Як визначати виявляти та усунення несправностей ядра трансформатора

1.1 Небезпеки пошкоджень у вигляді багатоточкового заземлення в магнітопроводі

У нормальних умовах експлуатації магнітопровід трансформатора має бути заземлений лише в одній точці. Під час роботи змінні магнітні поля оточують обмотки. Через електромагнітну індукцію між високовольтними та низьковольтними обмотками, між низьковольтною обмоткою та магнітопроводом, а також між магнітопроводом та баком виникають паразитні ємності. Підключені до мережі обмотки зв’язуються через ці паразитні ємності, що призводить до виникнення плаваючого потенціалу магнітопроводу відносно землі. Оскільки відстані між магнітопроводом (та іншими металевими деталями) та обмотками неоднакові, між компонентами виникають різниці потенціалів. Коли різниця потенціалів між двома точками перевищує діелектричну міцність ізоляції між ними, виникають іскрові розряди. Ці розряди носять переривчастий характер і з часом призводять до деградації як трансформаторної оливи, так і твердої ізоляції.

1.2 Причини пошкоджень заземлення магнітопроводу
Поширені причини включають:

• Короткі замикання через недосконалі технології монтажу або конструктивні недоліки заземлювальних смуг;
• Багатоточкове заземлення, спричинене аксесуарами або зовнішніми факторами;
• Металеві сторонні предмети, залишені всередині трансформатора під час збирання, або заусениці, іржа та шлак від зварювальних робіт через недосконале виробництво магнітопроводу.

1.3 Типи пошкоджень магнітопроводу
Поширені типи пошкоджень магнітопроводу трансформаторів включають наступні шість категорій:

• Контакт магнітопроводу з баком або стискними конструкціями:
  Під час монтажу болти транспортувального кріплення на кришці баку можуть не бути перевернуті або видалені, що призводить до контакту магнітопроводу з баком. Інші випадки включають контакт стискних пластин зі стержнями магнітопроводу, деформовані листи електротехнічної сталі, що торкаються стискних пластин, випадання паперової ізоляції між нижніми стискними опорами та ярмом, що призводить до контакту з листами, або надто довгі гільзи термометрів, що торкаються стискних пристроїв, ярма або стержнів магнітопроводу.Надто довгі сталеві гільзи крізьстержневих болтів, що створюють коротке замикання з листами електротехнічної сталі.
• Сторонні предмети в баку, що викликають локальні короткі замикання в магнітопроводі:Наприклад, у підстанції в провінції Шаньсі виявлено ручку викрутки, застряглу між стискною пластиною та ярмом під час підйому кришки баку трансформатора потужністю 31 500/110 кВ. У іншому трансформаторі потужністю 60 000/220 кВ виявлено мідний дріт довжиною 120 мм.
• Вологість або пошкодження ізоляції магнітопроводу:Накопичення шламу та вологи на дні баку зменшує опір ізоляції. Деградація або проникнення вологи в ізоляцію стискальних пластин, ізоляцію опорних підкладок або ізоляцію коробки магнітопроводу (картон або дерев’яні блоки) може призвести до багатоточкового заземлення з високим опором.
• Зношені підшипники у масляних насосах:Металеві частинки потрапляють у бак, осідають на дні та — під дією електромагнітних сил — утворюють провідні мости між нижнім ярмом магнітопроводу та опорними підкладками або дном баку, спричиняючи багатоточкове заземлення.
• Недостатньо якісна експлуатація та технічне обслуговування, наприклад невиконання планових оглядів.

2.1 Методи випробування пошкоджень магнітопроводу

• Якщо опір становить 200–400 Ом: існує заземлення з високим опором; трансформатор потребує ремонту.
• Якщо опір >1,000 Ом: струм заземлення малий і важко усунути; одиниця може продовжувати працювати з періодичним онлайн-моніторингом (кліщовий амперметр або DGA).
• Якщо опір становить 1–2 Ом: підтверджено металеве заземлення; обов'язкові негайні коригуючі дії.

2.2 Методи лікування багатоточкового заземлення

• Для трансформаторів зовнішніми заземлювальними проводами можна встановити резистор у ряду заземлювального контуру для обмеження струму відмови — це лише надзвичайна тимчасова міра.
• Якщо відмова спричинена металевими посторонніми предметами, підйом капоту зазвичай допомагає ідентифікувати проблему.
• Для відмов, спричинених зачепками або накопиченням металевого порошку, ефективними методами виправлення є імпульси розряду конденсатора, СА дуга або техніки високострумового імпульсу.

• Середина повинна бути рівною, з цілісним ізоляційним покриттям, тісно набраними листами, без підняття або хвилин на краях. Поверхні мають бути вільними від наліплювань олії та забруднень; не повинно бути коротких замикань або міст між листами; швидина з'єднання повинна відповідати специфікаціям.
• Середина повинна зберігати добре ізоляцію від верхніх/нижніх прищеп, квадратних заліз, прес-плит та основних плит.
• Між сталевими прес-плитами та серединною повинна існувати рівномірна та видима швидина. Ізоляційні прес-плити повинні бути цілісними — без тріщин або пошкоджень — та правильно затягнутими.
• Сталеві прес-плити не повинні утворювати замкнений контур та мають мати саме одну точку заземлення.
• Після відключення з'єднання між верхнім прищепом та серединною, а також між сталевою прес-плитою та верхнім прищепом, виміряйте опір ізоляції між серединою/прищепами та серединою/прес-плитами. Результати повинні показувати значущих змін порівняно з історичними даними.
• Болти повинні бути затягнуті; болти та гайки фіксації на прищепах повинні бути надійними, в хорошому контакту з ізоляційними прокладками, без ознак розряду або паління. Болти повинні зберігати достатню відстань від верхнього прищепа.
• Болти, що проходять через середину, повинні бути затягнуті, з опором ізоляції, що відповідає історичним результатам випробувань.
• Олійні каналу повинні бути незаблоковані; проставки олійного каналу повинні бути розташовані впорядковано, без відпалювання або блокування потоку.
• Середина повинна мати лише одну точку заземлення. Заземлювальний ремінець повинен бути з фіолетової міді, 0,5 мм товщиною і ≥30 мм ширини, вставлений у 3–4 листи середини. Для великих трансформаторів, глибина вставляння повинна бути ≥80 мм. Відкриті частини повинні бути ізольовані, щоб запобігти короткому замиканню середини.
• Заземлювальна конструкція повинна бути механічно міцною, добре ізольованою, не утворювати кола та не бути в контакті з серединою.
• Ізоляція повинна бути цілісною, а заземлення надійним.