Che cos'è il monitoraggio online dei morsetti del nucleo del trasformatore? Dettagli del principio di monitoraggio della corrente di terra

• Monitoraggio degli oggetti: Corrente di terra del nucleo del trasformatore e dei elementi di fissaggio. In condizioni normali, il nucleo e gli elementi di fissaggio devono essere collegati a terra in modo affidabile in un unico punto, con una corrente di terra minima (dell'ordine dei milliampere). In caso di collegamenti a terra multipli o di danni all'isolamento, nel circuito di terra si formano correnti circolanti che possono raggiungere diversi ampere o valori anche superiori
• Principio di funzionamento: Il sistema misura con precisione le correnti minime presenti nel nucleo ferroso e nei conduttori di messa a terra dei dispositivi di fissaggio tramite trasformatori di corrente a flusso nullo; il segnale, dopo essere stato filtrato e amplificato dall'unità di elaborazione, viene digitalizzato dall'unità di acquisizione, mentre l'unità di comunicazione invia i dati al sistema di monitoraggio centrale.
• Indicazione di guasto: Un aumento anomalo della corrente di terra è un segnale diretto di una messa a terra multipla del nucleo o di un danneggiamento dell'isolamento dei morsetti. La presenza prolungata di un'elevata corrente di circuizione può causare un surriscaldamento locale del nucleo, accelerando l'invecchiamento dell'olio isolante e dell'isolamento solido.
• Installazione: Il trasformatore di corrente a flusso zero è montato sui cavi di messa a terra del nucleo e dei morsetti; non presenta alcun collegamento elettrico con l'apparecchiatura primaria e la sua installazione non richiede l'interruzione dell'alimentazione elettrica.

1. Perché è necessario monitorare la corrente di terra dei morsetti del nucleo?

Durante il normale funzionamento, il nucleo del trasformatore e i dispositivi di fissaggio devono essere collegati a terra in modo affidabile in un unico punto, al fine di eliminare l'accumulo di elettricità statica e garantire la stabilità del potenziale. In condizioni normali, nel circuito di messa a terra non vi è alcun percorso chiuso per il flusso di corrente e sul cavo di terra è presente solo una debole corrente di dispersione. Tuttavia, quando il nucleo forma un secondo punto di messa a terra a causa del danneggiamento delle rondelle isolanti, del contatto con corpi estranei metallici o dell'invecchiamento dell'isolamento dei morsetti, nel circuito di messa a terra si forma una corrente di anello che può raggiungere diversi ampere o anche valori superiori.

Le perdite aggiuntive generate dalla corrente circolante nel nucleo si trasformano in calore, causando un aumento della temperatura in alcune zone del nucleo. Se non trattata per un lungo periodo, questa situazione può portare ad un ampliamento dell'area di danneggiamento dell'isolamento delle lamine di acciaio al silicio del nucleo e ad un invecchiamento accelerato dell'olio isolante; nei casi più gravi può portare alla bruciatura del nucleo. Pertanto, la corrente di terra del nucleo è un indicatore importante dello stato di salute del trasformatore e il monitoraggio online è in grado di fornire dati continui sull'andamento della corrente.

2. Composizione del sistema e flusso di lavoro

3. Come si interpretano i dati relativi alla corrente?

3.1 Intervallo di normalità

La corrente di terra del nucleo e dei elementi di fissaggio di un trasformatore in condizioni di funzionamento normale varia solitamente da pochi milliampere a diverse decine di milliampere, a seconda della potenza e del livello di tensione del trasformatore. L'aspetto fondamentale non è il valore assoluto, bensì l'andamento delle variazioni rispetto ai valori di riferimento storici dell'apparecchiatura stessa.

3.2 Ambito di applicazione

Quando la corrente di terra supera costantemente i 100 mA, è necessario prestare attenzione. Ciò indica solitamente che l'isolamento del nucleo in ferro ha subito lievi danni o che si sono verificati più punti di messa a terra locali. È opportuno aumentare la frequenza dei controlli per valutare se la tendenza è in continua evoluzione.

3.3 Ambito degli allarmi

Quando la corrente di terra raggiunge valori dell'ordine di amperi, è molto probabile che all'interno del nucleo si sia già formato un circuito di ricircolo piuttosto grave, con un rischio significativo di surriscaldamento locale. È necessario effettuare una valutazione complessiva tenendo conto dei dati della spettroscopia di massa dell'olio (in particolare l'eventuale aumento dei livelli di etilene e metano) e organizzare quanto prima gli interventi di manutenzione.

4. Domande frequenti

4.1 Domanda: un improvviso aumento della corrente di terra del nucleo di ferro è necessariamente indice di un guasto?

Risposta: Non necessariamente. Anche l'azionamento del commutatore del trasformatore, le fluttuazioni della tensione di rete o interventi esterni possono causare variazioni istantanee della corrente di terra. L'elemento chiave è la persistenza: un picco isolato può essere un disturbo transitorio, mentre solo una corrente elevata che persiste per più cicli di campionamento costituisce un segnale di guasto.

4.2 Domanda: Esiste un collegamento tra il monitoraggio del nucleo e quello della cromatografia dell'olio?

Risposta: Sì. Una messa a terra multipla del nucleo ferroso può causare un surriscaldamento locale, mentre il surriscaldamento dell'olio si manifesta con un aumento del tenore di etilene nell'analisi cromatografica dell'olio. Se la corrente nel nucleo ferroso continua ad aumentare e contemporaneamente si registra un aumento del tenore di etilene nell'analisi cromatografica dell'olio, è possibile stabilire con certezza che il nucleo ferroso presenta un problema di messa a terra multipla.

4.3 Domanda: Qual è la differenza tra un trasformatore di corrente a flusso magnetico zero e un trasformatore di corrente standard?

Risposta: I trasformatori di corrente convenzionali presentano un errore piuttosto elevato nella misurazione di correnti di piccola entità e sono facilmente soggetti alle interferenze del campo magnetico terrestre e delle correnti elevate presenti nelle vicinanze. I trasformatori di corrente a flusso magnetico zero, grazie a uno speciale design del circuito magnetico che mantiene il flusso magnetico nel nucleo a un livello prossimo allo zero, offrono una precisione di misurazione delle correnti dell'ordine dei milliampere di gran lunga superiore rispetto ai trasformatori convenzionali.

4.4 Domanda: Il monitoraggio del nucleo magnetico consente di monitorare contemporaneamente anche i pezzi in lavorazione?

Risposta: Sì. Il nucleo e il dispositivo di serraggio richiedono ciascuno un conduttore di messa a terra e un sensore indipendenti. La configurazione standard comprende solitamente due sensori, uno per il monitoraggio della corrente di terra del nucleo e uno per quella del dispositivo di serraggio.

4.5 Domanda: Dove va installato il sensore? È necessario interrompere l'alimentazione elettrica per l'installazione?

Risposta: Il trasformatore di corrente a flusso magnetico zero viene montato direttamente sui cavi di messa a terra del nucleo e dei supporti, in modo da essere completamente isolato dal circuito primario, senza che sia necessario interrompere l'alimentazione per l'installazione. La posizione di installazione è solitamente presso i terminali di messa a terra situati nella parte inferiore del corpo del trasformatore.

Esclusione di responsabilità: il contenuto di questo articolo è solo per scambi e riferimenti tecnici e non costituisce alcuna forma di impegno di approvvigionamento o offerta di contratto. I parametri tecnici del prodotto, la configurazione e il prezzo del contratto effettivo e dell'accordo tecnico prevalgono. I dati tecnici e i casi trattati in questo articolo provengono da informazioni pubbliche e dalla pratica ingegneristica, se aggiornati senza preavviso.

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