Kako oceniti detektovati i otklanjati greške u jezgru transformatora

1.1 Opasnosti višetockog zemljanja jezgra

Tokom normalne operacije, jezgro transformatora mora biti zemljano samo na jednoj tački. Tijekom rada, oko navoja se formiraju promjenjive magnetske polje. Zbog elektromagnetske indukcije, postoji parazitni kapacitet između visokonaponskih i niskonaponskih navoja, između niskonaponskih navoja i jezgra, te između jezgra i rezervoara. Napajani navoje kroz ove parazitne kapacitete induciraju potencijal u jezgru u odnosu na zemlju. Budući da su razmaci između jezgra (i drugih metalnih dijelova) i navoja nejednaki, nastaju razlike u potencijalu među komponentama. Kada razlika u potencijalu između dvije tačke premaši dielektričnu čvrstoću izolacije između njih, javljaju se iskre. Ove iskre su intermitentne i, tokom vremena, dovode do degradacije transformatorskog ulja i čvrste izolacije.

1.2 Uzroci grešaka zemljanja jezgra
Zajednički uzroci uključuju:

• Kraće spojeve zbog loših tehničkih izvedbi ili grešaka u dizajnu oprema za zemljanje;
• Višetocko zemljanje uzrokovano dodacima ili vanjskim faktorima;
• Metalni tuđi predmeti ostavljeni unutar transformatora tijekom montaže, ili trule, rdje i šavovske slame zbog loših procesa proizvodnje jezgra.

1.3 Vrste grešaka jezgra
Zajedničke vrste grešaka jezgra transformatora uključuju sljedeće šest kategorija:

• Jezgro u kontaktu sa rezervoarom ili zategnutim konstrukcijama:
  Tijekom instalacije, transportni boltovi na poklopu rezervoara možda nisu okrenuti ili uklonjeni, što dovodi do doticaja jezgra sa rezervoarom. Ostali primjeri uključuju zategnute limbe konturne ploče koje dotiču grane jezgra, savijene silikatne željezne listove koji dotiču zategnute ploče, padne papirne izolacije između donjih zateznih stopala i ključnice koje dozvoljavaju kontakt sa slojevima, ili previše duga termometarska bushinga koja dotiču zateznja, ključnice ili stupce jezgra. Previse duga čelikasta rukavica na boltovima koji prodire kroz jezgro krati silikatne željezne listove.
• Tuđi predmeti u rezervoaru koji dovode do lokalnih kraćih spojeva u jezgru:Na primjer, 31,500/110 kV transformator snage u podstanici u Šanxiu je pronađen da ima rukoješku od šraflera zategnutu između zateznja i ključnice tijekom podizanja poklopca. Drugi 60,000/220 kV transformator je pronađen da sadrži 120 mm bakarni žicu.
• Vlažnost ili oštećenje izolacije jezgra:Nagomilana blato i vlažnost na dnu smanjuju otpornost izolacije. Degradacija ili penetracija vlažnosti u izolaciju zateznja, izolaciju stopala ili izolaciju kutije jezgra (papirne ploče ili drvene blokove) može dovesti do viskozne multi-točne zemlje.
• Izgorene ležaje u pumpama zalivenim uljem:Metalne čestice ulaze u rezervoar, osedaju na dnu, i - pod elektromagnetskim silama - formiraju provodne mostove između donjeg jezgra ključnice i stopala ili dna rezervoara, što dovodi do multi-točne zemlje.
• Loša operacija i održavanje, kao što je propust u obavljanju planiranih pregleda.

2.1 Metode testiranja grešaka jezgra

• Ako je otpornost 200–400 Ω: postoji zemljenje visokog otpora; transformator zahteva popravku.
• Ako je otpornost >1,000 Ω: struja kroz zemljenje je mala i teško eliminirati; jedinica može nastaviti sa radom sa periodičnim online nadzorom (klipna ampermetrija ili DGA).
• Ako je otpornost 1–2 Ω: potvrđeno je metalno zemljenje; odmah su potrebna korektivna mera.

2.2 Metode tretmana višetockog zemljenja

• Za transformere sa spoljnim zemljajućim vodnicima, otpornik se može umetnuti u niz s zemljačkim krugom kako bi se ograničio strujni greška - ovo je samo privremena hitna mera.
• Ako je greška uzrokovana metaličkim tuđim predmetima, inspekcija podizanjem kapiče obično identifikuje problem.
• Za greške uzrokovane štapićima ili nagomilanim metalnim prahom, efektivne metode remedijacije uključuju impulz raspada kondenzatora, AC luk ili tehnike visokostrujnog impulza.

• Jezgro treba da bude ravno, sa integranom izolacionom prelivom, tesno složenim laminama, bez zakrivljenih ivica. Površine moraju biti slobodne od ostataka ulja i kontaminanata; ne sme biti međuslojnih kratkih spojeva ili mostova; širina šapa mora biti u skladu sa specifikacijama.
• Jezgro mora da održava dobru izolaciju od gornjih/donjih klipa, čeljusti, pritisnih ploča i baza.
• Mora postojati uniforman i vidljiv šap između čeljusti od čelika i jezgra. Izolacione pritisne ploče moraju biti integre - bez pukotina ili oštećenja - i pravilno zategnute.
• Pritisne ploče od čelika ne smeju formirati zatvorenu petlju i moraju imati tačno jednu tačku zemljanja.
• Nakon odspajanja veze između gornjeg klipa i jezgra, i između čeljusti od čelika i gornjeg klipa, meri se otpor izolacije između jezgra/klipa i jezgra/pritisnih ploča. Rezultati ne bi trebalo da pokazuju značajne promene u odnosu na povijesne podatke.
• Šrafovi moraju biti zategnuti; pozitivni/negativni šrafovi i zaklopne mutne na klipovima moraju biti sigurno fiksirani, u dobrom kontaktu sa izolacionim prstenicama, bez znakova ispraznjenja ili sagorevanja. Negativni šrafovi moraju održavati dovoljnu razmak od gornjeg klipa.
• Prostupni šrafovi moraju biti zategnuti, sa otporom izolacije u skladu sa povijesnim testnim rezultatima.
• Uličnice moraju biti slobodne; prostupni prostornici moraju biti uređeno raspoređeni, bez padanja ili blokiranja toka.
• Jezgro mora imati samo jednu tačku zemljanja. Traka za zemljanje treba da bude iz purpurnog bakra, debljine 0,5 mm i širine ≥30 mm, ubačena u 3–4 lamine jezgra. Za velike transformatore, dubina ubačivanja mora biti ≥80 mm. Izloženi delovi moraju biti izolovani kako bi se sprečilo kraće spojeve jezgra.
• Struktura zemljanja mora biti mehanički čvrsta, dobro izolovana, bez petlji i ne u kontaktu sa jezgrom.
• Izolacija mora biti integra, a zemljanje pouzdano.