Przyczyny uszkodzeń transformatorów przez uderzenia piorunów oraz czy można go używać po takim zdarzeniu

1. Co powoduje uszkodzenie transformatora przez uderzenia piorunem?

• Bezpośrednie uderzenie pioruna: Gdy piorun bezpośrednio trafia w transformator lub pobliskie linie przesyłowe, generuje ogromny prąd chwilowy, który natychmiast przepływa przez cewki i rdzeń transformatora. To powoduje szybkie nagrzewanie się materiału izolacyjnego, nawet do stopienia, co prowadzi do zwarć w cewkach lub ich spalenia. Uszkodzenia spowodowane bezpośrednimi uderzeniami są często katastroficzne.

• Napędzane piorunem napięcie (elektromagnetyczna indukcja): Nawet jeśli piorun nie uderzy bezpośrednio w transformator, jego potężne pole elektromagnetyczne może wywołać napięcia między cewkami, zwłaszcza w braku skutecznej ekranu. Te indukowane napięcia mogą być wystarczająco wysokie, aby przebić izolację transformatora, powodując lokalne rozbłyski. W czasie to kumulatywne obciążenie degraduje warstwę izolacyjną, prowadząc ostatecznie do awarii.

• Wpływowanie piorunowych impulsów: Impulsy generowane przez pioruny, które poruszają się wzdłuż linii energetycznych, mogą szybko dotrzeć do transformatora. Jeśli transformator nie ma odpowiedniej ochrony przed przeciążeniami, te fale piorunowe mogą bezpośrednio wejść do transformatora, powodując nadnapięcia, które uszkadzają wewnętrzną system izolacji.

• Podnoszenie potencjału gruntu (GPR) / Odskok: Podczas uderzenia pioruna, prąd piorunowy przepływa przez system ziemny, tworząc spadek napięcia na oporności ziemnej. Jeśli oporność ziemna transformatora jest zbyt wysoka, może wystąpić znaczny podnoszenie potencjału gruntu. Może to prowadzić do "odskoku", gdzie zbiornik transformatora lub strona niskiego napięcia doświadcza wysokiego względnego potencjału, prowadząc do uszkodzenia sprzętu.

2. Czy transformator może być dalej używany po uderzeniu piorunem?

Czy transformator może być nadal używany po uderzeniu piorunem zależy od zakresu uszkodzeń i wyników kolejnych inspekcji. Zwykle należy podjąć następujące kroki bezpośrednio po uderzeniu:

• Izolacja bezpieczeństwa i wizualna inspekcja: Najpierw zapewnij bezpieczeństwo, izolując poszkodowany transformator od sieci. Przeprowadź wizualną inspekcję w celu wykrycia widocznych fizycznych uszkodzeń, oznak spalania lub przecieku oleju.

• Analiza gazów rozpuszczonych (DGA): Analiza gazów rozpuszczonych w oleju transformatora jest kluczowym sposobem diagnozowania wewnętrznych usterek. Uderzenie piorunem może spowodować rozkład materiałów izolacyjnych, wydzielając specyficzne gazy, takie jak wodór i acetylen. Analiza próbek oleju pomaga ocenić stopień wewnętrznych uszkodzeń.

• Testy elektryczne: Wykonaj testy, w tym pomiary oporu izolacji, współczynnika strat dielektrycznych (tan δ) i oporu cewek w prądzie stałym, aby ocenić, czy wydajność elektryczna transformatora została naruszona.

• Zawodowa ocena i naprawa: Na podstawie powyższych wyników testów, kwalifikowani technicy powinni ocenić zakres uszkodzeń i określić możliwość naprawy. Lekkie uszkodzenia izolacji mogą być naprawione poprzez suszenie, lokalną naprawę cewek lub wymianę izolacji. Jednak poważne uszkodzenia, takie jak spalone cewki, mogą wymagać pełnej nawinięcia nowych cewek lub wymiany całego transformatora.

Podsumowując, transformatory mogą być uszkadzane przez pioruny poprzez wiele mechanizmów, a ich użytkowanie po uderzeniu zależy całkowicie od nasilenia uszkodzeń. Kluczem do zapobiegania awariom spowodowanym piorunami jest stworzenie solidnego systemu ochrony przed piorunami, w tym instalacja ograniczników napięcia, wprowadzenie skutecznego ziemnego i użycie transformatorów odpornych na pioruny.