En omfattende guide til transformatorfejl: Årsager, reaktion og forebyggelse

I det moderne elnet er transformatorerne de ubesungne helte, men når der opstår en fejl som udbrændthed eller eksplosion, kan konsekvenserne være katastrofale. Sådanne hændelser fører ikke kun til omfattende strømafbrydelser, men kan også forårsage brande og udgøre en alvorlig risiko for personalet. Denne omfattende vejledning dissekerer årsagerne til transformerfejl, giver en klar plan for nødberedskab og skitserer proaktive forebyggelsesstrategier for at hjælpe forsyningsselskaber, industrioperatører og ejendomsejere med at forbedre den elektriske sikkerhed.

1. Definition af fiasko: Udbrændthed vs. eksplosion

For det første er det vigtigt at forstå forskellen mellem en "udbrændthed" og en "transformatoreksplosion".

• Transformator-udbrændthed: Dette er en mindre dramatisk, men lige så alvorlig fejl. Den opstår typisk, når en transformatorens viklinger er beskadiget på grund af intern overophedning, isolationsnedbrud eller en lokal kortslutning. En udbrændthed involverer måske ikke en voldsom fysisk begivenhed, men signaleres ofte af røg, en brændende lugt og unormale lyde.
• Transformer-eksplosion: Dette er en alvorlig og farlig hændelse. Når der opstår en større intern fejl, som f.eks. en kortslutning, kan den intense varme hurtigt fordampe den isolerende olie. Det pludselige, enorme tryk, der genereres af denne gasudvidelse, kan få transformatortanken til at briste voldsomt og skabe en kraftig chokbølge og en massiv ildkugle (Flashover). Tankens låg kan blæses af, og varm olie kan sprøjte ud over et stort område.

Almindelige misforståelser: Offentligheden bruger ofte udtrykket "eksplosion" løst om ethvert højt brag og glimt fra en transformer. I virkeligheden kan disse hændelser omfatte:

• Flashover: En overfladeudladning af elektricitet på tværs af en isolator.
• Lysbuer: En kontinuerlig elektrisk udladning gennem en gas, ofte efter et isolationsnedbrud.
• Brud: Den fysiske sprængning af tanken på grund af overtryk, som måske eller måske ikke involverer en massiv eksplosion.

2. De grundlæggende årsager: Seks syndere bag transformatorfejl

En transformators svigt er sjældent et enkeltstående problem. Det er ofte resultatet af flere faktorer, der akkumuleres over tid.

2.1 Elektrisk overbelastning og kortslutning

• Vedvarende overbelastning: Betjening af en Strømtransformator over sin nominelle kapacitet i længere perioder forårsager en kritisk temperaturstigning, der fremskynder nedbrydningen af isolerende materialer som olie og papir.
• Kortslutningskræfter: En ekstern kortslutning på elnettet kan sende en massiv strømstød gennem transformatorviklingerne og skabe kraftige elektromagnetiske kræfter. Disse kræfter kan fysisk deformere viklingerne, beskadige isoleringen mellem svingene og føre til en intern kortslutning.

2.2 Fejl i den interne isolering

• Aldrende eller forurenet isoleringsolie: Transformerens isolerende olie, eller "blod", nedbrydes over tid på grund af varme og producerer sure biprodukter og slam. Hvis forseglingen af transformatortanken svigter, kan der trænge fugt ind, hvilket drastisk reducerer oliens dielektriske styrke og isoleringsevne.
• Opdeling af papirisolering: Den papirisolering, der bruges i viklinger, bliver skør med alderen og varmen. Små revner eller gasbobler kan føre til delvis udladning (Corona-udladning), som nedbryder isoleringen og til sidst forårsager et termisk sammenbrud.

2.3 Produktions- og designfejl

• Dårlige forbindelser: Fejlbehæftede interne svejsninger eller løse forbindelser skaber steder med høj modstand, som forårsager lokal overophedning.
• Designfejl: Utilstrækkeligt viklingsdesign, utilstrækkelig spoleafstand eller løse klemmekonstruktioner kan føre til vibrationer og elektrisk afladning og skabe en tikkende bombe.

2.4 Eksterne elektriske forstyrrelser

• Lynnedslag og overspænding: Lynnedslag eller omkoblinger på nettet kan skabe forbigående overspændinger, der overskrider transformatorens isoleringsevne og forårsager en isolationsfejl.
• Induktivt lyn: Selv uden et direkte nedslag kan lyn i nærheden fremkalde en spændingsbølge i de ledninger, der er forbundet med transformeren.

2.5 Miljømæssige og menneskelige faktorer

• Barske miljøer: Udsættelse for fugt, salttåge eller ætsende kemikalier kan nedbryde transformatorens kabinet og isoleringsmaterialer med tiden.
• Menneskelig fejl eller indtrængen af dyr: Forkert betjening af tapskiftere, gravning nær jordkabler eller små dyr (som egern), der kommer ind i transformerskabet, kan forårsage kortslutninger.

Få mere at vide：.Hvordan tester man en strømtransformator? - En omfattende guide af Evernew Transformer

3. Advarselstegn: Visuelle og auditive tegn på en svigtende transformator

En transformer i nød udsender ofte klare signaler. Hvis man genkender disse tegn, kan man gribe ind i tide.

3.1 Visuelle indikatorer

• Røg eller olielækager: Enhver form for røg, oliespray eller synlig olielækage fra tanken, bøsningerne eller trykaflastningsanordningen er et kritisk advarselssignal.
• Deformation af tanken: En usædvanlig hævelse eller "udbuling" af tankens vægge eller et knust glas i oliemåleren er tegn på en farlig intern trykopbygning.
• Ændring af oliefarve: Et mørkt, misfarvet eller mudret udseende af den isolerende olie tyder på alvorlig termisk stress.

3.2 Auditive signaler

• Unormale lyde: Ud over den normale brummen skal du være opmærksom på konsekvente knitrelyde (lysbue), boblende lyde eller en høj, uregelmæssig banken eller banken.
• Eksplosion: Et pludseligt, voldsomt brag er det umiskendelige tegn på en større fejl.

3.3 Olfaktoriske ledetråde

• Brændende lugt: En stærk lugt af brændt papir eller plastik peger på en alvorlig intern overophedning af den faste isolering.
• Lugten af varm olie: En stærk, skarp lugt, der ligner varm olie eller tjære, indikerer, at isoleringsvæsken er under ekstrem termisk belastning.

4. Nødhjælp: Hvad skal man gøre under en transformatoreksplosion?

I tilfælde af en Transformer-eksplosion eller brand, er den personlige sikkerhed højeste prioritet.

1. Afbryd strømmen med det samme: Det mest afgørende første skridt er at gøre transformeren strømløs. Find og betjen hurtigt de tilsvarende afbrydere eller kontakter for at isolere både høj- og lavspændingssiden.
2. Hold en sikker afstand: Gå ikke tæt på den defekte transformer. Risikoen for en sekundær eksplosion, flyvende vragdele eller strømførende kabler er ekstremt høj.
3. Meddelelse om nødsituation: Ring straks til brandvæsenet (f.eks. 911 i USA, 112 i Europa), hvis der opstår brand. Giv også det lokale forsyningsselskab besked om strømafbrydelsen og fejlen.
4. Brug af brandslukker: Hvis det er sikkert at gøre det, kan en lille brand slukkes med en kemisk brandslukker eller en CO2-brandslukker. Brug ALDRIG vand, da det er ledende og kan forværre situationen.

5. Efter svigt: Reparation, udskiftning og genopretning

Efter en fejl er det nødvendigt med en professionel vurdering.

• Vurdering af skader: Teknikerne vil afgøre, om transformatoren kan reddes. Hvis kun en mindre del af viklingen er beskadiget, og kernen eller tanken er intakt, kan en reparation måske lade sig gøre. Men hvis der er omfattende skader på kernen, tanken eller større komponenter, skal en udskiftning af transformer er nødvendig.
• Reparationsproces: Reparation af en transformer involverer komplekse, specialiserede procedurer som at spole spoler tilbage, stable kernen igen, udskifte bøsninger og påfylde vakuumolie.
• Tidsplaner for udskiftning: Leveringstiden for en ny transformer varierer. En standard Distributionstransformator kan være tilgængelig hurtigt, mens en større eller specialdesignet Strømtransformator kan tage flere uger eller måneder at fremstille.

6. Hvem skal man ringe til, når en transformator svigter?

At vide, hvem man skal kontakte i en krisesituation, er afgørende for en hurtig og effektiv reaktion.

• Brandvæsenet: Hvis der er risiko for røg, brand eller eksplosion, er brandvæsenet det første, du skal ringe til.
• Forsyningsselskabet: Dette er det vigtigste opkald i forbindelse med en strømrelateret hændelse. Det lokale forsyningsselskab vil sende uddannet personale ud for at isolere udstyret sikkert og påbegynde genoprettelsesarbejdet.
• Din forsikringsudbyder: Hvis dit udstyr er forsikret, skal du kontakte dit forsikringsselskab så hurtigt som muligt. De vil sende en taksator ud for at vurdere skaden med henblik på et eventuelt erstatningskrav.
• En professionel service eller en producent af originalt udstyr (OEM): Når stedet er sikkert, og strømmen er afbrudt, skal du kontakte en specialiseret transformer service company eller den oprindelige producent. De kan yde teknisk ekspertbistand, vurdere skaden og koordinere enten en reparation eller en udskiftning.

Få mere at vide：.Top 10 fejl, du skal undgå, når du køber strømtransformatorer

7. Proaktiv forebyggelse: Den bedste strategi

Forebyggelse er altid bedre end helbredelse. Et robust vedligeholdelses- og overvågningsprogram kan reducere risikoen for en transformerfejl betydeligt.

7.1 Design og indkøb

• Korrekt størrelse: Vælg altid en transformer med en kapacitet, der overstiger din spidsbelastning, med en tilstrækkelig sikkerhedsmargin.
• Materialer af høj kvalitet: Invester i højeffektive transformatorer bygget med kerner af siliciumstål af høj kvalitet, iltfrie kobberviklinger og overlegne isoleringsmaterialer.
• Sikkerhedsfunktioner: Vælg transformatorer, der er udstyret med vigtige sikkerhedsfunktioner som overtryksventiler, Gasrelæer (Buchholz-relæ)og overspændingsafledere.

7.2 Rutinemæssig drift og vedligeholdelse

• Regelmæssige inspektioner: Udfør rutinemæssige visuelle kontroller for lækager, tegn på korrosion og unormale lyde.
• Olieanalyse: Tag jævnligt olieprøver til kromatografisk analyse (DGA). Denne analyse kan opdage fejlindikerende gasser opløst i olien, hvilket giver en tidlig advarsel om interne problemer som overophedning eller lysbuer.
• Termisk overvågning: Brug termisk billeddannelse eller et online overvågningssystem til at spore transformatorens temperatur og identificere hot spots.
• Styring af belastning: Sørg for, at belastningen på transformeren er afbalanceret over alle faser for at forhindre overophedning i en del af viklingen.

7.3 Beskyttelsesanordninger og -systemer

• Omfattende beskyttelse: Sørg for, at transformeren er udstyret med overstrøms-, differential- og jordfejlsbeskyttelsesrelæer, der er korrekt kalibreret.
• Lynafledere: Kontrollér, at lynafledere er korrekt installeret og i god stand for at beskytte mod overspænding.

8. Ofte stillede spørgsmål (FAQ)

• Hvor almindelige er transformer-eksplosioner?
  • Med moderne produktion og regelmæssig vedligeholdelse er risikoen for en transformatoreksplosion ekstremt lav. Men forsømte eller aldrende transformere har en meget højere risiko.
• Hvorfor svigter transformere oftere i varmt eller stormfuldt vejr?
  • Varme: Høje omgivelsestemperaturer reducerer transformatorens evne til at aflede varme, hvilket fremskynder ældningen af dens isoleringssystem.
  • Storme: Lyn og voldsomt vejr kan forårsage strømstød og overspændinger, som kan føre til, at isoleringen går i stykker.
• Hvordan kan jeg se, om en transformer er overophedet?
  • Den mest direkte måde er at tjekke olie- eller viklingstemperaturmålerne. Andre tegn er en stærk brændt lugt, en mørk oliefarve eller hot spots, der er synlige med et termisk kamera.
• Kan en ikke-ekspert tjekke en transformer for problemer?
  • Ikke-professionelle kan udføre et simpelt visuelt tjek for åbenlyse problemer som lækager eller fysiske skader. Men det er ikke tilfældet, Rør eller åbn ALDRIG et transformerkabinet. Al praktisk kontrol og vedligeholdelse skal udføres af en kvalificeret elektriker eller tekniker.

9. Konklusion: Forebyggelse frem for reaktion

Sikkerheden og pålideligheden af dit elektriske system er altafgørende. At forstå årsagerne til transformersvigt og implementere en streng forebyggende vedligeholdelsesplan er den mest effektive måde at beskytte dine aktiver og medarbejdere på. Proaktive foranstaltninger, lige fra at vælge en transformerproducent af høj kvalitet som Energy Transformer til at udføre årlige professionelle tjek, er langt mere værdifulde end en reaktiv reaktion.