Значение и проблемы трансформаторов
В современных энергосистемах трансформаторы играют важнейшую роль, особенно сухие. Сухие трансформаторы обладают значительными преимуществами по сравнению с традиционными масляными трансформаторами, такими как пожаростойкость, безопасность и экологичность. Они компактны, лёгкие и подходят для эксплуатации в условиях повышенных требований пожарной безопасности. Однако качество изоляции сухого трансформатора, особенно изоляционного слоя, напрямую влияет на его стабильную работу и срок службы.
Что такое поверхностный разряд в изоляционном слое?
Изоляционный слой сухих трансформаторов предназначен для предотвращения утечки тока и поддержания электрических характеристик. Пробивной разряд в изоляционном слое – это явление электрического разряда внутри изоляции, обычно вызванное высокой напряжённостью электрического поля или старением изоляционных материалов. Пробивной разряд разрушает изоляционный слой трансформатора, что приводит к снижению его характеристик и в конечном итоге может привести к отказу оборудования или короткому замыканию. Поэтому обеспечение защиты изоляции трансформатора от пробивного разряда имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной стабильной работы.
Почему обнаружение искрового разряда так важно?
Пробивной разряд в трансформаторах не только ускоряет старение изоляционного материала, но и может привести к опасным авариям, таким как пожары или короткие замыкания. В частности, в трансформаторах, работающих под высоким напряжением, напряжённость электрического поля в изоляционном слое постоянно растёт, что приводит к пробивному разряду. Регулярный осмотр и мониторинг изоляционного слоя сухих трансформаторов необходимы для обеспечения безопасности и работоспособности оборудования.
Методы обнаружения искрового разряда в изоляционном слое сухих трансформаторов
С развитием технологий были разработаны различные методы обнаружения искровых разрядов. Ниже приведены некоторые распространённые методы обнаружения искровых разрядов в сухих трансформаторах.
1. Метод импульсного тока
Метод импульсного тока широко используется и соответствует международным стандартам испытаний трансформаторов. Этот метод заключается в подаче импульсных токовых сигналов на слой изоляции трансформатора. При возникновении разряда генерируются импульсы тока. Система обнаружения измеряет изменение этих импульсов, чтобы точно определить, произошел ли разряд. Этот метод обладает высокой чувствительностью, но подвержен влиянию внешних факторов окружающей среды, что приводит к нестабильным результатам. Поэтому метод импульсного тока обычно применяется в лабораторных условиях или в контролируемых условиях испытаний.
2. Метод сверхвысокочастотного обнаружения
По сравнению с методом импульсного тока метод сверхвысокочастотной диагностики обладает значительным преимуществом в устойчивости к внешним помехам. При возникновении разряда в трансформаторе обычно возникают высокочастотные электромагнитные волны. Данный метод позволяет обнаружить эти волны и идентифицировать разряд. Диапазон частот обнаружения обычно составляет от 300 МГц до 3 ГГц, что обеспечивает более точные результаты и подходит для сложных промышленных условий.
3. Ультразвуковой метод обнаружения
Ультразвуковой метод обнаружения основан на регистрации ультразвуковых сигналов, генерируемых разрядом внутри трансформатора. При возникновении разряда возникают ультразвуковые волны, которые могут быть зарегистрированы и проанализированы ультразвуковыми датчиками. Преимущество этого метода заключается в бесконтактном обнаружении, но он подвержен помехам из-за сложной конструкции трансформатора. Он наиболее эффективен, когда точка разряда находится близко к датчику.
Исследование разряда в сухих трансформаторах
При осмотре трёх сухих трансформаторов на подстанции сотрудники обнаружили след разряда длиной 15 см на изоляции высоковольтной обмотки первого трансформатора. Температура в этом месте была ненормальной и достигала 45 °C. Дальнейший осмотр показал, что на втором и третьем трансформаторах также были обнаружены незначительные следы разряда в том же месте. Эти результаты свидетельствовали о значительном повреждении изоляционного слоя трансформаторов, требующем своевременного ремонта.
Причины возникновения искрового разряда в изоляционном слое
- Конструктивные проблемы сухих трансформаторов.
Конструкция и технология производства сухих трансформаторов определяют толщину и герметичность изоляционного слоя. Неправильное проектирование изоляции или старение материалов может привести к увеличению напряженности электрического поля, что приводит к перекрытиям. Кроме того, пыль и загрязнения на поверхности трансформатора могут служить токопроводящими путями, ускоряя разрушение изоляционного слоя. - Факторы окружающей среды.
Температура окружающей среды, влажность и накопление пыли могут повлиять на работу сухих трансформаторов. При длительном воздействии высоких температур и влажности изоляционный слой разрушается, что приводит к искровому разряду. Регулярная очистка и техническое обслуживание могут эффективно предотвратить подобные ситуации.
Лечение дефектов и профилактические меры
Для предотвращения возникновения искрового разряда в изоляционном слое сухие трансформаторы требуют регулярного технического обслуживания и осмотра. Вот несколько эффективных мер по устранению дефектов:
- Добавьте водонепроницаемый изоляционный материал.
Нанесите водонепроницаемый изоляционный материал на поврежденные слои изоляции, чтобы предотвратить дальнейшее ухудшение характеристик изоляции из-за влаги и сырости. - Очистка и удаление пыли
Регулярно очищайте поверхность трансформатора, чтобы удалить скопившуюся пыль и загрязнения, не допуская возникновения разрядов. - Установите изоляционные барьеры.
Установите изоляционные барьеры в критических зонах трансформатора, чтобы предотвратить локальные разряды, вызванные эффектом короны. - Увеличьте толщину изоляционного слоя.
В зонах с высокой напряженностью электрического поля соответствующим образом увеличьте толщину изоляционного слоя, чтобы снизить риск разряда и продлить срок службы трансформатора.
Заключение
Пробивной разряд в изоляционном слое сухих трансформаторов представляет собой серьёзную проблему, влияющую на их производительность и стабильную работу. Применение передовых технологий обнаружения, регулярное техническое обслуживание и устранение дефектов позволяют эффективно предотвратить эту проблему, обеспечивая долгосрочную надёжность трансформаторов. Как производители и пользователи сухих трансформаторов, понимание и освоение методов обнаружения и мер по устранению пробивного разряда поможет нам повысить надёжность и безопасность оборудования.
В Hengrong Electrical мы понимаем, насколько важна каждая деталь в управлении электропитанием. От передовой разработки продукции до инновационных решений в области фильтрации — мы стремимся предоставлять надёжные, эффективные и перспективные технологии. Выбирая Hengrong, вы получаете не просто продукцию, а надёжного партнёра, который поможет вашему бизнесу стать более интеллектуальным, безопасным и экологичным.