Comment diagnostiquer et éliminer les défauts de mise à la terre du noyau du transformateur

1. Élimination des défauts de mise à la terre multipoints

(1) Mesures correctives temporaires lorsque le transformateur ne peut pas être arrêté :
① S'il y a un fil de mise à la terre externe et que le courant de défaut est relativement élevé, le fil de terre peut être temporairement déconnecté pour permettre un fonctionnement continu. Cependant, une surveillance renforcée est obligatoire pour éviter que le noyau de fer ne développe un potentiel flottant une fois le point de défaut disparu.
② Si le défaut de mise à la terre multipoint est instable, un rhéostat (résistance coulissante) peut être connecté en série avec le fil de terre de travail pour limiter le courant en dessous de 1A. Le rhéostat doit être sélectionné en divisant la tension mesurée aux bornes du fil de terre ouvert par le courant qui le traverse.
③ L'analyse des gaz dissous (DGA) doit être utilisée pour surveiller le taux de génération de gaz au point de défaut.
④ Une fois que l'emplacement exact du défaut est identifié par la mesure mais ne peut pas être immédiatement réparé, la plaque de mise à la terre du noyau normal peut être déplacée dans la même position que le point de défaut. Cela réduira considérablement le courant de circulation.

(2) Mesures de maintenance approfondies :
 Une fois qu'un défaut de mise à la terre multipoint est détecté, les transformateurs qui peuvent être mis hors service doivent être arrêtés rapidement afin que le défaut puisse être complètement éliminé. Les actions de maintenance spécifiques doivent être adaptées au type et à la cause de la mise à la terre multipoint. Dans certains cas, aucun point de défaut ne peut être trouvé même après la mise hors tension du transformateur et le soulèvement du noyau. Pour localiser avec précision le point de mise à la terre sur site, les méthodes suivantes peuvent être utilisées :
① Méthode DC : Débranchez le lien de connexion entre le noyau de fer et les pinces. Appliquez 6 V CC sur les tôles d'acier au silicium des deux côtés de l'arcade. Utilisez un voltmètre CC pour mesurer séquentiellement la tension entre les tôles d'acier au silicium adjacentes. Lorsque la tension indique zéro ou que le compteur indique une polarité inversée, cet emplacement spécifique peut être considéré comme le point de mise à la terre du défaut.
② Méthode CA : connectez une tension CA de 220 à 380 V à l'enroulement basse tension du transformateur, établissant ainsi un flux magnétique dans le noyau de fer. Avec le lien de connexion entre le noyau et les pinces ouvert, utilisez un milliampèremètre pour vérifier le courant. Mesurer point par point le long de chaque niveau de l'arcade à l'aide du milliampèremètre ; lorsque la lecture actuelle tombe à zéro, cet emplacement est le point de défaut.

2. Phénomènes anormaux provoqués par une mise à la terre multipoint
(1) Des courants de Foucault sont générés dans le noyau de fer, augmentant les pertes dans le noyau et provoquant une surchauffe localisée.
(2) Dans les cas graves de mise à la terre multipoints non traitée pendant de longues périodes pendant un fonctionnement continu, l'huile et les enroulements surchaufferont également, accélérant le vieillissement de l'isolation en papier huilé. Cela provoque le vieillissement et le décollement de l'isolation interlaminaire des tôles du noyau, entraînant une surchauffe supplémentaire du noyau et potentiellement une combustion du noyau de fer.
(3) Une mise à la terre multipoint prolongée dégrade l'huile isolante des transformateurs immergés dans l'huile, générant des gaz combustibles et déclenchant le relais Buchholz (relais de gaz).
(4) La surchauffe du noyau de fer provoque la carbonisation des cales d'espacement et des pinces en bois à l'intérieur de la partie active.
(5) Une mise à la terre multipoint sévère peut griller le fil de terre, provoquant la perte du transformateur par sa mise à la terre normale en un seul point, entraînant des conséquences catastrophiques.
(6) Une mise à la terre multipoint peut également induire des phénomènes de décharge.

3. Raisons pour lesquelles le noyau de fer nécessite une mise à la terre en un seul point dans des conditions normales :
Pendant le fonctionnement normal, un champ électrique existe entre les enroulements sous tension et le réservoir de pétrole. Le noyau de fer et d’autres composants métalliques résident dans ce champ électrique. En raison d’une répartition inégale de la capacité, l’intensité du champ électrique varie selon les zones. Si le noyau de fer n'est pas mis à la terre de manière fiable, des phénomènes de charge et de décharge se produiront, endommageant l'isolation solide et réduisant la rigidité diélectrique de l'huile. Par conséquent, le noyau de fer doit avoir une mise à la terre fiable en un seul point.

Les noyaux du transformateur sont composés de tôles d'acier au silicium. Pour minimiser les courants de Foucault, il existe un certain niveau de résistance d'isolement entre les feuilles (allant généralement de quelques ohms à plusieurs dizaines d'ohms). La capacité interlaminaire étant extrêmement élevée, ces espaces agissent comme des chemins électriques sous un champ électrique alternatif. Ainsi, la mise à la terre du noyau en un seul point est suffisante pour maintenir le potentiel de l'ensemble empilé au potentiel de la terre.

Si le noyau de fer ou ses composants métalliques sont mis à la terre en deux points ou plus, une boucle fermée se forme entre les points de mise à la terre. Cette boucle relie une partie du flux magnétique, induisant une force électromotrice (FEM) et créant un courant de circulation, ce qui entraîne une surchauffe localisée et peut même brûler le noyau de fer. Une mise à la terre en un seul point est la seule configuration de mise à la terre acceptable et normale pour un noyau de transformateur. Bref, le noyau de fer doit être mis à la terre, et strictement en un seul point.

Les défauts du noyau sont principalement causés par deux facteurs : de mauvaises techniques de construction entraînant des courts-circuits et une mise à la terre multipoint déclenchée par des accessoires ou des facteurs environnementaux externes.