Деградация изоляции сухих трансформаторов: анализ коренных причин и решения

Основные причины ухудшения изоляции

• Проникновение влаги и конденсация: наиболее распространенная причина. Обмотки подвергаются воздействию воздуха; при высокой влажности водяной пар конденсируется на поверхностях обмоток, что значительно снижает характеристики изоляции. Это особенно характерно для южных прибрежных районов и сезонов дождей.
• Накопление пыли и загрязнений: сухие трансформаторы используют воздушное охлаждение с множеством вентиляционных каналов. После длительной эксплуатации пыль и металлические частицы оседают на поверхностях обмоток. В сочетании с влагой они образуют токопроводящие пути, резко снижая сопротивление изоляции.
• Термическое старение: длительная высокая температура вызывает растрескивание, охрупчивание и карбонизацию эпоксидной смолы и других изоляционных материалов. Согласно закону теплового старения изоляции: для изоляции класса F каждые 6 °C повышения температуры сокращают срок службы изоляции вдвое; для класса A — каждые 8 °C.
• Электрическое старение и частичные разряды: микропустоты в литых изделиях из смолы склонны к возникновению частичных разрядов, которые непрерывно разрушают структуру изоляции, что в конечном итоге приводит к пробою.
• Ослабление или окисление выводов: ослабленные болты вызывают локальный перегрев и обугливание окружающей изоляции; окисление медных шин увеличивает контактное сопротивление, генерируя высокие температуры, которые повреждают изоляцию.
• Дефекты качества изготовления: недостаточная чистота изоляционных материалов, пустоты или пузыри в литье из смолы — все это создает скрытые риски для будущего ухудшения изоляции.
• Механические повреждения: столкновения и царапины при транспортировке и монтаже, а также длительное воздействие электромагнитных сил, вызывающих истирание изоляции.
• Проблемы с изоляцией магнитопровода: многократное заземление магнитопровода, деградация покрытия магнитопровода, влажные изоляционные плиты магнитопровода — все это снижает общее сопротивление изоляции.

Решения и меры по устранению неисправностей

1. Очистка и сушка

• Очистка поверхности — удалите пыль и загрязнения сухой тканью или пылесосом; мытье водой строго запрещено.
• Незначительное увлажнение — просушите обмотки лампами накаливания или инфракрасными лампами (на расстоянии примерно 0,5 м от обмоток) при работающих вентиляторах для вентиляции в течение нескольких дней подряд.
• Умеренное увлажнение (сопротивление изоляции низкое, но не полностью нарушено) — используйте метод сушки на холостом ходу: сторона высокого напряжения разомкнута, на сторону низкого напряжения подается напряжение сети 380 В; просушивайте до восстановления сопротивления изоляции до нормативного значения перед возвратом в эксплуатацию.
• Сильное увлажнение — используйте метод короткого замыкания: сторона низкого напряжения замкнута накоротко, на сторону высокого напряжения подается трехфазное питание, не превышающее напряжение короткого замыкания; работы должны выполняться квалифицированным персоналом.

2. Улучшение условий эксплуатации

• Обеспечьте хорошую вентиляцию подстанции; температура окружающей среды не должна превышать 40 °C, относительная влажность — не более 85%.
• Во влажных средах установите осушители воздуха или обогреватели помещения для предотвращения конденсации.
• В запыленных средах установите фильтрующие устройства и проводите регулярную очистку.

3. Усиление контроля температуры и управления нагрузкой

• Обеспечьте нормальную работу регуляторов температуры и вентиляторов: вентиляторы запускаются при 100 °C, срабатывает сигнализация при 130 °C, отключение при 150 °C.
• Избегайте длительных перегрузок; рекомендуемый коэффициент загрузки ≤ 85%.

4. Затяжка и контроль

• Регулярно используйте динамометрический ключ для затяжки болтов выводов; проверяйте наличие окисления, изменения цвета или следов подгорания.
• Проверяйте надежность заземления магнитопровода; устраняйте неисправности многократного заземления.

4. Периодические испытания и профилактика

• Используйте мегомметр на 2500 В для измерения сопротивления изоляции обмотки относительно земли; рассчитайте коэффициент абсорбции (R60/R15 ≥ 1.3).
• Отсоедините трехфазные соединительные медные шины для раздельного испытания каждой фазы и выявления фазы с ухудшенной изоляцией.
• При наличии условий проводите испытания на частичный разряд.
• Выполняйте регулярное комплексное техническое обслуживание (удаление пыли, подтяжка контактов, проверка регулятора температуры, обслуживание вентиляторов); регулярные измерения сопротивления постоянному току и коэффициента трансформации.