Распространенные типы неисправностей и меры противодействия для трансформаторов тока (CT)

I. Обрыв вторичной цепи

Обрыв вторичной цепи является самой опасной неисправностью ТТ и требует предельной бдительности. При нормальной работе вторичная обмотка ТТ находится в режиме, близком к короткому замыканию. При обрыве весь первичный ток становится током намагничивания, вводя сердечник в глубокое насыщение и индуцируя чрезвычайно высокое напряжение на вторичных клеммах, что может легко привести к пробою изоляции или угрозе для персонала.

Симптомы — Громкое гудение или ненормальная вибрация корпуса ТТ; искрение в месте обрыва; подключенные амперметры или ваттметры показывают ноль или хаотично колеблются; в тяжелых случаях наблюдается задымление и перегрев.

Меры по устранению

1. Немедленно сообщить диспетчеру и вывести из работы схемы защиты, которые могут ложно сработать из-за обрыва цепи (например, дифференциальную защиту).
2. Снизить ток первичной нагрузки насколько это возможно, чтобы уменьшить наведенное напряжение во вторичной цепи.
3. Персонал по техническому обслуживанию должен носить диэлектрические боты и перчатки, стоять на диэлектрическом коврике и использовать надлежащим образом изолированный инструмент для безопасного короткого замыкания вторичной цепи на специализированных испытательных клеммах вблизи ТТ.
4. Если аномалия сохраняется после короткого замыкания или если подозревается внутренний обрыв ТТ, немедленно обесточить устройство и организовать ремонт.

II. Ухудшение внутренней изоляции и перегрев

Данный тип неисправности крайне коварен и носит накопительный характер, часто вызываясь производственными дефектами, длительным проникновением влаги, перегрузкой или скачками тока внешнего короткого замыкания. Старение изоляции и частичные разряды постепенно разрушают оборудование и в конечном итоге могут привести к пробою или взрыву.

Симптомы — Хроматографический анализ растворенных газов (ХАРГ) показывает аномально повышенный уровень характерных газов (водород, общие углеводороды, ацетилен); корпус становится горячим, дымится или издает запах гари; изнутри слышны потрескивающие звуки разрядов.

Меры по устранению

1. Если результаты анализа масла серьезно превышают допустимые нормы или появляется задымление, возгорание или другие критические дефекты, немедленно запросить обесточивание и отключение.
2. Никогда не отключать разъединитель для изоляции неисправности (разъединители не обладают способностью гашения дуги и могут вызвать дугу короткого замыкания); всегда используйте выключатель для прерывания питания.
3. Если произошло возгорание, используйте порошковые огнетушители, углекислотные огнетушители или сухой песок. Применение водных огнетушителей строго запрещено.

III. Насыщение сердечника и снижение точности

Когда нагрузка вторичной цепи слишком высока, ток короткого замыкания в системе чрезмерен или материал сердечника не соответствует стандартам, магнитная цепь ТТ может войти в насыщение. Это искажает форму волны выходного тока, серьезно снижая точность измерений и надежность защиты.

Симптомы — Неточный учет электроэнергии и аномальные потери в линии; ложное срабатывание или отказ срабатывания реле защиты.

Меры по устранению

1. Убедиться, что нагрузка вторичной цепи находится в пределах номинального диапазона; избегать длительной работы ТТ в режиме, близком к насыщению.
2. Проводить периодические испытания характеристик намагничивания, испытания коэффициента трансформации и испытания угла сдвига фаз для оценки состояния намагниченности.
3. При необходимости размагнитить сердечник или заменить ТТ на другой, обладающий более высокой стойкостью к насыщению и большей номинальной нагрузкой.

IV. Плохой контакт и аномалии вторичной цепи

Вибрация, тепловое расширение и сжатие, а также неправильный монтаж могут привести к ослаблению или коррозии клемм, что увеличивает контактное сопротивление, вызывает нагрев и прерывает передачу сигналов.

Симптомы — Система сбора данных выдает сигнал тревоги «потеря тока»; выходной сигнал нестабилен; на контактах наблюдаются видимые признаки перегрева, изменения цвета или дугообразование.

Контрмеры

1. Осмотрите и подтяните ослабленные клеммы на месте; очистите окисленные или корродированные контактные поверхности.
2. Используйте высококачественные кабели и клеммы; регулярно проводите инфракрасную термографию для выявления перегретых участков в местах соединений.
3. При возникновении неисправностей внутри реле или других компонентов, которые невозможно устранить непосредственно, сначала закоротите вторичную обмотку ТТ, а затем передайте вопрос квалифицированному персоналу.

Низковольтный токовый трансформатор в литой изоляции

V. Механические повреждения и старение под воздействием окружающей среды

Длительное воздействие высокой температуры, высокой влажности или загрязненной среды, а также неравномерные механические напряжения при монтаже могут вызвать деформацию конструкции, трещины в литой изоляции и деградацию изоляции.

Симптомы — Повреждение корпуса; поверхностные перекрытия; значительное снижение сопротивления изоляции.

Контрмеры

1. Поддерживайте чистоту и сухость рабочей среды ТТ; при необходимости устанавливайте внутри шкафа обогреватели для осушки.
2. Строго проводите профилактические испытания (измерение сопротивления изоляции, испытание на частичные разряды, испытание повышенным напряжением переменного тока) для раннего выявления ухудшения состояния изоляции.
3. Незамедлительно замените устройство при обнаружении серьезных механических повреждений или деградации изоляции сверх допустимых пределов.

Заключение

Безопасная эксплуатация токовых трансформаторов напрямую влияет на стабильность энергосистемы. Главным правилом при ежедневном обслуживании является то, что «вторичная обмотка ТТ ни в коем случае не должна быть разомкнута». Необходимо создать многоуровневую систему защиты, сочетающую регулярные осмотры, периодические испытания и анализ данных: визуальный контроль и инфракрасная термография выявляют поверхностные аномалии, в то время как испытания изоляции, контроль частичных разрядов и хроматографический анализ газа точно прогнозируют внутренние дефекты. Только перейдя от «ремонта после аварии» к «превентивным действиям», можно устранить слепые зоны и обеспечить безопасную, надежную и экономичную работу сети.

Подготовлено по материалам：Garca