Ursachen von Transformatorschäden durch Blitzschlag und ob es danach noch verwendet werden kann

1. Was verursacht Schäden an Transformern durch Blitzschlag?

• Direkter Blitzschlag: Wenn ein Blitz direkt auf einen Transformator oder seine nahegelegten Stromleitungen trifft, erzeugt er einen enormen Transientstrom, der sofort durch die Transformatorwicklungen und den Kern fließt. Dies führt dazu, dass das Isoliermaterial schnell erhitzt wird – sogar schmilzt – und zu Wicklungsschläuchen oder -ausfällen führt. Schäden durch direkte Treffer sind oft katastrophal.

• Blitzinduzierte Spannung (elektromagnetische Induktion): Selbst wenn der Blitz den Transformator nicht direkt trifft, kann sein starkes elektromagnetisches Feld zwischen den Wicklungen Spannungen induzieren – insbesondere in Abwesenheit effektiver Abschirmung. Diese induzierten Spannungen können hoch genug sein, um die Isolation des Transformators zu durchbrechen und partielle Entladungen zu verursachen. Mit der Zeit führt dieser kumulative Stress zur Verschlechterung der Isolationschicht und letztendlich zum Ausfall.

• Eindringende Blitzwellen: Von Blitzen erzeugte Wellen, die entlang der Stromleitungen reisen, können sich schnell zum Transformator ausbreiten. Wenn der Transformator keine angemessene Überspannungssicherung hat, können diese Blitzwellen direkt in den Transformator eindringen und eine Überspannung verursachen, die das interne Isolationsystem beschädigt.

• Anstieg des Bodenpotentials (GPR) / Rückblitz: Bei einem Blitzschlag fließt der Blitzstrom durch das Erdungssystem und erzeugt dabei einen Spannungsabfall über dem Erdwiderstand. Wenn der Erdwiderstand des Transformators zu hoch ist, kann es zu einem signifikanten Anstieg des Bodenpotentials kommen. Dies kann zu einem "Rückblitz" führen, bei dem der Transformatorgehäuse oder die Niederspannungsseite ein hohes relatives Potential erfahren, was zu Geräteschäden führt.

2. Kann ein Transformator nach einem Blitzschlag weiterhin verwendet werden?

Ob ein Transformator nach einem Blitzschlag weiterhin verwendet werden kann, hängt von dem Umfang der Schäden und den Ergebnissen der nachfolgenden Inspektionen ab. Im Allgemeinen müssen unmittelbar nach einem Schlag die folgenden Schritte unternommen werden:

• Sicherheitsisolierung und visuelle Inspektion: Zuerst muss die Sicherheit gewährleistet werden, indem der betroffene Transformator vom Netz isoliert wird. Führen Sie eine visuelle Inspektion auf offensichtliche physische Schäden, Brandspuren oder Ölleckagen durch.

• Analyse gelöster Gase (DGA): Die Analyse der in der Transformatoröl gelösten Gase ist ein Schlüsselverfahren zur Diagnose interner Fehler. Ein Blitzschlag kann dazu führen, dass Isoliermaterialien zerfallen und spezifische Gase wie Wasserstoff und Acetylen freisetzen. Die Analyse von Ölproben hilft, den Schweregrad der internen Schäden einzuschätzen.

• Elektrische Prüfung: Führen Sie Prüfungen durch, einschließlich Messung des Isolationswiderstands, Bestimmung des dielektrischen Verlustfaktors (tan δ) und Messung des DC-Wicklungswiderstands, um zu bewerten, ob die elektrische Leistungsfähigkeit des Transformators beeinträchtigt wurde.

• Fachliche Beurteilung und Reparatur: Basierend auf den obigen Prüfergebnissen sollten qualifizierte Techniker den Umfang der Schäden beurteilen und die Reparaturmöglichkeit feststellen. Minderwertige Isolationsbeschädigungen können durch Trocknen, lokale Wicklungsreparaturen oder Isolierungsersetzung behoben werden. Bei schweren Schäden, wie ausgebrannten Wicklungen, kann jedoch eine vollständige Neuwicklung oder der Austausch des gesamten Transformators erforderlich sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Transformator-Schäden durch Blitz durch mehrere Mechanismen verursacht werden können und ihre Nutzbarkeit nach einem Schlag vollständig vom Schweregrad der Schäden abhängt. Der Schlüssel zur Verhinderung von blitzbedingten Ausfällen liegt in der Einrichtung eines robusten Blitzschutzsystems, einschließlich der Installation von Überspannungsschutzgeräten, der Implementierung effektiver Erdung und der Verwendung von blitzebeständigen Transformatoren.