Defecțiuni electrice la împământare în transformatoare: cauze, efecte și metode de protecție

Transformatoarele sunt practic coloana vertebrală a multor sisteme de alimentare. Ei deplasează energia electrică în mod eficient-mai ales când cresc sau scade tensiunea. Dar, deși transformatoarele sunt construite dur, nu sunt invincibile. O problemă cu care operatorii chiar nu doresc să o rezolve este defecțiunile electrice de împământare-pentru că atunci când apar, pot fi atât dăunătoare, cât și periculoase.

Faceți clic pe imagine pentru a afla mai multe.

O defecțiune electrică la împământare are loc atunci când un conductor sub tensiune face cumva contact neintenționat cu ceva împământat-cum ar fi rezervorul transformatorului, miezul sau o conexiune la pământ/împământare.

Când se întâmplă asta, obțineți o cale anormală a curentului. Și în funcție de cât de gravă este (și cât de repede este detectată), poate duce la:

deteriorarea echipamentului,

întreruperi,

arc sau supraîncălzire,

și riscuri reale de siguranță pentru persoanele din apropiere.

La transformatoare, defecțiunile electrice de împământare pot apărea în diferite locuri-cum ar fi înfășurarea primară, înfășurarea secundară sau chiar în cadrul sistemului de izolație internă. Dacă este ignorat sau detectat prea târziu, lucrurile pot trece de la „problemă” la „reparații majore” destul de repede.

Există câteva motive tipice pentru care apar defecțiunile electrice la pământ. Unele sunt treptate, altele sunt bruște și urâte:

1. Deteriorarea izolației

Izolația transformatorului îmbătrânește lent din cauza căldurii, expunerii la umiditate și a stresului electric. În timp, izolația se poate slăbi suficient pentru ca conductorii să poată începe să „găsească” căi către masă.

2. Contaminarea cu umiditate

Umiditatea este o mare problemă. Când apa pătrunde în transformator (adesea prin scurgeri sau prin manipulare proastă), aceasta reduce rezistența izolației și face mult mai probabilă defecțiunea.

3. Deteriorări mecanice

Uneori nu este deloc electric-este fizic. Vibrațiile, daunele de transport sau forțele mecanice generate de scurt-circuite pot dăuna izolației înfășurării și pot crea o cale către masă.

4. Evenimente cu fulgere și supratensiune

Loviturile de fulgere și supratensiunile de comutare pot solicita izolarea peste ceea ce poate tolera. Chiar dacă transformatorul supraviețuiește, evenimentele repetate de stres pot împinge izolația spre defecțiune.

5. Defecte de fabricație

Aceasta nu este cea mai frecventă cauză, dar se întâmplă. Un defect al materialelor de izolare sau al calității ansamblului poate provoca în cele din urmă odefecțiune electrică la împământaredupă ce transformatorul este în funcţiune.

Să fim realiști: chiar și o „mică” defecțiune electrică la pământ merită luată în serios. Efectele pot varia de la enervant la catastrofale.

Iată ce se poate întâmpla:

Deoarece transformatoarele sunt active scumpe și de lungă{0}}conducție, de obicei este mai bine să investighezi imediat decât să „aștepți și să vezi”.

Schemele moderne de protecție sunt concepute pentru a detecta din timp defecțiunile electrice la pământ și pentru a izola transformatorul înainte ca deteriorarea să se agraveze. Abordările comune includ:

Protecție diferențială

Releele diferențiale compară curenții de intrare și de ieșire. Dacă există o nepotrivire dincolo de un prag stabilit, aceasta poate semnala o defecțiune internă-inclusiv o defecțiune la pământ.

Relee de eroare la pământ

Aceste relee monitorizează fluxul anormal de curent către masă. Când valorile arată greșit, releul declanșează întrerupătorul pentru a proteja transformatorul.

Rezistori de împământare neutru

Rezistoarele neutre de împământare limitează curentul de defect. Acest lucru ajută la reducerea daunelor echipamentului și permite totuși sistemului de protecție să-și facă treaba.

Monitorizarea izolației

Monitorizarea continuă contează. Testele precum măsurătorile rezistenței de izolație și analiza gazelor dizolvate (DGA) pot dezvălui probleme de izolație în curs de dezvoltare înainte ca o defecțiune electrică la pământ să apară complet.

Protecție la supratensiune

Descărcătorul la supratensiune ajută la protejarea transformatorului de trăsnet și de tranzitorii de comutare-, oferind practic izolației o șansă de luptă.

Dacă întrebați cei mai mulți ingineri de fiabilitate ce funcționează cel mai bine, ei vă vor spune de obicei: întreținere și monitorizare. Niciun truc magic-doar un efort constant.

Bunele practici de prevenire includ de obicei:

inspecții de rutină (starea rezervorului, terminații, conexiuni de împământare),

monitorizarea stării uleiului și a indicatorilor aferenti,

testarea periodică a izolației,

și revizuirea rezultatelor diagnosticului, cum ar fi tendințele DGA.

Detectarea degradării izolației din timp poate reduce drastic riscul unei defecțiuni la pământ și poate evita defecțiunile costisitoare ulterior.

Defecțiunile electrice la pământ sunt grave și, de obicei, nu se ameliorează singure. Acestea pot fi declanșate de defectarea izolației, pătrunderea umezelii, deteriorări mecanice sau supratensiuni electrice, cum ar fi fulgere și evenimente de comutare.

Vestea bună? Cu sistemele de protecție adecvate-și o rutină solidă de întreținere preventivă-operatorii pot detecta problemele mai repede, pot limita daunele, pot îmbunătăți siguranța și pot ajuta la prelungirea duratei de viață a transformatorului. În scurt:monitorizați devreme, răspundeți rapid, și nu ignora semnele.

Contactați acum