稲妻は変圧器を損傷できますか？キートランス稲妻保護の設計のヒント

雷雨が雷雨の天候におけるトランスフォーマーに対する脅威の脅威

変圧器に対する雷雨の天気の脅威は、主に2種類の稲妻効果から生まれます。直接の稲妻のストライキと誘導稲妻、明確な損傷経路とメカニズムを備えています。

直接の稲妻とは、変圧器自体または接続されたラインに直接衝突する稲妻を指します。鉄のコアや巻線などの変圧器のコアコンポーネントは、金属材料で作られており、長い間高電圧（10kV以上）で動作します。直接の稲妻ストライクに衝突すると、数十万または数百万のボルトの稲妻電圧が断熱層を即座に分解し、巻きの短絡と鉄のコアの燃え尽きをもたらします。ただし、伝送ラインには通常、稲妻やオーバーヘッドグラウンドワイヤなどの外部保護施設が装備されており、「稲妻保護障壁」を形成するため、トランスが稲妻に直接衝突する可能性は高くありません。

対照的に、誘導稲妻の脅威はより隠されており、一般的です。稲妻が線の近くで地面または物体を攻撃すると、強い稲妻電磁場は伝送ライン上の数千のボルトの過電圧を誘導し、これらの過電圧は線に沿って変圧器に伝播します。トランス内の断熱システム（オイル-紙の断熱材やブッシング断熱材など）は、電圧の変動に非常に敏感です。誘導稲妻によって生成される過電圧は、断熱材の部分的な分解を引き起こし、-が短絡を回転させたり、鉄コアのマルチ-ポイント接地などの断層を引き起こします。統計によると、電力システムの変圧器稲妻の損傷障害の70％以上が誘導雷によって引き起こされていることが示されています。

外部稲妻保護の中核は、変圧器と関連する機器に直接作用する雷の確率を減らすことです。変電所や流通ステーションでは、通常、共同保護スキームが採用されます。LightningRodsとOverhead Ground Wireは「空間保護ネットワーク」を形成し、その保護範囲は変圧器や回路ブレーカーなどの主要な機器をカバーする必要があります。ローリングボール法によれば、稲妻の高さは、直接稲妻のストライクを効果的に傍受するために、保護角が45度を超えないようにする必要があります。トランスに接続されたオーバーヘッドラインの場合、オーバーヘッドグラウンドワイヤはラインの両端に設置され、トランスの50メートル以内に「着信ライン保護セクション」が設定されています。絶縁体ピースの数を増やし、ラインアレスタを設置することにより、稲妻の入ってくる波の強度が減少します。

外部の稲妻保護は、「保護死の斑点」を避ける必要があることに注意する必要があります。ブッシングやラジエーターなど、変圧器の顕著な部分は、稲妻の故障を起こしやすいです。したがって、それらの上にある稲妻の設置位置を正確に計算して、デッドコーナーを保護しないようにする必要があります。雷雨- be延の領域または山岳地帯では、「独立した稲妻棒 +分離接地」デザインも使用できます。稲妻の接地システムは、トランスグリッド（3メートル未満の間隔で）とは別に設定され、照明ロッドが変圧器に影響を与えるときに発生したときに発生する潜在的な反撃が防止されます。

外部稲妻保護が稲妻のほとんどを傍受したとしても、一部の誘導雷または残留過電圧が依然として変圧器に侵入する可能性があります。現時点では、内部雷保護装置が重要な役割を果たしています。酸化亜鉛防止剤は、変圧器の「防御の第一線」です。それらは、変圧器の高-電圧側のコンセントで並列に取り付けられています。通常の操作では、それらは高い-抵抗状態にあります。稲妻の過電圧がしきい値を超えると、アレスターはすぐに崩壊して導入し、断熱耐性範囲内の過電圧を制限し、雷電流を地面に迂回させます。高-高品質の酸化亜鉛停止装置には、低い残留電圧と大きな電流-のキャリカル容量の特性が必要であり、10kV変圧器を支える逮捕者の残留電圧を45kV以下に制御する必要があります。

逮捕者に加えて、断熱材の調整設計も重要です。トランス内の断熱システム（オイル-紙の断熱材やブッシング断熱材など）は、逮捕者の保護特性を一致させて、-ステップ保護によって「ステップ-」を形成する必要があります。たとえば、巻線の耐衝撃性は、巻線プロセス（wandingsの使用など）を調整することで改善され、アンチ-汚染磁器の袖または複合スリーブは、表面のフラッシュオーバー抵抗を強化するためにブッシング選択のために選択されます。 35kV以上の変圧器の場合、中性点停止装置も中性点に設置され、稲妻が中性点絶縁にダメージを与えるのを防ぎます。

電力システムのインテリジェンスの開発により、Lightning Protection Designは「パッシブ保護」から「アクティブな早期警告」にアップグレードされました。最新の変圧器には、一般にオンライン監視システムが装備されています。これは、酸化酸化酸化亜鉛アレスターの漏れ電流モニター、巻線温度センサー、部分排出検出器、およびその他の機器を設置することにより、稲妻保護装置の実際の-時間動作データを収集します。アレスターの漏れ電流が異常に増加するか、巻きーが断熱抵抗が減少すると、システムは自動的に早期警告信号を送信し、操作とメンテナンスの担当者は隠れた危険をタイムリーにトラブルシューティングすることができます。

雷雨- be延の領域では、稲妻の位置システムも変圧器状態評価モデルにリンクできます。雷活動の時間、場所、強度などのデータを分析することにより、変圧器の履歴障害記録と組み合わせることで、雷によって損傷する機器のリスクレベルが予測され、負荷調整や一時的なシャットダウンなどの予防措置が事前に行われます。電力グリッド会社がこの技術を高い-リスクの雷雨エリアで適用した後、変圧器稲妻の損傷障害の修復時間が40％短縮され、電源の信頼性が大幅に改善されました。

Lightning Impulse Testは、変圧器が稲妻の過電圧に耐えることができるかどうかを検証し、Lightning Protection Designの信頼性を確保するための重要なリンクです。その中心的な目的は、実験室環境で変圧器で実際の動作で発生する可能性のある稲妻インパルス電圧をシミュレートし、極端な電圧条件下で変圧器の断熱性能と構造的安定性をテストし、稲妻保護設計の最適化の信頼できる基盤を提供することです。

稲妻インパルステストには、2つの主要なタイプがあります。完全{-波のインパルステストと刻んだ-波のインパルステスト。完全な-波のインパルステストは、ラインに沿って伝播する稲妻の過電圧の完全なプロセスをシミュレートし、標準の稲妻インパルス電圧波形（1.2/50μs）をトランス巻線に適用します。このテストでは、稲妻の下で故障する傾向がある巻線の弱点などの断熱欠陥があるかどうかを効果的に検出できます。刻まれた-波のインパルステストは、稲妻のインパルス電圧波を事前に切断することです（通常、波の前面から2 - 5}μs内の波の尾を切断します）。主に、トランスオイルの断熱強度をテストするために使用されます{-紙の断熱材とブッシングは、急な{-フロントの過電圧の作用の下で、稲妻の過電圧が突然変化したときに断熱がパフォーマンスを維持できるかどうかを検証します。

テスト中、破壊電圧値、部分排出量、変圧器の断熱性の変化などの重要な指標が監視されます。変圧器が、断絶、フラッシュオーバー、または断熱パラメーターの大幅な変化なしに指定された数のインパルス電圧に耐えることができる場合、断熱システムが稲妻保護要件を満たしていることを示します。それ以外の場合は、不適切な巻線の配置や資格のない断熱材などの断熱材の弱点の原因を調べ、設計を最適化する必要があります。

稲妻の衝動テストは、変圧器が工場を離れる前に必要なテストであるだけでなく、運用およびメンテナンスユニットがサービス寿命中のトランスの断熱状態を評価するための重要な手段でもあります。同じトランスのテストデータを異なる期間に比較することにより、変圧器の断熱性能が低下しているかどうかを判断することができます。

稲妻保護設計の有効性は、初期スキームに依存するだけでなく、詳細の最適化と毎日のメンテナンスに注意を払う必要があります。変圧器の設置中、高-電圧サイドケーブル入力ラインをパイプに敷設する必要があり、金属パイプの両端を確実に接地して、ケーブルの誘導照明によって生成される過電圧を減らすために「電磁シールド層」を形成する必要があります。オイル浸漬トランスの場合、水分吸収後の断熱性の低下を避けるために、息抜きのシリカゲルを乾燥させておく必要があります。乾燥タイプの変圧器の場合、汚れの蓄積によって引き起こされる表面のフラッシュオーバーを防ぐために、表面ダストを定期的に洗浄する必要があります。

接地グリッドのメンテナンスは、簡単に無視できる重要なリンクです。土壌腐食と沈下は、接地電極骨折または接地抵抗の増加を引き起こす可能性があります。したがって、接地抵抗は毎年測定する必要があり、接地電極の信頼できる接続を確保するために、3年ごとに接地グリッド伝導テストを実行する必要があります。逮捕者は、1 - 2年ごとにDC参照電圧テストと漏れ電流テストを受ける必要があり、老化またはパフォーマンス-劣化した逮捕者は、雷雨の天候で失敗するのを防ぐために時間内に交換する必要があります。