Maaari bang mag -ilaw ang mga transformer ng ilaw? Mga Tip sa Disenyo ng Proteksyon ng Proteksyon ng Key ng Lightning

Jul 18, 2025

Mag-iwan ng mensahe

 

Maaari bang mag -ilaw ang mga transformer ng ilaw? Mga Tip sa Disenyo ng Proteksyon ng Proteksyon ng Key ng Lightning

 

Lightning

I. Panimula

 

Sa mga panahon ng bagyo ng tag -araw, ang mga balita tungkol sa "mga transformer na nasira ng mga welga ng kidlat na humahantong sa mga outage ng kuryente" ay hindi bihira. Maraming tao ang maaaring magtaka: Bakit ang mga matangkad na transpormer na ito ay "mahina"? Madali ba silang maging "sinaktan at masira" sa panahon ng bagyo? Sa totoo lang, ang panganib ng pagkasira ng transpormer sa mga bagyo ay hindi lamang isang bagay na "direktang tinamaan ng kidlat", ngunit nagsasangkot ng kumplikadong mga pisikal na epekto at lohika ng proteksyon ng system ng kuryente. Ang artikulong ito ay malalim na pag -aralan ang mga banta ng panahon ng bagyo sa mga transformer at ibunyag ang "nakatagong mga tip" ng mga disenyo ng proteksyon ng kidlat na ginawa ng mga inhinyero ng kuryente para sa mga transformer.

 

 

Ii. Mga pagbabanta ng bagyo sa mga transformer sa panahon ng thunderstorm

Thunderstorm Weather

Mga pagbabanta ng bagyo sa mga transformer sa panahon ng thunderstorm

Ang mga banta ng thunderstorm na panahon sa mga transformer na pangunahin ay nagmula sa dalawang uri ng mga epekto ng kidlat: direktang mga welga ng kidlat at sapilitan na kidlat, na may natatanging mga landas ng pinsala at mekanismo.

Ang isang direktang welga ng kidlat ay tumutukoy sa kidlat na direktang paghagupit sa transpormer mismo o ang mga konektadong linya nito. Ang mga pangunahing sangkap ng isang transpormer, tulad ng iron core at windings, ay gawa sa mga metal na materyales at nagpapatakbo sa mataas na boltahe (10kV at sa itaas) sa mahabang panahon. Kapag na -hit sa pamamagitan ng isang direktang welga ng kidlat, ang boltahe ng kidlat ng daan -daang libo o kahit milyon -milyong mga volts ay agad na masisira ang layer ng pagkakabukod, na nagreresulta sa paikot -ikot na mga maikling circuit at bakal na burnout, na madalas na nagwawasak. Gayunpaman, ang posibilidad ng isang transpormer na direktang tinamaan ng kidlat ay hindi mataas, dahil ang mga linya ng paghahatid ay karaniwang nilagyan ng mga panlabas na pasilidad ng proteksyon tulad ng mga rod rod at overhead ground wires, na bumubuo ng isang "lightning protection barrier".

Sa kaibahan, ang banta ng sapilitan na kidlat ay mas nakatago at karaniwan. Kapag tinamaan ng kidlat ang lupa o mga bagay na malapit sa mga linya, ang malakas na patlang ng electromagnetic ng kidlat ay mag -uudyok ng mga overvoltage ng libu -libong mga volts sa mga linya ng paghahatid, at ang mga overvoltages na ito ay magpalaganap kasama ang mga linya sa transpormer. Ang mga sistema ng pagkakabukod sa loob ng transpormer (tulad ng langis - pagkakabukod ng papel at pagkakabukod ng bushing) ay sobrang sensitibo sa pagbabagu -bago ng boltahe. Ang mga overvoltages na nabuo ng sapilitan na kidlat ay maaaring maging sanhi ng bahagyang pagbagsak ng pagkakabukod, na humahantong sa mga pagkakamali tulad ng inter - ay i -short circuit at multi - point grounding ng iron core. Ipinapakita ng mga istatistika na higit sa 70% ng mga pagkakamali sa pagkasira ng ilaw ng transpormer sa mga sistema ng kuryente ay sanhi ng sapilitan na kidlat.

 

 

III. Mga Tip sa Core para sa Disenyo ng Proteksyon ng Lightning ng Transformer

Ang Transformer Lightning Protection Design ay isang sistematikong proyekto na kailangang isama ang panlabas na kapaligiran, mga katangian ng kagamitan, at mga kinakailangan sa operasyon upang makabuo ng isang buong - chain protection system ng "pag -iwas - interception - dredging - pagsubaybay".

(1) Proteksyon ng Kidlat ng Panlabas: Pagbuo ng unang "pisikal na hadlang"

lightning rods

Ang core ng panlabas na proteksyon ng kidlat ay upang mabawasan ang posibilidad ng kidlat na direktang kumikilos sa mga transformer at mga nauugnay na kagamitan. Sa mga substation o istasyon ng pamamahagi, ang isang magkasanib na scheme ng proteksyon ay karaniwang pinagtibay: ang mga rod rod at overhead ground wire ay bumubuo ng isang "spatial protection network", at ang kanilang saklaw ng proteksyon ay dapat masakop ang mga pangunahing kagamitan tulad ng mga transformer at circuit breaker. Ayon sa paraan ng pag -ikot ng bola, ang taas ng mga rod rod ng kidlat ay dapat tiyakin na ang anggulo ng proteksyon ay hindi lalampas sa 45℃upang epektibong makagambala sa mga direktang welga ng kidlat. Para sa mga linya ng overhead na konektado sa mga transformer, ang mga overhead ground wire ay naka -install sa magkabilang dulo ng mga linya, at isang "papasok na seksyon ng proteksyon ng linya" ay nakatakda sa loob ng 50 metro ng transpormer. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng bilang ng mga piraso ng insulator at pag -install ng mga aresto sa linya, nabawasan ang intensity ng mga papasok na alon ng kidlat.

Dapat pansinin na ang panlabas na proteksyon ng kidlat ay kailangang maiwasan ang "proteksyon blind spot". Ang mga kilalang bahagi ng transpormer, tulad ng mga bushings at radiator, ay madaling kapitan ng pagkasira ng kidlat. Samakatuwid, ang posisyon ng pag -install ng mga rod ng kidlat sa itaas ng mga ito ay dapat na tumpak na kinakalkula upang matiyak na walang proteksyon na mga patay na sulok. Sa bagyo - mga lugar na madaling kapitan o bulubunduking mga rehiyon, ang isang disenyo ng "independiyenteng kidlat + na nakahiwalay na saligan" ay maaari ring magamit, kung saan ang grounding system ng kidlat na baras ay itinakda nang hiwalay mula sa transpormer grounding grid (na may isang spacing na hindi bababa sa 3 metro) upang maiwasan ang mga potensyal na counterattack na nabuo kapag ang rod rod ay sinaktan ng ilaw mula sa nakakaapekto sa transpormer.

 

.

lightning arrester

Kahit na ang panlabas na proteksyon ng kidlat ay nakikipag -ugnay sa karamihan ng kidlat, ang ilang sapilitan na kidlat o natitirang mga overvoltage ay maaari pa ring salakayin ang transpormer. Sa oras na ito, ang mga panloob na aparato ng proteksyon ng kidlat ay may mahalagang papel. Ang mga inaresto ng zinc oxide ay ang "unang linya ng pagtatanggol" para sa mga transformer. Ang mga ito ay naka -install na kahanay sa mataas na - boltahe na bahagi ng outlet ng transpormer. Sa normal na operasyon, sila ay nasa isang mataas na - na estado ng paglaban. Kapag ang overvoltage ng kidlat ay lumampas sa threshold, mabilis na bumagsak at nagsasagawa ang Arrester, na nililimitahan ang overvoltage sa loob ng saklaw ng pagpapaubaya ng pagkakabukod at pag -diverting ng kasalukuyang kidlat sa lupa. Ang mataas na - Ang kalidad ng mga inaresto ng zinc oxide ay kailangang magkaroon ng mga katangian ng mababang natitirang boltahe at malaking kasalukuyang - na may dalang kapasidad, at ang natitirang boltahe ng mga naaresto na sumusuporta sa 10KV na mga transformer ay dapat na kontrolado sa ibaba 45kV.

Bilang karagdagan sa mga nag -aresto, ang disenyo ng koordinasyon ng pagkakabukod ay mahalaga din. Ang mga sistema ng pagkakabukod sa loob ng transpormer (tulad ng langis - pagkakabukod ng papel at pagkakabukod ng bushing) ay kailangang tumugma sa mga katangian ng proteksyon ng mga inaresto upang mabuo ang "hakbang - ng - na proteksyon ng hakbang". Halimbawa, ang epekto ng paglaban ng paikot -ikot ay pinabuting sa pamamagitan ng pag -aayos ng proseso ng paikot -ikot (tulad ng paggamit ng 纠结式 windings), at ang anti - polusyon na mga manggas ng porselana o pinagsama -samang manggas ay napili para sa pagpili ng bushing upang mapahusay ang paglaban sa flashover sa ibabaw. Para sa 35kV at sa itaas ng mga transformer, ang mga neutral point na naaresto ay naka -install din sa neutral na punto upang maiwasan ang overvoltage ng kidlat mula sa pagsira sa neutral point pagkakabukod.

 

 

Iv. Grounding System: Paglikha ng isang "Safe Dredging Channel"

 

Ang grounding system ay ang "panghuling patutunguhan" ng enerhiya ng kidlat, at ang pagganap nito ay direktang tinutukoy ang epekto ng proteksyon ng kidlat. Ang grounding grid ng transpormer ay kailangang magpatibay ng isang kumbinasyon ng mga pahalang na grounding electrodes at vertical grounding pole. Ang pahalang na grounding electrodes ay karaniwang gawa sa 40mm × 4mm galvanized flat na bakal, na inilatag sa isang pattern ng mesh, at ang mga vertical grounding pole ay gawa sa galvanized na mga tubo ng bakal na may diameter na 50mm at isang haba ng 2.5 metro, na nakaayos sa pagitan ng 5 - 8 metro. Ang saligan na paglaban ng grounding grid ay isang pangunahing tagapagpahiwatig. Ayon sa mga pagtutukoy, ang paglaban sa saligan ng transpormer ay dapat na mas mababa sa o katumbas ng 4Ω. Sa mga lugar na may mataas na resistivity ng lupa (tulad ng mga bulubunduking lugar at disyerto), ang mga panukala tulad ng kapalit ng lupa, paglaban - pagbabawas ng mga ahente, at ang malalim na mahusay na saligan ay kinakailangan upang mabawasan ang paglaban, tinitiyak na ang kasalukuyang kidlat ay maaaring mawala nang mabilis at maiwasan ang pangalawang mga pagkakamali na sanhi ng pagtaas ng potensyal sa lupa.

Ang "disenyo ng equalization ng boltahe" ng grounding system ay mahalaga din. Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang mga puntos sa grounding grid ay dapat kontrolin sa loob ng isang ligtas na saklaw. Sa pamamagitan ng pagdaragdag ng boltahe na pantay -pantay na sinturon at paikliin ang spacing ng mga grounding electrodes, ang pinsala sa labis na hakbang na boltahe at boltahe ng contact sa kagamitan at tauhan ay maiiwasan. Bilang karagdagan, ang hindi - live na mga bahagi ng metal ng transpormer, tulad ng shell, iron core, at clamp, ay dapat na maaasahan na saligan upang mabuo ang "equipotential bonding" upang maiwasan ang lumulutang na potensyal na nabuo ng induction ng kidlat mula sa pagbagsak ng pagkakabukod.

 

V. Matalinong Pagsubaybay: Napagtanto ang "Maagang Pagtuklas ng Fault"

zinc oxide arrester leakage current monitors

Sa pagbuo ng katalinuhan sa mga sistema ng kuryente, ang disenyo ng proteksyon ng kidlat ay na -upgrade mula sa "proteksyon ng pasibo" hanggang sa "aktibong maagang babala". Ang mga modernong transformer ay karaniwang nilagyan ng mga online na sistema ng pagsubaybay, na nangongolekta ng tunay na - na data ng operasyon ng oras ng mga aparato ng proteksyon ng kidlat sa pamamagitan ng pag -install ng zinc oxide arrester leakage kasalukuyang monitor, paikot -ikot na mga sensor ng temperatura, bahagyang mga detektor ng paglabas, at iba pang kagamitan. Kapag ang kasalukuyang pagtagas ng kasalukuyang pagtaas ng abnormally o bumababa ang paikot -ikot na paglaban sa pagkakabukod, awtomatikong magpapadala ang system ng isang maagang signal ng babala, at ang mga tauhan ng pagpapatakbo at pagpapanatili ay maaaring napapanahon na pag -aayos ng mga nakatagong panganib.

Sa thunderstorm - mga lugar na madaling kapitan, ang sistema ng lokasyon ng kidlat ay maaari ring maiugnay sa modelo ng pagsusuri ng estado ng transpormer. Sa pamamagitan ng pagsusuri ng mga data tulad ng oras, lokasyon, at intensity ng mga aktibidad ng kidlat, na sinamahan ng mga talaang pang -kasaysayan ng transpormer, ang antas ng peligro ng kagamitan na nasira ng kidlat ay hinuhulaan, at ang mga hakbang sa pag -iwas tulad ng pagsasaayos ng pag -load at pansamantalang pagsara ay kinuha nang maaga. Matapos mailapat ng isang kumpanya ng grid ng kuryente ang teknolohiyang ito sa mataas na - na mga lugar ng thunderstorm ng peligro, ang oras ng pag -aayos para sa mga pagkakamali sa pagkasira ng ilaw ng transpormer ay pinaikling ng 40%, at ang pagiging maaasahan ng suplay ng kuryente ay makabuluhang napabuti.

 

 

Vi. Pagsubok sa Impulse ng Kidlat: Pag -verify ng pagiging epektibo ng disenyo ng proteksyon ng kidlat

Lightning Impulse Test

Ang pagsubok ng Impulse ng Lightning ay isang mahalagang link upang mapatunayan kung ang transpormer ay maaaring makatiis ng mga epekto ng overvoltage ng kidlat at matiyak ang pagiging maaasahan ng disenyo ng proteksyon ng kidlat. Ang pangunahing layunin nito ay upang gayahin ang boltahe ng impulse ng kidlat na maaaring mangyari sa aktwal na operasyon sa transpormer sa isang kapaligiran sa laboratoryo, subukan ang pagganap ng pagkakabukod at istruktura ng istruktura ng transpormer sa ilalim ng matinding mga kondisyon ng boltahe, at magbigay ng isang maaasahang batayan para sa pag -optimize ng disenyo ng proteksyon ng kidlat.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng mga pagsubok sa impulse ng kidlat: buong - test ng salpok ng alon at tinadtad na - na pagsubok ng salpok ng alon. Ang buong - na pagsubok ng salpok ng alon ay ginagaya ang kumpletong proseso ng pagpapalaganap ng Lightning Overvoltage kasama ang linya, na nag -aaplay ng isang pamantayang pag -iingat ng boltahe ng boltahe (1.2/50μs) sa paikot -ikot na transpormer. Ang pagsubok na ito ay maaaring epektibong makita kung may mga depekto sa pagkakabukod tulad ng mga mahina na puntos sa paikot -ikot na madaling kapitan ng pagkasira sa ilalim ng overvoltage ng kidlat. Ang tinadtad na - na pagsubok ng salpok ng alon ay upang putulin ang alon ng boltahe ng Impulse ng Lightning nang maaga (karaniwang pinuputol ang buntot ng alon sa loob ng 2 - 5 μs pagkatapos ng harap ng alon), na kung saan ay mas matindi kaysa sa buong - na pagsubok sa alon. Ito ay pangunahing ginagamit upang subukan ang lakas ng pagkakabukod ng langis ng transpormer - pagkakabukod ng papel at pag -bushing sa ilalim ng pagkilos ng matarik na - na overvoltage sa harap, at mapatunayan kung ang pagkakabukod ay maaari pa ring mapanatili ang pagganap nito kapag nagbago ang pag -overvolt ng kidlat.

Sa panahon ng pagsubok, ang mga pangunahing tagapagpahiwatig tulad ng halaga ng boltahe ng breakdown, bahagyang halaga ng paglabas, at pagbabago ng paglaban ng pagkakabukod ng transpormer ay sinusubaybayan. Kung ang transpormer ay maaaring makatiis sa tinukoy na bilang ng mga salpok na boltahe nang walang pagkasira, flashover, o mga makabuluhang pagbabago sa mga parameter ng pagkakabukod, ipinapahiwatig nito na ang sistema ng pagkakabukod nito ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa proteksyon ng kidlat. Kung hindi man, kinakailangan upang malaman ang mga sanhi ng mga kahinaan sa pagkakabukod, tulad ng hindi wastong pag -aayos ng paikot -ikot o hindi kwalipikadong mga materyales na pagkakabukod, at i -optimize ang disenyo.

Ang pagsubok ng impulse ng kidlat ay hindi lamang isang kinakailangang pagsubok bago iniwan ng transpormer ang pabrika ngunit din ng isang mahalagang paraan para sa mga yunit ng operasyon at pagpapanatili upang masuri ang estado ng pag -iipon ng pagkakabukod ng transpormer sa panahon ng buhay ng serbisyo nito. Sa pamamagitan ng paghahambing ng data ng pagsubok ng parehong transpormer sa iba't ibang mga panahon, maaari itong hatulan kung ang pagganap ng pagkakabukod ng transpormer ay nagpapahina, upang gumawa ng mga hakbang sa pagpapanatili o kapalit nang maaga at maiwasan ang mga pagkakamali sa pagkasira ng kidlat na sanhi ng pag -iipon ng pagkakabukod.

 

 

Vii. Nakatagong mga detalye at mga punto ng pagpapanatili ng disenyo ng proteksyon ng kidlat

transformer breather

Ang pagiging epektibo ng disenyo ng proteksyon ng kidlat ay hindi lamang nakasalalay sa paunang pamamaraan ngunit kailangan ding bigyang -pansin ang pag -optimize ng detalye at pang -araw -araw na pagpapanatili. Sa panahon ng pag -install ng transpormer, ang mataas na - boltahe na mga linya ng papasok na cable ay kailangang mailagay sa pamamagitan ng mga tubo, at ang parehong mga dulo ng metal pipe ay dapat na maaasahan na saligan upang makabuo ng isang "electromagnetic na kalasag na layer" upang mabawasan ang overvoltage na nabuo ng sapilitan na kidlat sa cable. Para sa mga nabubulok na transpormer ng langis, ang silica gel sa paghinga ay dapat na panatilihing tuyo upang maiwasan ang pagbabawas ng pagganap ng pagkakabukod pagkatapos ng pagsipsip ng kahalumigmigan; Para sa mga dry type na mga transformer, ang alikabok sa ibabaw ay dapat na linisin nang regular upang maiwasan ang flashover ng ibabaw na sanhi ng akumulasyon ng dumi.

Ang pagpapanatili ng grounding grid ay isang pangunahing link na madaling hindi pinansin. Ang kaagnasan ng lupa at pag -areglo ay maaaring maging sanhi ng grounding electrode fracture o pagtaas ng saligan. Samakatuwid, ang pagtutol sa saligan ay dapat masukat bawat taon, at ang isang saligan na pagsubok sa pagpapadaloy ng grid ay dapat isagawa tuwing 3 taon upang matiyak ang maaasahang koneksyon ng mga saligan na electrodes. Kailangang sumailalim sa mga pagsubok sa boltahe ng DC ang mga pagsubok sa boltahe at pagtagas ng kasalukuyang mga pagsubok sa bawat 1 - 2 na taon, at ang pagtanda o pagganap - ay dapat na mapalitan ng oras upang maiwasan ang mga ito mula sa pagkabigo sa thunderstorm weather.

 

 

transformer lightning protection system

 

Viii. Konklusyon

 

Ang panganib ng mga transformer na "sinaktan at nasira" sa panahon ng bagyo ay hindi makontrol. Sa pamamagitan ng disenyo ng proteksyon ng pang -agham na pang -agham at pino na operasyon at pagpapanatili, ang posibilidad ng mga pagkakamali sa pagkasira ng kidlat ay maaaring mabawasan ng higit sa 90%. Mula sa tumpak na layout ng mga rod ng kidlat hanggang sa millisecond na tugon ng mga inaresto ng zinc oxide, mula sa mababang - na paglaban ng oras ng pagsubaybay ng mga intelihenteng sistema, at pagkatapos ay sa mahigpit na pag -verify ng pagsubok ng kidlat, ang bawat kasanayan sa proteksyon ng kidlat ay sumasalamin sa karunungan ng engineering ng "aktibong pagtatanggol". Gamit ang aplikasyon ng mga bagong materyales (tulad ng nano - na pinagsama -samang mga materyales sa pagkakabukod) at mga bagong teknolohiya (tulad ng artipisyal na intelligence maagang babala), ang sistema ng proteksyon ng kidlat ng transpormer ay magiging mas maaasahan, na nagbibigay ng isang "kidlat na proteksyon payong" para sa ligtas at matatag na operasyon ng sistema ng kuryente.

 

Magpadala ng Inquiry