - под влияние на електромагнитни сили - формират проводящи мостици между долното ядро и подплатки или дъното на резервоара, причинявайки многоточково заземяване.
• Лоша експлоатация и поддръжка, като например невъзможността за извършване на предварително планирани проверки.

2.1 Методи за тестуване на дефектите в ядрото

• Ако съпротивлението е 200–400 Ω: съществува високо съпротивление на заземяването; трансформаторът изисква ремонт.
• Ако съпротивлението >1,000 Ω: токът на заземяването е малък и трудно се елиминира; единицата може да продължи работата си с периодично онлайн наблюдение (кламп-амперметър или DGA).
• Ако съпротивлението е 1–2 Ω: металното заземяване е потвърдено; незабавни коригиращи действия са задължителни.

2.2 Методи за лечение на многоточкова заземяваност

• За трансформатори с външни заземяващи жици на ядрото, резистор може да бъде включен последователно в заземяващата верига, за да се ограничи токът при повреда - това е само спешна временна мярка.
• Ако повредата е причинена от метални чужди тела, обикновено прегледът след изваждане на капака идентифицира проблема.
• За повреди, причинени от заостри или натрупани метални прахове, ефективни методи за корекция включват импулс от разряд на кондензатор, AC дъга или техники с високотоен импулс.

• Ядрото трябва да е плоско, с цялостно изолиращо покритие, плътно стопанени ламини и без издигане или вълни по краищата. Повърхностите трябва да са свободни от остатъци от масло и замърсители; няма междинно-ламинно късо или свързване; зазорите между стегнатите части трябва да отговарят на спецификациите.
• Ядрото трябва да поддържа добра изолация от горните/долните клещи, четириъгълните желязна, притискането и основните платки.
• Трябва да съществува равномерен и видим зазор между сталните притисканета и ядрото. Изолиращите притисканета трябва да са цялостни - без пукнатини или повреди - и правилно затягани.
• Сталните притисканета не трябва да формират затворена верига и трябва да имат точно една точка за заземяване.
• След прекъсване на връзката между горната клеща и ядрото, както и между сталното притискане и горната клеща, се измерва изолационното съпротивление между ядрото/клещи и ядрото/притисканета. Резултатите трябва да показват, че няма значителни промени в сравнение с историческите данни.
• Болтовете трябва да са затегнати; положителните/отрицателни шпили и заключващи гайки на клещите трябва да са сигурни, в добър контакт с изолиращи шайби, и да нямат признаци на разряд или изгаряне. Отрицателните шпили трябва да поддържат достатъчен клиренс от горната клеща.
• Пробиващите болтове трябва да са затегнати, с изолационно съпротивление, което съответства на исторически тестови резултати.
• Маслените канали трябва да са свободни; маслените канални интервали трябва да са аккуратно подредени, без да падат или блокират потока.
• Ядрото трябва да има само една точка за заземяване. Заземяващата лента трябва да е направена от лилав мед, 0,5 мм дебела и ≥30 мм широка, вмъкната в 3–4 ламинации на ядрото. За големите трансформатори, дълбината на вмъкване трябва да е ≥80 мм. Експонираните части трябва да са изолирани, за да се предотврати късо на ядрото.
• Заземяващата структура трябва да е механично устойчива, добре изолирана, без затворена верига и да не се допира до ядрото.
• Изолацията трябва да е здрава, а заземяването надеждно.