I. Punca Utama Kerosakan: Impak Elektrodinamik (Mematuhi GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Sebab langsung runtuhnya hujung lilitan voltan tinggi adalah impak elektrodinamik semasa yang disebabkan oleh arus korsleting. Apabila terjadi kesalahan tanah satu fasa dalam sistem (seperti tegangan overvoltage kilat, kegagalan isolasi, dll.), transformator tanah, sebagai laluan arus korsleting, menanggung arus korsleting dengan amplitudo tinggi dan kadar naik yang curam. Berdasarkan hukum gaya Ampère, konduktor lilitan tunduk kepada daya elektrodinamik radial (tekanan ke dalam) dan aksial (tarikan/tekanan) dalam medan magnet yang kuat. Jika daya elektrodinamik melebihi had kekuatan mekanikal struktur lilitan (konduktor, pemisah, plat tekan, sistem ikatan), ia akan menyebabkan deformasi, pergeseran, atau distorsi yang tidak dapat dipulihkan pada lilitan, akhirnya muncul sebagai runtuhnya hujung lilitan - mod kegagalan biasa bagi peralatan jenis transformator di bawah kesalahan korsleting.
II. Pemicu Kesalahan Berkaitan: Overvoltage Resonan dan Penghidupan dengan Kesalahan Sisa (Mematuhi Piawaian Perlindungan Overvoltage seperti DL/T 620 / IEC 60099)
Overvoltage Resonan Sistem (Ferroresonan / Resonan Linear)
Pencocokan parameter sistem yang tidak tepat (kapasitansi garis, induktansi PT, induktansi koil penahan, dll.) boleh memicu ferroresonan atau resonan linear, menghasilkan overvoltage berterusan. Overvoltage ini bertindak berulang kali pada titik lemah isolasi (isolator yang tua, pelindung, bushing, dll.), menyebabkan pengendapan busur tanah intermiten atau peletusan berulang, membuat transformator tanah menanggung arus korsleting frekuensi tinggi. Ini bukan sahaja menghasilkan impak elektrodinamik secara langsung tetapi juga mempercepat penuaan termal dan elektrik isolasi lilitan (antara putaran, antara lapisan, dan isolasi utama), mengurangkan kekuatan dielektrik dan kekuatan mekanikalnya secara signifikan, menjadikannya lebih mudah runtuh di bawah impak seterusnya atau operasi normal.
Penghidupan dengan Kesalahan Berterusan Selepas Kilat
Selepas kilat menyebabkan kesalahan tanah permanen pada garis, jika titik kesalahan tidak dipisahkan (contohnya, pemutus litar tidak beroperasi atau petunjuk kesalahan tidak jelas), pekerja penyelenggaraan salah menghidupkan semula (penghidupan dengan kesalahan), memaksa transformator tanah untuk terus melalui arus kesalahan frekuensi kuasa (jauh melebihi had reka bentuk). Arus berlebihan berterusan memicu efek pemanasan Joule I²Rt, menyebabkan suhu lilitan meningkat drastik melebihi had toleransi isolasi (contohnya, 105°C untuk Kelas A), dengan cepat mengakibatkan penuaan termal, karbonisasi, dan kehilangan prestasi isolasi, akhirnya menyebabkan korsleting lilitan dan hangus (runtuh termal). Kondisi ini menyebabkan kerosakan yang merosakkan pada peralatan.
III. Skim Pengoptimuman: Meningkatkan Ketahanan Peralatan dan Menyempurnakan Strategi Perlindungan (Mengintegrasikan Piawaian Pemilihan Peralatan, Perlindungan Rangkaian, dan Pemantauan Keadaan)
Meningkatkan Ketahanan Korsleting Badan Peralatan (Mematuhi GB/T 1094.5 / IEC 60076-5)
Syarat Pemilihan: Prioritaskan model ketahanan korsleting tinggi yang telah disahkan melalui ujian ketahanan korsleting yang ketat (contohnya, IEC 60076-5) untuk pembelian seterusnya, memberi tumpuan pada reka bentuk struktur lilitan (plat tekan yang diperkuat, sistem pemampatan aksial, struktur sokongan radial, proses konduktor transposisi), kekuatan bahan, dan proses pembuatan.
Reaktor Pembatas Arus Seri Pilihan: Pasang reaktor pembatas arus dalam litar neutral transformator tanah untuk menekan amplitudo dan kadar naik arus kesalahan secara efektif, mengurangkan impak elektrodinamik pada lilitan. Dampak pada mod tanah sistem dan perlindungan rangkaian harus diverifikasi secara serentak.
Optimalkan Konfigurasi dan Penetapan Perlindungan Rangkaian (Mematuhi Piawaian Perlindungan Rangkaian DL/T 584 / DL/T 559)
Prinsip Penetapan: Penetapan perlindungan overcurrent (overcurrent zero-sequence, overcurrent inverse-time) transformator tanah harus ketat lebih rendah daripada had stabiliti termal dan dinamik peralatan (dihitung berdasarkan GB/T 1094.5).
Koordinasi Gradasi: Waktu perlindungan delay transformator tanah (contohnya, 100A/10s) harus selaras dengan perlindungan litar hulu (pemutus litar keluar). Pastikan perlindungan litar (zero-sequence Tahap I: 0.2s, Tahap II: 0.7s) dapat menghapuskan kesalahan tanah pada litar dengan cepat, mencegah transformator tanah menanggung tekanan yang tidak perlu. Perlindungan transformator tanah, sebagai cadangan dekat, harus mempunyai waktu delay operasi lebih besar daripada waktu delay terpanjang perlindungan litar (termasuk gradasi Δt).
Optimalkan Penetapan Perlindungan Badan Transformator Tanah:
Menguatkan Kemampuan Penghapusan Cepat Kesalahan (Mematuhi DL/T 584 / DL/T 559)
Konfigurasi Perlindungan Zero-Sequence Berarah: Pasang dan aktifkan perlindungan arus zero-sequence berarah (Tahap I/II) dalam perlindungan litar. Unsur arah dengan tepat membezakan antara litar yang rosak dan tidak rosak, memastikan pemutus litar litar yang rosak beroperasi dengan andal dalam ≤0.2s semasa kesalahan tanah satu fasa, mengasingkan sepenuhnya sumber kesalahan - ini adalah langkah perlindungan utama untuk mencegah kerosakan transformator tanah.
Menerapkan Sistem Pemantauan dan Peringatan Awal Pintar Secara On-Line (Mematuhi Piawaian Pemantauan Keadaan DL/T 1709.1)
Pemantauan Suhu Titik Panas Lilitan Secara Real-Time: Pasang sensor suhu serat optik atau platinum resistansi pada posisi kunci hujung lilitan voltan tinggi untuk mencapai pemantauan real-time dengan ketepatan ±1~2℃. Tetapkan ambang peringatan multi-level (peringatan/pemberitahuan) dan ambang trip (dihitung berdasarkan model termal kelas isolasi), memicu tindakan perlindungan secara automatik apabila had dilampaui untuk mencegah runtuh termal.
Pemantauan Parameter Elektrik Titik Neutral dan Peringatan Asimetri: Pemantauan berterusan arus titik neutral dan voltan perpindahan sistem (voltan zero-sequence), dan konfigurasikan fungsi peringatan asimetri melebihi had. Apabila parameter elektrik titik neutral yang berterusan/frekuensi abnormal terdeteksi (menunjukkan tanah intermiten, resonan, atau penurunan isolasi), isu peringatan segera untuk intervensi awal kesalahan.
Kesimpulan Optimalkan dan Cadangan Pelaksanaan
Ringkasan Kesimpulan
Penguatan Peralatan: Pilih peralatan ketahanan korsleting tinggi atau pasang reaktor pembatas arus untuk meningkatkan ketahanan elektrodinamik.
Koordinasi Perlindungan: Tetapkan nilai perlindungan dengan tepat (≤had ketahanan peralatan) dan pastikan koordinasi gradasi dengan perlindungan zero-sequence berarah (Tahap I ≤0.2s).
Peringatan Keadaan: Terapkan sistem pemantauan suhu presisi tinggi (±1~2℃) dan sistem peringatan parameter elektrik titik neutral untuk perlindungan awal kesalahan.
Sebab langsung kemalangan adalah daya elektrodinamik yang dihasilkan oleh arus kesalahan tanah satu fasa melebihi had kekuatan mekanikal lilitan.
Pemicu dalaman termasuk: ① Impak intermiten yang disebabkan oleh overvoltage resonan sistem mempercepat penuaan isolasi; ② Runtuh termal akibat penghidupan dengan kesalahan berterusan selepas kilat.
Optimalkan sistematik harus difokuskan pada tiga aspek:
Cadangan Pelaksanaan
Pelaksanaan segera penyesuaian penetapan perlindungan, aktivasi perlindungan berarah, dan pemasangan sistem pemantauan.
Rancang peningkatan badan peralatan bersama siklus hidup dan jadual transformasi teknikal.
Masukkan skim ini ke dalam peraturan operasi dan langkah-langkah anti-kemalangan, melarang penghidupan dengan kesalahan tanah, dan menyiasat sepenuhnya titik kesalahan sebelum menghidupkan semula selepas kilat.
