Que dois-je faire si le noyau du transformateur tombe en panne ?

Le service d'exploitation a considérablement amélioré la détection et le diagnostic des défaillances du noyau. Cependant, les défauts du noyau des transformateurs restent fréquents, principalement en raison de la mise à la terre multipoints et de la mauvaise qualité de la mise à la terre. Les méthodes de diagnostic et de traitement de ces deux types de défauts sont présentées ci-après.

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JE.

La raison pour laquelle le noyau de fer a besoin d'une légère mise à la terre lorsqu'il est normal

En fonctionnement normal, un transformateur génère un champ électrique entre les enroulements sous tension et la cuve. Le noyau de fer et les autres composants métalliques sont immergés dans ce champ. En raison de la répartition inégale des capacités et des variations d'intensité du champ, si les gaines métalliques et en acier inoxydable du noyau de fer ne sont pas mises à la terre, des cycles de charge et de décharge se produisent, endommageant l'isolation (métallique et huile). Il est donc impératif que le noyau de fer soit relié à la terre.

Le noyau de fer est composé de tôles d'acier au silicium et de tubes métalliques et en acier inoxydable. Afin de réduire les courants de Foucault, une certaine résistance d'isolation est présente entre les tôles (généralement de quelques ohms à quelques dizaines d'ohms). Cette résistance constitue un chemin de conduction ; ainsi, un seul point de mise à la terre dans le noyau de fer permet de fixer le potentiel de l'ensemble des tôles à la terre.

Lorsque le noyau de fer ou ses composants métalliques sont mis à la terre en deux points ou plus (multipoint), une boucle fermée se forme entre les points de mise à la terre, et le flux magnétique de la chaîne de liaison induit une force électromotrice et forme une boucle, entraînant une surchauffe locale et même la combustion du noyau de fer.

Seul un point du noyau du transformateur est mis à la terre, ce qui correspond à une mise à la terre classique. Autrement dit, le tube métallique du noyau de fer doit être mis à la terre, et cette mise à la terre doit se faire en un seul point.

La défaillance du noyau de fer est principalement due à deux raisons : un court-circuit causé par un processus de construction défectueux et une mise à la terre multipoints causée par des accessoires de tuyau métallique ou en acier inoxydable et des facteurs externes.

II.

Type de mise à la terre multipoint à noyau de fer

(1) Une fois l'installation du transformateur terminée, les broches de positionnement transportées sur le couvercle supérieur du réservoir de carburant ne doivent pas être retournées ou retirées pour former une mise à la terre multipoint du tuyau métallique et du tuyau en acier inoxydable.

(2) Du fait que le membre de serrage du noyau de fer est trop proche de la colonne du noyau et que la lamination du noyau de fer est soulevée pour une raison quelconque, elle touche le membre de serrage, formant une mise à la terre multipoint du tuyau métallique et du tuyau en acier inoxydable.

(3) La bague de la vis du joug en fer est trop longue et entre en collision avec la tôle du joug en fer, formant un nouveau point de mise à la terre.

(4) Le carton isolant situé entre le pied de la pince sous le noyau de fer et le joug de fer tombe ou est endommagé, ce qui provoque la collision des laminations au niveau du pied et du joug de fer et entraîne une mise à la terre.

(5) Pour les transformateurs de grande et moyenne taille avec dispositifs de pompe submersible, en raison de l'usure des roulements de la pompe submersible, de la poudre métallique pénètre dans le réservoir d'huile et s'accumule au fond du réservoir d'huile, formant un pont sous l'action de la force électromagnétique, reliant la culasse en fer inférieure au pied ou au fond du boîtier pour former un tuyau métallique. Le tuyau en acier inoxydable est mis à la terre en plusieurs points.

(6) Le couvercle du siège du thermomètre sur le couvercle du réservoir d'huile du transformateur immergé dans l'huile est trop long et il entre en collision avec la pince supérieure ou le joug en fer et le bord de la colonne latérale, formant un nouveau point de mise à la terre.

(7) Des corps étrangers métalliques tombent dans le réservoir d'huile du transformateur immergé dans l'huile, et ces corps étrangers métalliques font que la tôle du noyau de fer et le corps du boîtier se connectent pour former une mise à la terre.

(8) Le bloc de bois entre la pince inférieure et l'échelle de l'étrier en fer est humide ou la surface n'est pas propre et il y a beaucoup de boue attachée, de sorte que lorsque la valeur de résistance d'isolement tombe à zéro, cela constitue une mise à la terre multipoint.

III.

Phénomène anormal dans la mise à la terre multipoint

(1) Des courants de Foucault sont générés dans le noyau de fer, les pertes de fer augmentent et le tuyau métallique du noyau de fer est partiellement surchauffé.

(2) En cas de défaut de mise à la terre multipoint important et non corrigé pendant une période prolongée, le fonctionnement continu du transformateur entraînera une surchauffe de l'huile et des enroulements, ainsi qu'un vieillissement progressif de l'isolation papier-huile. Si le noyau de fer, de grande taille, surchauffe, il finira par fondre.

(3) Une mise à la terre multipoint prolongée détériorera l'huile du transformateur immergée dans l'huile et générera un gaz inflammable, ce qui fera agir le relais à gaz.

(4) En raison de la surchauffe du noyau de fer, les blocs et clips en bois du corps sont carbonisés.

(5) Une mise à la terre multipoint sérieuse entraînera la combustion du fil de mise à la terre, de sorte que le transformateur perdra la mise à la terre normale en un seul point, et les conséquences seront désastreuses.

(6) La mise à la terre multipoint peut également provoquer une décharge.

IV.

Détection des défauts à la terre multipoints

La méthode de détection des défauts de mise à la terre multipoints du noyau de fer est généralement effectuée sous deux angles :

(1) Procéder à une analyse par chromatographie en phase gazeuse. Si cette analyse révèle une forte concentration de méthane et d'oléfines, tandis que les concentrations de monoxyde de carbone et de dioxyde de carbone restent stables ou normales, cela indique une surchauffe du noyau de fer. Cette surchauffe peut être due à une mise à la terre en plusieurs points.

L'apparition de gaz acétylène dans l'analyse chromatographique a indiqué que le noyau de fer présentait une mise à la terre multipoint intermittente.

(2) Vérifiez la présence de courant dans le fil de terre. Utilisez une pince ampèremétrique pour mesurer le courant présent dans le conducteur de terre de la traversée de terre située à l'extérieur du noyau du transformateur. Lorsque le noyau du transformateur est normalement mis à la terre, aucun courant ne se forme. Le courant de mise à la terre est alors très faible, de l'ordre du milliampère (généralement inférieur à 0,3 A). En présence de plusieurs points de mise à la terre, un court-circuit se forme autour du flux magnétique principal du noyau de fer. Un courant circule alors dans ce court-circuit, et son intensité dépend du point de défaut et de sa position relative par rapport au point de mise à la terre normal, c'est-à-dire de l'intensité du flux magnétique contenu dans le court-circuit. Ce courant peut généralement atteindre plusieurs dizaines d'ampères. La mesure du courant dans le fil de terre permet de déterminer avec précision la présence d'un défaut de mise à la terre multipoint dans le noyau de fer.

V.

Dépannage des défauts à la terre multipoints

(1) Méthode d'élimination temporaire lorsque le transformateur ne peut pas être arrêté :

① Un fil de terre externe est présent. En cas de courant de défaut important, ce fil peut être temporairement déconnecté pour permettre la mise en service. Toutefois, une surveillance renforcée est indispensable pour éviter l'apparition d'un potentiel flottant dans le noyau de fer après la disparition du défaut.

2. Si le défaut de mise à la terre multipoint est instable, une résistance de glissement peut être connectée en série avec le fil de terre principal afin de limiter le courant à moins de 1 A. Le choix de cette résistance consiste à diviser la tension mesurée lorsque le fil de terre principal est normalement ouvert par le courant circulant dans ce fil.

③ Utiliser l’analyse chromatographique pour surveiller le taux de production de gaz au point de faille.

④ Après avoir trouvé le point de défaut exact par la mesure, s'il ne peut être traité, la pièce de mise à la terre de fonctionnement normal du noyau de fer peut être déplacée à la même position du point de défaut pour réduire considérablement le courant de circulation.

(2) Mesures de révision complète. Si la surveillance révèle un défaut de mise à la terre multipoint dans le transformateur, les transformateurs pouvant être mis hors service doivent l'être immédiatement, et le défaut de mise à la terre multipoint doit être complètement éliminé après la mise hors service. Pour éliminer de tels défauts, des mesures de maintenance appropriées doivent être prises en fonction du type et de la cause du défaut de mise à la terre multipoint. Cependant, dans certains cas, le point de défaut ne peut être localisé après la levée de la coupure de courant. Afin de localiser précisément le point de mise à la terre, les méthodes suivantes peuvent être utilisées sur site.

① Méthode CC. Ouvrez le raccord du tuyau métallique à âme de fer et du tuyau en acier inoxydable, ainsi que le collier de serrage. Appliquez une tension de 6 V CC aux tôles d'acier au silicium de part et d'autre de l'étrier, puis mesurez successivement la tension entre chaque tôle à l'aide d'un voltmètre CC. Si la tension est nulle ou si l'indication du voltmètre s'inverse, le point de défaut est considéré comme étant à la terre.

2. Méthode de communication. Connectez l'enroulement basse tension du transformateur à une tension alternative de 220 à 380 V. Un flux magnétique est alors généré dans les gaines métalliques et en acier inoxydable du noyau de fer. En cas de défauts à la terre multiples, mesurez le courant (noyau de fer et bornes) à l'aide d'un milliampèremètre (la connexion doit être ouverte). Effectuez des mesures point par point le long du noyau de fer à tous les niveaux. Lorsque le courant mesuré est nul, le point de défaut est identifié.