Hvordan vurdere oppdage og feilsøke transformatorkjernefeil

1.1 Farer ved flerpunktsjordfeil i kjernen

Under normal drift må en transformatorkjerne jordfastes på ett punkt. Under drift omgir alternerende magnetfelt vindingerne. Pga. elektromagnetisk induksjon finnes parasittkapasitans mellom høy- og lavspenningsvindinger, mellom lavspenningsvindingen og kernen, og mellom kernen og tanken. De spente vindinger kopples gjennom disse parasittkapasitanse, som fører til at kernen utvikler et flytende potensial relativt til jorden. Siden avstandene mellom kernen (og andre metallkomponenter) og vindinger er ulike, oppstår potensialforskjeller mellom komponentene. Når potensialforskjellen mellom to punkter overstiger dielektriske styrken til isolasjonen mellom dem, oppstår gnistutslipp. Disse utslippene er periodiske og forverrer over tid både transformatorolje og fast isolasjon.

1.2 Årsaker til kjernsjordfeil
Vanlige årsaker inkluderer:

• Kortslutter pga. dårlige konstruksjonsteknikker eller designfeil i jordbånd;
• Flerpunktsjordfaste forårsaket av tilbehør eller eksterne faktorer;
• Metalliske fremmedlegemer igjen i transformator under montering, eller skarpe kanter, rost og svovel fra dårlige kjerneprosesser.

1.3 Typer kjernfeil
Vanlige typer transformatorkjernfeil inkluderer de følgende seks kategoriene:

• Kjerne i kontakt med tank eller klampkonstruksjoner:
  Under installasjon kan transportbolter på tanklokk ikke vendes eller fjernes, noe som fører til at kernen treffer tanken. Andre tilfeller inkluderer klampplatekontakt med kjernegrener, buede silisijernark i kontakt med klamplater, fallende papirisolering mellom nedre klampføtter og yoke som tillater kontakt med lameller, eller for lange termometerbushing som treffer klamper, yokes eller kjernestyper.For lange stålmanchetter på gjennomkjernbolter som kortslutter til silisijernark.
• Fremmedlegemer i tanken som forårsaker lokale kortslutter i kernen:For eksempel ble det funnet en skruveknivshånd mellom klammen og yoken under heving av loke i en 31,500/110 kV strømtransformator på et understation i Shanxi. En annen 60,000/220 kV-transformator inneholdt en 120 mm kobbertråd.
• Fuktighet eller skade på kjernisolering:Akumulerte slamm og fuktighet nederst reduserer isolasjonsmotstand. Forringelse eller fuktighetsinntrenging i klampisolering, fotisolering eller kjerneboksisolering (pappbrett eller treblokker) kan føre til høy motstandsflerpunktsjordfaste.
• Slitte leger i oljesumpumper:Metallpartikler går inn i tanken, setter seg nederst, og—under elektromagnetiske krefter—danner ledende broer mellom den nedre kjernyoken og fotfotter eller tankbunn, som fører til flerpunktsjordfaste.
• Dårlig drift og vedlikehold, som mislykket utførelse av planlagte inspeksjoner.

2.1 Testmetoder for kjernfeil

• Hvis motstand er 200–400 Ω: eksisterer det høyresistansgjerdning; transformatoren krever reparasjon.
• Hvis motstand >1,000 Ω: gjerdningsstrøm er liten og vanskelig å eliminere; enheten kan fortsette å operere med periodisk online overvåking (klemmet amperemåler eller DGA).
• Hvis motstand er 1–2 Ω: metallisk gjerdning er bekreftet; umiddelbare korrektive tiltak er obligatoriske.

2.2 Behandlingsmetoder for flerpunktsgjerdning

• For transformatorer med eksterne jordingsledninger til kjernen kan en motstand settes inn i serie i jordingskretsen for å begrense feilstrømmen – dette er kun en nødtiltak av midlertidig karakter.
• Hvis feilen skyldes metalliske fremmedlegemer, identifiserer vanligvis inspeksjon med løftet deksel problemet.
• For feil forårsaket av burr eller akkumulert metallpulver omfatter effektive tiltak kapasitordischarge-impuls, vekselstrømsbue eller høystrømsimpulsteknikker.

• Kjernen skal være flat, med intakt isolasjonsbelægning, stramt stablede lamineringer og ingen opphøyde (løftede) eller bølgete kanter. Overflater må være fri for oljerester og forurensninger; ingen kortslutninger mellom lamineringer eller brodannelse; samleklarheter må oppfylle spesifikasjonene.
• Kjernen må opprettholde god isolasjon fra øvre og nedre klemmer, firkantjern, trykkplater og bunnskiver.
• Det må finnes en jevn og synlig klaring mellom ståltrykkplater og kjernen. Isolerende trykkplater må være intakte – uten sprekk eller skade – og riktig strammet.
• Ståltrykkplater må ikke danne en lukket sløyfe og må ha nøyaktig ett jordingspunkt.
• Etter at koblingen mellom øvre klemme og kjernen samt mellom ståltrykkplate og øvre klemme er brutt, må isolasjonsmotstanden måles mellom kjernen/klemmene og kjernen/trykkplatene. Resultatene skal vise ingen betydelig endring i forhold til historiske data.
• Skruer må være strammet; positive og negative trykkstifter samt låsemuttere på klemmene må være sikre, ha god kontakt med isolerende underlagsskiver og vise ingen tegn på utladning eller forbrenning. Negative stifter må opprettholde tilstrekkelig klaring fra den øvre klemmen.
• Gjennomkjerneskruer må være strammet, med isolasjonsmotstand som er i samsvar med tidligere testresultater.
• Oljepassasjer må være uforstyrret; oljekanalspacer må være pent ordnet, uten å falle av eller blokkere strømmen.
• Kjernen må ha kun ett jordingspunkt. Jordingsbåndet skal være laget av purpurkopper, 0,5 mm tykt og ≥30 mm bredt, og innsatt i 3–4 kjernelamineringer. For store transformatorer må innsattdybden være ≥80 mm. Utsatte deler må være isolert for å forhindre kortslutning i kjernen.
• Jordingskonstruksjonen må være mekanisk robust, godt isolert, ikke lukke en sløyfe og ikke komme i kontakt med kjernen.
• Isolasjonen må være intakt, og jordingen må være pålitelig.