Ar žaibas gali sugadinti transformatorius? Pagrindiniai transformatorių apsaugos nuo apsaugos dizaino patarimai

Perkūnijos grėsmė transformatoriams perkūnijos orais

Transformatorių perkūnijos orų grėsmė daugiausia kyla dėl dviejų tipų žaibo efektų: tiesioginių žaibo smūgių ir sukelto žaibo, su skirtingais pažeidimo keliais ir mechanizmais.

Tiesioginis žaibo smūgis reiškia žaibą, tiesiogiai smogiantį pačiam transformatoriui ar sujungtoms linijoms. Pagrindiniai transformatoriaus komponentai, tokie kaip geležies šerdis ir apvijos, yra pagaminti iš metalinių medžiagų ir ilgą laiką veikia aukštoje įtampoje (10 kV ir aukštesnėje). Įsitraukus į tiesioginį žaibišką smūgį, šimtų tūkstančių ar net milijonų voltų žaibo įtampa akimirksniu suskaidys izoliacijos sluoksnį, todėl bus apvyniotas trumpas jungtis ir geležies šerdies perdegimas, kuris dažnai būna niokojantis. Tačiau tikimybė, kad transformatorius tiesiogiai nukentėjo nuo žaibo, nėra didelė, nes perdavimo linijose paprastai yra išorinių apsaugos priemonių, tokių kaip žaibolaidžiai ir viršutiniai žemės laidai, sudarančios „žaibo apsaugos barjerą“.

Priešingai, sukelto žaibo grėsmė yra labiau paslėpta ir dažna. Kai žaibas smogia žemei ar daiktams šalia linijų, stiprus žaibo elektromagnetinis laukas sukels tūkstančių voltų perdavimo linijas viršįtampius, o šios viršįtampės sklidės ties transformatoriumi. Izoliacijos sistemos transformatoriaus viduje (pvz., Aliejus - popieriaus izoliacija ir įvorės izoliacija) yra ypač jautrios įtampos svyravimams. Dėl sukelto žaibo sukuriamų viršįtampių gali būti iš dalies suskaidyta izoliacija, todėl susidaro gedimai, tokie kaip inter - pasukite trumpus jungtis ir daugialypę - geležies šerdies įžeminimą. Statistika rodo, kad daugiau nei 70% transformatoriaus žaibo pažeidimų gedimų galios sistemose sukelia sukeltas žaibas.

Išorinės apsaugos nuo išorinės žaibo šerdis yra sumažinti žaibo tikimybę, tiesiogiai veikiančią transformatorių ir su ja susijusią įrangą. Paprastai pastotėse ar paskirstymo stotyse paprastai priimama jungtinės apsaugos schema: žaibo strypai ir viršutiniai žemės laidai sudaro „erdvinės apsaugos tinklą“, o jų apsaugos diapazonas turėtų padengti pagrindinę įrangą, tokią kaip transformatoriai ir grandinės pertraukikliai. Remiantis riedėjimo rutulio metodu, žaibo strypų aukštis turėtų užtikrinti, kad apsaugos kampas neviršytų 45 laipsnių, kad būtų galima efektyviai perimti tiesioginius žaibo smūgius. Viršutinėms linijoms, sujungtoms su transformatoriais, abiejuose linijų galuose sumontuoti viršutiniai žemės laidai yra montuojami, o „įeinančios linijos apsaugos skyrius“ nustatomas per 50 metrų nuo transformatoriaus. Padidinus izoliatoriaus gabalų skaičių ir montuojant linijų sulaikymus, žaibo gaunamų bangų intensyvumas sumažėja.

Reikėtų pažymėti, kad išorinė apsauga nuo žaibo turi išvengti „apsauginės aklųjų dėmių“. Ryškios transformatoriaus dalys, tokios kaip įvorės ir radiatoriai, yra linkusios į žaibo skilimą. Todėl virš jų turi būti tiksliai apskaičiuota žaibo strypų montavimo padėtis, kad būtų užtikrinta jokių apsauginių negyvų kampų. Per perkūnija - linkusios teritorijos ar kalnuotose regionuose taip pat gali būti naudojamas „nepriklausomas žaibo strypas + izoliuotas įžeminimo“ dizainas, kuriame žaibiško strypo įžeminimo sistema nustatoma atskirai nuo transformatoriaus įžeminimo tinklelio (su tarpais ne mažesne nei 3 metrų atstumu), kad būtų išvengta žemės potencialo, kai žaibiškas strypas smogia žaibiškai, nuo transformatoriaus.

Net jei išorinė apsauga nuo žaibiškumo sulaiko didžiąją dalį žaibo, kai kurie sukeltos žaibo ar likutinės viršįtampiai vis tiek gali įsiveržti į transformatorių. Šiuo metu pagrindinį vaidmenį vaidina vidiniai apsaugos nuo žaibo įtaisai. Cinko oksido sulaikymai yra „pirmoji gynybos linija“ transformatoriams. Jie yra montuojami lygiagrečiai, esant aukštai - transformatoriaus įtampos šoninei lizdui. Normalioje operacijoje jie yra aukštai - pasipriešinimo būsenoje. Kai žaibo viršįtampis viršija slenkstį, areštas greitai sugenda ir veda, ribodamas viršįtampį izoliacijos tolerancijos diapazone ir nukreipdamas žaibo srovę į žemę. Aukšti - kokybiški cinko oksido laikikliai turi turėti žemos liekanos įtampos ir didelės srovės - nešančiosios talpos charakteristikas, o sulaikymų, palaikančių 10 kV transformatorius, liekamoji įtampa turėtų būti kontroliuojama žemiau 45 kV.

Be sulaikymų, taip pat svarbu ir izoliacijos koordinavimo koordinavimo projektavimas. Izoliacinės sistemos transformatoriaus viduje (pvz., Aliejus - popieriaus izoliacija ir įvorės izoliacija) turi atitikti sulaikymų apsaugos charakteristikas, kad būtų sudaryta „žingsnis - - žingsnio apsauga“. Pavyzdžiui, apvijos atsparumas smūgiams pagerėja sureguliuojant apvijos procesą (pvz., Naudojant 纠结式 apvijas) ir anti - taršos porceliano rankoves ar kompozicines rankoves, kad būtų galima parinkti įvorę, kad būtų padidintas atsparumas paviršiui. 35 kV ir virš transformatorių neutralūs taškų sulaikymai taip pat montuojami neutraliame taške, kad būtų išvengta žaibo viršįtampio, nepažeidžiant neutralaus taško izoliacijos.

Tobulinant intelektą energijos sistemose, „Lightning Protection Design“ padidėjo nuo „pasyvios apsaugos“ prie „aktyvaus ankstyvojo įspėjimo“. Šiuolaikiniai transformatoriai paprastai yra su internetinėmis stebėjimo sistemomis, kurios renka tikrus - laiko tarpo apsaugos įtaisų laiko duomenis, įrengdami cinko oksido arešto nuotėkio nuotėkio srovės monitorius, apvijos temperatūros jutiklius, dalinius iškrovos detektorius ir kitą įrangą. Kai sutraukimo nuotėkio srovė padidėja neįprastai arba sumažėja apvijos izoliacijos atsparumas, sistema automatiškai išsiųs ankstyvą įspėjimo signalą, o eksploatavimo ir priežiūros personalas gali laiku pašalinti paslėptus pavojus.

Perkūnijoje - linkusiose srityse žaibo vietos sistema taip pat gali būti susieta su „Transformer“ būsenos vertinimo modeliu. Išanalizavus tokius duomenis kaip „Lightning“ veiklos laikas, vieta ir intensyvumas, kartu su istoriniais transformatoriaus gedimų įrašais, prognozuojama, kad žaibiškas įrangos rizikos lygis yra numatomas, ir prevencinės priemonės, tokios kaip apkrovos koregavimas ir laikinas išjungimas, imami iš anksto. Po to, kai elektros tinklo įmonė pritaikė šią technologiją aukštai - rizikuoti perkūnijos sritimis, transformatoriaus žaibo pažeidimų gedimų remonto laikas buvo sutrumpintas 40%, o maitinimo šaltinio patikimumas buvo žymiai pagerintas.

Žaibo impulsų testas yra esminė nuoroda, siekiant patikrinti, ar transformatorius gali atlaikyti žaibo viršįtampio poveikį ir užtikrinti „Lightning“ apsaugos dizaino patikimumą. Pagrindinis jo tikslas yra imituoti žaibo impulsų įtampą, kuri gali įvykti veikiant transformatoriui laboratorinėje aplinkoje, patikrinkite transformatoriaus izoliacijos efektyvumą ir struktūrinį stabilumą kraštutinėmis įtampos sąlygomis ir suteikia patikimą pagrindą optimizuoti apsaugos nuo žaibą.

Yra du pagrindiniai žaibo impulsų testų tipai: pilnas - bangos impulsų testas ir susmulkinti - bangos impulsų testas. Visas - bangos impulsų testas imituoja visą žaibo viršįtampio, sklindančio išilgai linijos, procesą, pritaikydamas standartinę žaibo impulsų įtampos bangos formą (1,2/50 μs) transformatoriaus apvijimui. Šis testas gali veiksmingai nustatyti, ar yra izoliacijos defektų, tokių kaip silpni apvijos taškai, linkę į skilimą po žaibo viršįtampiu. Susmulkintas - bangos impulsų testas yra iš anksto nutraukti žaibo impulsų įtampos bangą iš anksto (paprastai nukirpus bangos uodegą 2 - 5} μs po bangos priekyje), o tai yra sunkesnė nei pilnas - bangos testas. Jis daugiausia naudojamas norint patikrinti transformatoriaus aliejaus - popieriaus izoliacijos ir įvorės izoliacijos stiprumą, veikiant stačiam - priekiniam viršįtampiui, ir patikrinkite, ar izoliacija vis tiek gali išlaikyti savo našumą, kai staiga pasikeičia žaibas.

Bandymo metu stebimi pagrindiniai indikatoriai, tokie kaip skilimo įtampos vertė, dalinio iškrovos kiekis ir izoliacijos atsparumo transformatoriaus pokyčiai. Jei transformatorius gali atlaikyti nurodytą impulsų įtampos skaičių be skilimo, mirksėjimo ar reikšmingų izoliacijos parametrų pokyčių, tai rodo, kad jos izoliacijos sistema atitinka žaibo apsaugos reikalavimus. Priešingu atveju būtina išsiaiškinti izoliacijos silpnybių priežastis, tokias kaip netinkamas apvijos išdėstymas ar nekvalifikuotos izoliacijos medžiagos, ir optimizuoti dizainą.

Žaibo impulsų testas yra ne tik būtinas testas, kol transformatorius išeina iš gamyklos, bet ir svarbi priemonė eksploatavimo ir priežiūros įrenginiams įvertinti transformatoriaus izoliacijos senėjimo būseną per tarnavimo laiką. Palyginus to paties transformatoriaus bandymo duomenis skirtingais laikotarpiais, galima įvertinti, ar transformatoriaus izoliacijos veikimas pablogėjo, kad iš anksto imtųsi priežiūros ar pakeitimo priemonių ir išvengtų žaibo pažeidimų gedimų, kuriuos sukelia izoliacijos senėjimas.

Žaibo apsaugos dizaino efektyvumas priklauso ne tik nuo pradinės schemos, bet ir reikia atkreipti dėmesį į detalių optimizavimą ir kasdienę priežiūrą. Montuojant transformatorių, per vamzdžius reikia išdėstyti aukštai - įtampos šoninių kabelių įeinančias linijas, o abu metalinio vamzdžio galai turėtų būti patikimai įžeminti, kad būtų suformuotas „elektromagnetinis ekrano sluoksnis“, kad būtų sumažintas viršįtampis, kurį sukelia sukeltas žaibas laidoje. Naftos panardintoms transformatoriams silikagelis į kvėpavimą turėtų būti sausas, kad po drėgmės absorbcijos būtų sumažintas izoliacijos efektyvumas; Sauso tipo transformatoriams paviršiaus dulkės turėtų būti reguliariai valomos, kad būtų išvengta paviršiaus pliūpsnio, kurį sukelia nešvarumai.

Įžeminimo tinklo priežiūra yra pagrindinė nuoroda, kurios lengvai ignoruojama. Dirvožemio korozija ir nusėda gali sukelti įžeminimo elektrodo lūžių ar įžeminimo atsparumo padidėjimą. Todėl atsparumas įžeminimui turėtų būti matuojamas kiekvienais metais, o norint užtikrinti patikimą įžeminimo elektrodų sujungimą, reikia atlikti įžeminimo tinklo laidumo testą. Sulaikymams reikia atlikti nuolatinės srovės įtampos bandymus ir nuotėkio srovės bandymus kiekvienais 1 - 2 metais, o senėjimas ar našumas - suskaidyti sulaikymai turėtų būti laikomi laiku, kad jie negalėtų sugesti perkūnijos ore.