Como Xulgar e Detectar e Solucionar Fallos no Núcleo do Transformador
Campo: Fabricación
China
1. Perigos, Causas e Tipos de Fallos de Terra Múltiplos no Núcleo do Transformador
1.1 Perigos dos Fallos de Terra Múltiplos no Núcleo
Nas condicións normais de funcionamento, o núcleo do transformador debe estar terraado nun só punto. Durante a operación, os campos magnéticos alternativos rodean as bobinas. Debido á indución electromagnética, existen capacitancias parásitas entre as bobinas de alta tensión e baixa tensión, entre a bobina de baixa tensión e o núcleo, e entre o núcleo e a cuba. As bobinas energizadas acopláronse a través destas capacitancias parásitas, provocando que o núcleo desenvolva un potencial flotante respecto ao terra. Dado que as distancias entre o núcleo (e outras partes metálicas) e as bobinas non son iguais, xorden diferenzas de potencial entre os compoñentes. Cando a diferenza de potencial entre dous puntos supera a resistencia dieléctrica do aillamento entre eles, ocorren descargas eléctricas. Estas descargas son intermitentes e, co tempo, degradan tanto o óleo do transformador como o aillamento sólido.
Para eliminar este fenómeno, o núcleo está conectado de forma fiable á cuba para manter a equipotencialidade. No entanto, se o núcleo ou outras pezas metálicas teñen dous ou máis puntos de terra, forma-se un circuito cerrado, inducindo correntes circulantes que causan sobreaquecemento localizado. Isto leva á descomposición do óleo, á redución do rendemento do aillamento e, en casos graves, á quema das laminacións de silicio, resultando nun fallo grave do transformador. Polo tanto, o núcleo do transformador debe estar terraado exactamente nun único punto.
1.2 Causas dos Fallos de Terra no Núcleo
As causas comúns inclúen:
- Cortocircuitos debido a técnicas de construción deficientes ou defectos de deseño nas correas de terra;
- Terra múltiple causada por accesorios ou factores externos;
- Obxectos estranhos metálicos deixados dentro do transformador durante a montaxe, ou rebabas, ferrugem e escoria de soldadura debido a procesos de fabricación do núcleo deficientes.
1.3 Tipos de Fallos no Núcleo
Os tipos comúns de fallos no núcleo do transformador inclúen as seguintes seis categorías:
- Núcleo en contacto coa cuba ou con as estruturas de aperto:
Durante a instalación, os parafusos de transporte na cubrira da cuba poden non ser volteados ou retirados, facendo que o núcleo toque a cuba. Outros casos inclúen placas de aperto de membros en contacto con membros do núcleo, láminas de silicio deformadas en contacto con placas de aperto, aislamento de papel caído entre os pés de aperto inferior e o yugo permitindo o contacto con as laminacións, ou buchas de termómetro demasiado longas en contacto con apertos, yugos ou columnas do núcleo.Mangas de acero demasiado longas en parafusos de travesía que cortocircuitan as láminas de silicio. - Obxectos estranhos na cuba que causan cortocircuitos localizados no núcleo:Por exemplo, un transformador de enerxía de 31.500/110 kV nunha subestación de Shanxi foi atopado cunha empuñadura de destornillador encaixada entre o aperto e o yugo durante a elevación da cubrira. Outro transformador de 60.000/220 kV contiña un fío de cobre de 120 mm.
- Humedade ou danos no aillamento do núcleo:A acumulación de lodo e humedade na parte inferior reduce a resistencia ao aillamento. A deterioración ou a entrada de humedade no aillamento de apertos, aislamento de soportes ou aislamento da caixa do núcleo (cartón ou bloques de madeira) pode levar a un terra múltiple de alta resistencia.
- Rótulas gastadas en bombas sumergidas en óleo:Partículas metálicas entran na cuba, asentánse na parte inferior e, ba forzas electromagnéticas, forman pontes conductoras entre o yugo inferior do núcleo e os soportes ou a base da cuba, causando un terra múltiple.
- Mala operación e mantemento, como a falta de inspeccións programadas.
2. Métodos de Proba e Tratamento para Fallos no Núcleo do Transformador
2.1 Métodos de Proba para Fallos no Núcleo
2.1.1 Método do Amperímetro de Pinza (Medición en Línea):
Para transformadores con cables de tierra externos, este método permite unha detección precisa e non interrompida de múltiples puntos de terra. A corrente do cable de tierra debe medirse anualmente; xeralmente, debe ser inferior a 100 mA. Se é maior, require unha monitorización mellorada. Despois da puesta en marcha, mida a corrente de terra varias veces para estabelecer unha liña de base. Se o valor inicial xa é alto debido ao fluxo de fuga intrínseco do transformador (non é un fallo) e as medidas subsecuentes permanecen estables, non hai un fallo presente. No entanto, se a corrente excede 1 A e aumenta significativamente en comparación coa liña de base, probablemente existe un fallo de terra de baixa resistencia ou metálica que require atención inmediata.
Para transformadores con cables de tierra externos, este método permite unha detección precisa e non interrompida de múltiples puntos de terra. A corrente do cable de tierra debe medirse anualmente; xeralmente, debe ser inferior a 100 mA. Se é maior, require unha monitorización mellorada. Despois da puesta en marcha, mida a corrente de terra varias veces para estabelecer unha liña de base. Se o valor inicial xa é alto debido ao fluxo de fuga intrínseco do transformador (non é un fallo) e as medidas subsecuentes permanecen estables, non hai un fallo presente. No entanto, se a corrente excede 1 A e aumenta significativamente en comparación coa liña de base, probablemente existe un fallo de terra de baixa resistencia ou metálica que require atención inmediata.
2.1.2 Análise de Gases Dissoltos (DGA) – Muestreo de Aceite Baixo Tensión:
Se os hidrocarburos totais aumentan significativamente—con metano e etileno como componentes dominantes—e os niveis de CO/CO₂ permanecen inalterados, isto indica un sobrecalentamento de metal desnudo, posiblemente debido a unha terra multi-punto ou a un fallo de aislamento entre laminacións, que require unha investigación adicional. Se aparece acetileno entre os hidrocarburos, suxire un fallo de terra multi-punto intermitente e inestable.
Se os hidrocarburos totais aumentan significativamente—con metano e etileno como componentes dominantes—e os niveis de CO/CO₂ permanecen inalterados, isto indica un sobrecalentamento de metal desnudo, posiblemente debido a unha terra multi-punto ou a un fallo de aislamento entre laminacións, que require unha investigación adicional. Se aparece acetileno entre os hidrocarburos, suxire un fallo de terra multi-punto intermitente e inestable.
2.1.3 Proba de Resistencia de Aislamento (Medición Off-line):
Use un megohmímetro de 2,500 V para medir a resistencia de aislamento entre o núcleo e o tanque. Unha lectura ≥200 MΩ indica un bom aislamento do núcleo. Se o megohmímetro mostra continuidade, cambie a un ohmímetro.
Use un megohmímetro de 2,500 V para medir a resistencia de aislamento entre o núcleo e o tanque. Unha lectura ≥200 MΩ indica un bom aislamento do núcleo. Se o megohmímetro mostra continuidade, cambie a un ohmímetro.
- Se a resistencia é 200–400 Ω: existe unha terra de alta resistencia; o transformador require reparación.
- Se a resistencia >1,000 Ω: a corrente de terra é pequena e difícil de eliminar; a unidade pode continuar operando con monitorización en liña periódica (amperímetro de pinza ou DGA).
- Se a resistencia é 1–2 Ω: confirma-se unha terra metálica; é obrigatorio tomar acción correctiva inmediata.
2.2 Métodos de Tratamento para Terra Multi-Punto
- Para transformadores con cables de conexión á terra do núcleo exteriores, pode inserirse unha resistencia en serie no circuito de conexión á terra para limitar a corrente de fallo—trátase só dunha medida temporal de emerxencia.
- Se o fallo é causado por obxectos estranhos metálicos, a inspección mediante elevación da cuberta identifica normalmente o problema.
- Para fallos causados por rebabas ou pó metálico acumulado, os métodos eficaces de remediación inclúen impulsos de descarga capacitiva, arco de corrente alterna ou técnicas de impulso de alta corrente.
3. Normas de calidade para o mantemento do núcleo dos transformadores de potencia
- O núcleo debe estar plano, co revestimento illante intacto, as láminas apiladas firmemente e sen levantamento nin ondulación nas bordas. As superficies deben estar libres de restos de aceite e contaminantes; non deben existir curto-circuitos entre láminas nin pontes condutoras; as follas das xuntas deben cumprir as especificacións.
- O núcleo debe manter unha boa illación respecto aos tirantes superior e inferior, ás ferraduras cadradas, ás placas de presión e ás placas base.
- Debe existir unha fenda uniforme e visible entre as placas de presión de acero e o núcleo. As placas de presión illantes deben estar íntegras—sen grietas nin danos—e correctamente apretadas.
- As placas de presión de acero non deben formar un bucle pechado e deben ter exactamente un punto de conexión á terra.
- Despois de desconectar a ligazón entre o tirante superior e o núcleo, e entre a placa de presión de acero e o tirante superior, mídase a resistencia de illación entre o núcleo e os tirantes, e entre o núcleo e as placas de presión. Os resultados non deben amosar cambios significativos respecto aos datos históricos.
- Os parafusos deben estar ben apretados; os pernos de presión positivos e negativos e as porcas de bloqueo nos tirantes deben estar seguros, en bo contacto coas arandelas illantes e sen sinais de descarga ou queimadura. Os pernos negativos deben manter unha separación suficiente respecto ao tirante superior.
- Os parafusos atravesantes do núcleo deben estar ben apretados, coa resistencia de illación coherente cos resultados históricos das probas.
- Os pasos de aceite deben estar desobstruídos; os separadores dos canles de aceite deben estar ordenados de xeito uniforme, sen caerse nin obstruír o fluxo.
- O núcleo debe ter un único punto de conexión á terra. A banda de conexión á terra debe fabricarse en cobre púrpura, de 0,5 mm de grosor e ≥30 mm de anchura, e inserirse en 3–4 láminas do núcleo. Nos transformadores grandes, a profundidade de inserción debe ser ≥80 mm. As partes expostas deben estar illadas para evitar curto-circuitos no núcleo.
- A estrutura de conexión á terra debe ser mecanicamente robusta, ben illada, sen formar bucles e sen contacto co núcleo.
- A illación debe ser correcta e a conexión á terra fiábel.
Dá unha propina e anima ao autor
Recomendado
Análise de catro casos importantes de incendios en transformadores eléctricos
Caso UnO 1 de agosto de 2016, un transformador de distribución de 50 kVA nunha estación de abastecemento eléctrico comezou a expulsar óleo durante a súa operación, seguido da queima e destrución do fusible de alta tensión. As probas de aislamento revelaron cero megohmios dende o lado de baixa tensión ata terra. A inspección do núcleo determinou que o danado no aislamento da bobina de baixa tensión causara un curto circuito. A análise identificou varias causas primarias para este fallo do transfo
12/23/2025
Procedementos de proba de puesta en servizo para transformadores de potencia mergullados en aceite
Procedementos de proba de puesta en servizo de transformadores1. Probas de cubilletes non porcelánicos1.1 Resistencia de aislamentoSuspenda o cubilete verticalmente usando un guindaste ou un armazón de soporte. Mida a resistencia de aislamento entre o terminal e a toma/flange utilizando un medidor de resistencia de aislamento de 2500V. Os valores mididos non deben desviarse significativamente dos valores de fabricación baixo condicións ambientais similares. Para cubilletes de tipo capacitor de 6
12/23/2025
Objetivo dos ensaios de impulso previos á puesta en servizo para transformadores eléctricos
Ensaio de Impulso de Conmutación a Voltaíx Complete sen Carga para Transformadores RecomisionadosPara transformadores recomisionados, ademais de realizar as probas necesarias segundo os estándares de proba de traspaso e as probas do sistema de protección/segundario, xeralmente se realizan ensaios de impulso de conmutación a voltaíx complete sen carga antes da energización oficial.Por que Realizar o Ensaio de Impulso?1. Comprobar Debilidades ou Defectos na Aislación do Transformador e no seu Circ
12/23/2025
Que tipos de clasificación existen para os transformadores eléctricos e as súas aplicacións nos sistemas de almacenamento de enerxía
Os transformadores de potencia son equipamentos primarios fundamentais nos sistemas eléctricos que realizan a transmisión e conversión de enerxía eléctrica. A través do principio da indución electromagnética, convertem a enerxía AC dun nivel de tensión a outro ou múltiples niveis de tensión. No proceso de transmisión e distribución, desempeñan un papel crítico na "transmisión de elevación e distribución de redución", mentres que nos sistemas de almacenamento de enerxía, realizan funcións de elev
12/23/2025
