Função e estrutura do núcleo
O núcleo serve como o circuito magnético principal do transformador. É feito de chapas de aço silício com espessura de 0,35 mm a 0,5 mm. Os transformadores de potência adotam principalmente uma estrutura do tipo núcleo. O núcleo forma um circuito magnético fechado dentro do transformador e também atua como esqueleto para montagem dos enrolamentos (bobinas). É um componente crucial tanto para o desempenho eletromagnético quanto para a resistência mecânica do transformador.
O núcleo é a parte do circuito magnético do transformador, consistindo em membros centrais (onde os enrolamentos são montados) e jugos de núcleo (que conectam os membros centrais para formar um circuito magnético fechado). Para reduzir as perdas por correntes parasitas e por histerese e melhorar a permeabilidade magnética do circuito, o núcleo é construído intercalando e empilhando chapas de aço silício (0,35 mm a 0,5 mm de espessura) revestidas com verniz isolante. A seção transversal dos núcleos de pequenos transformadores é retangular ou quadrada, enquanto a dos grandes transformadores é escalonada para aproveitar ao máximo o espaço.
1) Falhas de aterramento multiponto
O papelão isolante entre os pés da braçadeira inferior e o trilho de ferro cai ou fica danificado, fazendo com que as laminações do garfo toquem os pés e criem um solo.
Devido ao desgaste do eixo submerso da bomba de óleo, o pó metálico entra no tanque de óleo e se acumula no fundo. Sob a influência de forças eletromagnéticas, forma uma ponte, conectando a canga inferior aos pés ou ao fundo do tanque, resultando em aterramento multiponto.
O soquete do termômetro na tampa do tanque é muito longo e toca a braçadeira superior, o garfo ou a borda do membro lateral, criando um novo ponto de aterramento.
O espaçador de madeira entre a braçadeira inferior e o degrau do garfo fica úmido ou sujo (coberto com borra de óleo), fazendo com que sua resistência de isolamento caia a zero e formando um aterramento multiponto.
Objetos estranhos de metal, como pregos de ferro ou varetas de solda, caem no tanque, fazendo com que as laminações do núcleo entrem em contato com o tanque e formem um aterramento.
Após a instalação do transformador, os pinos de posicionamento da tampa do tanque utilizado para transporte não são virados ou removidos, causando aterramento multiponto.
2) Falhas de superaquecimento do núcleo
Existem muitas causas para o superaquecimento do núcleo do transformador, como curtos-circuitos no enrolamento, operação de sobrecarga, aterramento do núcleo ruim ou anormal, curtos-circuitos entre as laminações do núcleo ou curtos-circuitos locais no núcleo, aterramento do parafuso do garfo, vazamento de fluxo do núcleo, alta tensão de alimentação e dutos de óleo de resfriamento do núcleo bloqueados. Além do acima exposto, a má circulação do óleo, o baixo nível do óleo, a deterioração do óleo, grandes rebarbas ao redor das laminações do núcleo e lacunas irregulares durante o empilhamento do núcleo também podem causar falhas de superaquecimento. Falhas de superaquecimento parcial do núcleo ocorrem basicamente no núcleo e nas braçadeiras. Se um transformador em operação sofrer superaquecimento do núcleo, especialmente superaquecimento parcial, ele gerará gases característicos como H₂, CH₄, C₂H₂ e C₂H₆. A análise cromatográfica revelará que o teor de gás dissolvido no óleo excede o padrão.
Manutenção e revisão do núcleo do transformador
Use um pano branco limpo e sem fiapos para limpar manchas de óleo e impurezas da superfície do núcleo.
Se as chapas de aço silício tiverem bordas enroladas ou 翘角 (cantos empenados), repare-as cuidadosamente com um martelo de madeira.
Verifique se os espaçadores do duto de óleo central estão bem dispostos; bata levemente nos espaçadores do duto de óleo para garantir que não haja folga; verifique se não há objetos estranhos nos dutos de óleo centrais.
Verifique se existe uma folga clara e uniforme entre a placa de pressão e a forquilha superior; verificar se os parafusos da peça de aterramento da placa de pressão de aço não estão soltos; a placa de pressão isolante deve permanecer intacta, sem danos ou rachaduras e ter estanqueidade adequada.
Use um medidor de resistência de isolamento de 1000 V (megôhmetro) para medir a resistência de isolamento entre o núcleo e os parafusos/tiras de aço do núcleo passante. Não deve mostrar nenhuma mudança significativa em comparação com testes anteriores.
Desconecte a peça de ligação entre o grampo superior e o núcleo, bem como a peça de ligação entre a placa de pressão de aço e o grampo superior. Use um medidor de resistência de isolamento de 2500 V para medir a resistência de isolamento do núcleo ao grampo e ao aterramento, que não deve ser inferior a 100 MΩ. Após a medição, reajuste com segurança as peças de conexão. (注:原文中的'2V绝缘电阻表'应为笔误，根据工程标准已修正为2500V)
Use chaves inglesas e torquímetros para apertar os fixadores nas braçadeiras superiores e inferiores, vigas superiores, vigas laterais, pés, pregos de pressão e parafusos passantes, um por um.
Verifique a condição da blindagem eletrostática do núcleo. Use um medidor de resistência de isolamento de 1000 V para medir a resistência de isolamento da blindagem eletrostática do núcleo ao terra, que deve ser superior a 100 MΩ.
Verifique a condição de conexão e isolamento da peça de aterramento do núcleo. O núcleo só pode ter um ponto de aterramento. A peça de aterramento é geralmente feita de uma folha de cobre com espessura de 0,5 mm e largura não inferior a 30 mm. Está inserido entre 3 a 4 níveis do núcleo. Para transformadores grandes, a profundidade de inserção não deve ser inferior a 80 mm. A parte exposta deve ser isolada para evitar curto-circuito no núcleo.
Precauções
(Nota: Esta seção repete o conteúdo da seção 'Falhas de aterramento multiponto' acima)
O papelão isolante entre os pés da braçadeira inferior e o trilho de ferro cai ou fica danificado, fazendo com que as laminações do garfo toquem os pés e criem um solo.
Devido ao desgaste do eixo submerso da bomba de óleo, o pó metálico entra no tanque de óleo e se acumula no fundo. Sob a influência de forças eletromagnéticas, forma uma ponte, conectando a canga inferior aos pés ou ao fundo do tanque, resultando em aterramento multiponto.
O soquete do termômetro na tampa do tanque é muito longo e toca a braçadeira superior, o garfo ou a borda do membro lateral, criando um novo ponto de aterramento.
O espaçador de madeira entre a braçadeira inferior e o degrau do garfo fica úmido ou sujo (coberto com borra de óleo), fazendo com que sua resistência de isolamento caia a zero e formando um aterramento multiponto.
Objetos estranhos de metal, como pregos de ferro ou varetas de solda, caem no tanque, fazendo com que as laminações do núcleo entrem em contato com o tanque e formem um aterramento.
Após a instalação do transformador, os pinos de posicionamento da tampa do tanque utilizado para transporte não são virados ou removidos, causando aterramento multiponto.
