Hur man bedömer identifierar och felsöker transformerkärn fel

1.1 Faror med flerpunktsjordningsfel i järnet

Under normal drift måste en transformerjärna vara jordad vid endast ett punkt. Under drift omger alternerande magnetfält vindningarna. På grund av elektromagnetisk induktion finns parasitiska kapaciteter mellan högspännings- och lågspänningsvindningar, mellan lågspänningsvindning och kärnan, samt mellan kärnan och tanken. De spända vindningarna kopplar genom dessa parasitiska kapaciteter, vilket gör att kärnan utvecklar en flytande potential relativt mark. Eftersom avstånden mellan kärnan (och andra metallkomponenter) och vindningarna är olika uppstår potentialskillnader mellan komponenterna. När potentialskillnaden mellan två punkter överskrider isoleringens dielektriska styrka mellan dem inträffar gnistutsläpp. Dessa utsläpp är intermittenta och bryter ned både transformeroljan och den fasta isoleringen över tid.

1.2 Orsaker till järnjordningsfel
Vanliga orsaker inkluderar:

• Kortslutning på grund av dålig konstruktionsmetodik eller designfel i jordningsremmar;
• Flerpunktsjordning orsakad av tillbehör eller externa faktorer;
• Metalliska främmande föremål som lämnats kvar i transformern under montering, eller skrovflisor, rost och svetslag från dålig kärntillverkning.

1.3 Typer av kärnfel
Vanliga typer av transformerkärnfel inkluderar följande sex kategorier:

• Kärna i kontakt med tank eller klamphus:
  Vid installation kan transportbultar på tanklocket inte vridas om eller tas bort, vilket gör att kärnan kommer i kontakt med tanken. Andra fall inkluderar klampplattor som kommer i kontakt med kärnbjälkar, böjda silikonstålplattor som kommer i kontakt med klamphus, fallna pappersisolering mellan nederre klampfötter och yoke som tillåter kontakt med lager, eller för långa termometerbushingar som kommer i kontakt med klamphus, yokes eller kärnkolumner. För långa stålmanschetter på genomkärnsbultar som shortar till silikonstålplattor.
• Främmande föremål i tanken som orsakar lokala kortslutningar i kärnan:Till exempel hittades en skruvmejselhandtag mellan klampen och yoken i en 31,500/110 kV strömförstärkare vid en understation i Shanxi under lyftning av huven. En annan 60,000/220 kV-transformer innehöll en 120 mm koppartråd.
• Fuktighet eller skada på kärnisolering:Ackumulerade slam och fuktighet längst ner reducerar isoleringsresistansen. Försämring eller fuktighetsinträngning i klampisolering, fotplattisolering eller kärnboxisolering (papperstavla eller träblock) kan leda till högresistans flerpunktsjordning.
• Slitna lager i oljeinfunderade pumpar:Metallpartiklar går in i tanken, samlas längst ner och—under elektromagnetiska krafter—bildar ledande broar mellan den nedre kärnyoken och fotplatserna eller tankbotten, vilket orsakar flerpunktsjordning.
• Dålig drift och underhåll, såsom brist på schemalagda inspektioner.

2.1Testmetoder för kärnfel

• Om motståndet är 200–400 Ω: finns ett högohmsigt jordningsfel; transformatorn behöver reparation.
• Om motståndet >1,000 Ω: jordningsströmmen är liten och svår att eliminera; enheten kan fortsätta att fungera med periodisk online-övervakning (klammrammets amperemätar eller DGA).
• Om motståndet är 1–2 Ω: bekräftas metallisk jordning; omedelbara korrektiva åtgärder är obligatoriska.

2.2 Behandlingsmetoder för flera jordningspunkter

• För transformatorer med extern kärnanslutning till jord kan en resistor sättas in i serie i jordningskretsen för att begränsa felströmmen – detta är endast en nödlösning på kort sikt.
• Om felet orsakas av metalliska främmande föremål identifierar vanligen en inspektion med lyft av locket problemet.
• För fel orsakade av burrar eller ackumulerad metallpulver omfattar effektiva åtgärder kondensatorurladdningsstötar, växelstrålbåge eller högströmsstöttekniker.

• Kärnan ska vara plan, med intakt isoleringsbeläggning, tätt staplade plåtsegment och inga uppåtvända kanter (lyft) eller vågformiga kanter. Ytor måste vara fria från oljarest och föroreningar; inga kortslutningar mellan plåtsegment eller broar; fogavstånd måste uppfylla specifikationerna.
• Kärnan måste bibehålla god isolering från övre/nedre klämmor, fyrkantiga järn, tryckplattor och basplattor.
• Ett enhetligt och synligt avstånd måste finnas mellan ståltryckplattor och kärnan. Isolerande tryckplattor måste vara intakta – utan sprickor eller skador – och korrekt åtdragna.
• Ståltryckplattor får inte bilda en sluten slinga och måste ha exakt en jordningspunkt.
• Efter att kopplingen mellan den övre klämman och kärnan samt mellan ståltryckplattan och den övre klämman har kopplats bort, mäts isolationsmotståndet mellan kärnan/klämmorna och kärnan/tryckplattorna. Resultaten bör visa ingen betydande förändring jämfört med historiska data.
• Bultar måste vara åtdragna; positiva/negativa tryckstiftar och säkringsmuttrar på klämmorna måste vara säkert monterade, ha god kontakt med isolerande underläppar och visa inga tecken på urladdning eller förbränning. Negativa stift måste bibehålla tillräckligt avstånd från den övre klämman.
• Genomgående kärnbultar måste vara åtdragna, med isolationsmotstånd som överensstämmer med tidigare provresultat.
• Oljepassager måste vara obstrukterade; oljekanalavståndshållare måste vara ordentligt anordnade, utan att lossna eller blockera flödet.
• Kärnan får ha endast en jordningspunkt. Jordningsbandet ska vara tillverkat av purpurkoppar, 0,5 mm tjockt och ≥30 mm brett, och infogat i 3–4 kärnplåtsegment. För stora transformatorer måste infogningsdjupet vara ≥80 mm. Exponerade delar måste vara isolerade för att förhindra kortslutning i kärnan.
• Jordningskonstruktionen måste vara mekaniskt robust, väl isolerad, icke-slingformad och inte i kontakt med kärnan.
• Isoleringen måste vara helsint och jordningen pålitlig.