Jak oceniać wykrywać i rozwiązywać awarie rdzenia transformatora
1.1 Zagrożenia wynikające z wielopunktowych uszkodzeń ziemnych w rdzeniu
W normalnym trybie pracy rdzeń transformatora musi być zazemblony tylko w jednym punkcie. Podczas pracy wokół cewek występują pola magnetyczne zmiennoprądowe. Ze względu na indukcję elektromagnetyczną istnieją pojemności parazytyczne między cewką wysokiego napięcia a cewką niskiego napięcia, między cewką niskiego napięcia a rdzeniem oraz między rdzeniem a kadłubem. Napędzane cewki sprzęgają się poprzez te pojemności parazytyczne, powodując, że rdzeń rozwija potencjał uniesiony względem ziemi. Ponieważ odległości między rdzeniem (i innymi częściami metalowymi) a cewkami są nierówne, powstają różnice potencjałów między komponentami. Gdy różnica potencjałów między dwoma punktami przekracza wytrzymałość dielektryczną izolacji między nimi, następują iskrzenia. Te iskrzenia są nieregularne i z czasem degradują zarówno olej transformatorowy, jak i stałą izolację.
1.2 Przyczyny uszkodzeń ziemnych w rdzeniu
2.1.1 Metoda cęgowego miernika prądu (pomiar w trybie online):
W przypadku transformatorów z zewnętrznymi przewodami uziemienia rdzenia metoda ta umożliwia dokładne i nieprzerwane wykrywanie uziemienia wielopunktowego. Prąd przepływający przez przewód uziemiający należy mierzyć co roku; zwykle powinien on być niższy niż 100 mA. W przypadku wyższych wartości wymagana jest wzmocniona kontrola. Po wprowadzeniu transformatora do eksploatacji należy kilkakrotnie zmierzyć prąd uziemiający, aby ustalić wartość bazową. Jeśli początkowa wartość jest już wysoka z powodu naturalnego strumienia rozproszonego rdzenia transformatora (a nie wskazuje na uszkodzenie) i kolejne pomiary pozostają stabilne, to nie występuje żadne uszkodzenie. Jednak jeśli prąd przekracza 1 A i znacznie rośnie w porównaniu z wartością bazową, prawdopodobnie występuje uziemienie niskooporowe lub metaliczne, które wymaga natychmiastowej interwencji.
Jeśli całkowita zawartość węglowodorów wzrasta znacznie – przy dominującym udziale metanu i etylenu – oraz poziomy CO/CO₂ pozostają bez zmian, oznacza to przegrzewanie się czystego metalu, co może wynikać z uziemienia wielopunktowego lub uszkodzenia izolacji między warstwami rdzenia i wymaga dalszego badania. Jeśli wśród węglowodorów pojawia się acetylen, sugeruje to niestabilne, przerywane uziemienie wielopunktowe.
Zmierzyć oporność izolacji pomiędzy rdzeniem a obudową za pomocą megohmmetru o napięciu pomiarowym 2500 V. Wartość ≥200 MΩ wskazuje na dobrą izolację rdzenia. Jeśli megohmmetr wykazuje ciągłość, należy przełączyć się na omomierz.
- Jeśli oporność wynosi 200–400 Ω: występuje uziemienie wysokoomowe; transformator wymaga naprawy.
- Jeśli oporność jest większa niż 1000 Ω: prąd uziemiający jest mały i trudny do wyeliminowania; urządzenie może kontynuować pracę przy okresowej kontroli online (miernik cęgowy lub DGA).
- Jeśli oporność wynosi 1–2 Ω: potwierdzono uziemienie metaliczne; konieczna jest natychmiastowa interwencja korygująca.
2.2 Metody postępowania w przypadku uziemienia wielopunktowego
- Dla transformatorów z zewnętrznymi przewodami uziemienia rdzenia, w obwodzie uziemienia można wprowadzić rezystor szeregowy, aby ograniczyć prąd uszkodzeniowy – jest to jedynie tymczasowa awaryjna miara.
- Jeśli uszkodzenie jest spowodowane metalowymi obcymi przedmiotami, inspekcja poprzez podnoszenie osłony zazwyczaj identyfikuje problem.
- Dla uszkodzeń spowodowanych szczątkami metalu lub nagromadzeniem metalicznego proszku, skutecznymi metodami naprawczymi są techniki impulsu rozładowania kondensatora, łuku AC lub impulsu o wysokim prądzie.
- Rdzeń powinien być płaski, z nienaruszoną warstwą izolacyjną, ciasno ułożonymi laminacjami, bez uniesień czy falistości na krawędziach. Powierzchnia musi być wolna od pozostałości oleju i zanieczyszczeń; nie może występować żadnych zwarcia między laminacjami ani mostków; luki w połączeniach muszą spełniać specyfikacje.
- Rdzeń musi utrzymywać dobrą izolację od górnych/dolnych imadł, kwadratowych prętów, płyt ciśnienia i płyt bazowych.
- Pomiędzy stalowymi płytami ciśnienia a rdzeniem musi istnieć jednolita i widoczna luka. Izolujące płyty ciśnienia muszą być nietknięte – bez pęknięć ani uszkodzeń – i odpowiednio zaciskane.
- Stalowe płyty ciśnienia nie mogą tworzyć zamkniętego obwodu i muszą mieć dokładnie jeden punkt uziemienia.
- Po odłączeniu połączeń między górnym imadłem a rdzeniem oraz między stalową płytą ciśnienia a górnym imadłem, należy zmierzyć opór izolacyjny między rdzeniem/imadłami a rdzeniem/płytami ciśnienia. Wyniki powinny pokazywać brak znaczących zmian w porównaniu do historycznych danych.
- Bolce muszą być mocno zaciskane; studnie dodatnie/ujemne i śruby blokujące na imadłach muszą być bezpieczne, w dobrym kontakcie z izolującymi podkładkami, bez oznak rozładowania lub spalania. Studnie ujemne muszą utrzymywać wystarczającą odległość od górnego imadła.
- Przebijające rdzeń bolce muszą być mocno zaciskane, z oporem izolacyjnym zgodnym z historycznymi wynikami testów.
- Kanały olejowe muszą być wolne od przeszkód; przegrody kanałów olejowych muszą być schludnie ułożone, bez odpadania ani blokowania przepływu.
- Rdzeń powinien mieć tylko jeden punkt uziemienia. Pasek uziemiający powinien być wykonany z miedzi fioletowej, o grubości 0,5 mm i szerokości co najmniej 30 mm, wprowadzony w 3–4 laminacje rdzenia. Dla dużych transformatorów, głębokość wprowadzenia musi wynosić co najmniej 80 mm. Wyeksponowane części muszą być izolowane, aby zapobiec zwarcia rdzenia.
- Konstrukcja uziemienia musi być mechanicznie solidna, dobrze izolowana, nie tworzyć zamkniętego obwodu i nie stykać się z rdzeniem.
- Izolacja musi być nienaruszona, a uziemienie niezawodne.
Polecane
