Trafo Çekirdeği Topraklama Arızalarının Teşhisi ve Ortadan Kaldırılması

1. Çok Noktalı Topraklama Arızalarının Giderilmesi

(1) Transformatör Kapatılamadığında Geçici Düzeltici Önlemler:
① Harici bir topraklama kablosu varsa ve arıza akımı nispeten yüksekse, çalışmaya devam etmek için topraklama kablosunun bağlantısı geçici olarak kesilebilir. Bununla birlikte, arıza noktası ortadan kalktıktan sonra demir çekirdeğin değişken bir potansiyel geliştirmesini önlemek için gelişmiş izleme zorunludur.
② Çok noktalı topraklama arızası kararsızsa, akımı 1A'nın altında sınırlamak için çalışma topraklama kablosuna seri olarak bir reostat (kayma direnci) bağlanabilir. Reostat, açık çalışma topraklama kablosu boyunca ölçülen voltajın içinden akan akıma bölünmesiyle seçilmelidir.
③ Arıza noktasındaki gaz üretim oranını izlemek için Çözünmüş Gaz Analizi (DGA) kullanılmalıdır.
④ Kesin arıza yeri ölçüm yoluyla belirlendiğinde ancak hemen onarılamadığında, normal çekirdek topraklama plakası arıza noktasıyla aynı konuma yeniden yerleştirilebilir. Bu, dolaşım akımını önemli ölçüde azaltacaktır.

(2) Kapsamlı Bakım Tedbirleri:
Çok noktalı topraklama arızası tespit edildiğinde, arızanın tamamen ortadan kaldırılabilmesi için hizmet dışı bırakılabilecek transformatörler derhal kapatılmalıdır. Özel bakım eylemleri, çok noktalı topraklamanın türüne ve nedenine göre uyarlanmalıdır. Bazı durumlarda transformatörün enerjisi kesilip nüve kaldırıldıktan sonra bile arıza noktası bulunamaz. Topraklama noktasını yerinde doğru bir şekilde bulmak için aşağıdaki yöntemler kullanılabilir:
① DC Yöntemi: Demir çekirdek ile kelepçeler arasındaki bağlantı bağlantısını ayırın. Boyunduruğun her iki tarafındaki silikon çelik levhalara 6V DC uygulayın. Bitişik silikon çelik levhalar arasındaki voltajı sırayla ölçmek için bir DC voltmetre kullanın. Voltaj sıfır okuduğunda veya sayaç ters kutup gösterdiğinde, bu spesifik konum arıza topraklama noktası olarak kabul edilebilir.
② AC Yöntemi: Demir çekirdek içinde manyetik akı oluşturarak transformatörün düşük voltaj sargısına 220–380V'luk bir AC voltajı bağlayın. Çekirdek ile kelepçeler arasındaki bağlantı bağlantısı açıkken, akımı kontrol etmek için bir miliampermetre kullanın. Miliammetreyi kullanarak boyunduruğun her seviyesi boyunca noktadan noktaya ölçüm yapın; mevcut okuma sıfıra düştüğünde bu konum arıza noktasıdır.

2. Çok Noktalı Topraklamanın Neden Olduğu Anormal Olaylar
(1) Demir çekirdek içinde girdap akımları üretilir, çekirdek kayıplarını artırır ve lokal aşırı ısınmaya neden olur.
(2) Sürekli çalışma sırasında uzun süreler boyunca işlenmeden bırakılan çok noktalı topraklamanın ciddi durumlarında, yağ ve sargılar da aşırı ısınarak yağlı kağıt yalıtımının eskimesini hızlandıracaktır. Bu, çekirdek laminasyonlarının tabakalar arası yalıtımının eskimesine ve soyulmasına neden olur, bu da çekirdeğin daha fazla aşırı ısınmasına ve potansiyel olarak demir çekirdeğin yanmasına yol açar.
(3) Uzun süreli çok noktalı topraklama, yağa batırılmış transformatörlerdeki yalıtım yağını bozar, yanıcı gazlar üretir ve Buchholz rölesini (gaz rölesi) tetikler.
(4) Demir çekirdeğin aşırı ısınması, aktif parçanın içindeki ahşap ayırıcı blokların ve kelepçelerin karbonlaşmasına neden olur.
(5) Şiddetli çok noktalı topraklama, topraklama kablosunu yakabilir, transformatörün normal tek noktalı topraklamasını kaybetmesine neden olarak felaketle sonuçlanabilir.
(6) Çok noktalı topraklama aynı zamanda deşarj olayını da tetikleyebilir.

3. Normal Koşullarda Demir Çekirdeğin Tek Noktadan Topraklamayı Gerektirmesinin Nedenleri:
Normal çalışma sırasında, enerji verilen sargılar ile yağ deposu arasında bir elektrik alanı vardır. Demir çekirdek ve diğer metalik bileşenler bu elektrik alanı içerisinde bulunur. Düzensiz kapasitans dağılımı nedeniyle elektrik alan kuvveti farklı alanlar arasında değişiklik gösterir. Demir çekirdek güvenilir bir şekilde topraklanmazsa, şarj ve deşarj olayları meydana gelerek katı izolasyona zarar verir ve yağın dielektrik mukavemetini azaltır. Bu nedenle demir çekirdeğin güvenilir bir tek nokta topraklaması olması gerekir.

Transformatör çekirdekleri silikon çelik saclardan oluşur. Girdap akımlarını en aza indirmek için, levhalar arasında belirli bir düzeyde yalıtım direnci vardır (tipik olarak sadece birkaç ohm'dan birkaç on ohm'a kadar değişir). Katmanlar arası kapasitans son derece yüksek olduğundan, bu boşluklar alternatif bir elektrik alanı altında elektrik yolları görevi görür. Bu nedenle, çekirdeğin yalnızca bir noktada topraklanması, istiflenmiş düzeneğin tamamının potansiyelini toprak potansiyeline sıkıştırmak için yeterlidir.

Demir çekirdek veya onun metalik bileşenleri iki veya daha fazla noktada topraklanırsa topraklama noktaları arasında kapalı bir döngü oluşur. Bu döngü, manyetik akının bir kısmını birbirine bağlar, bir elektromotor kuvveti (EMF) indükler ve bir dolaşım akımı yaratır, bu da lokal aşırı ısınmaya yol açar ve hatta demir çekirdeğin yanmasına neden olabilir. Tek noktalı topraklama, bir transformatör çekirdeği için kabul edilebilir tek ve normal topraklama konfigürasyonudur. Kısacası demir çekirdek topraklanmalıdır, hem de kesinlikle tek bir noktada.

Çekirdek arızaları temel olarak iki faktörden kaynaklanır: kısa devrelere neden olan kötü inşaat teknikleri ve aksesuarlar veya dış çevresel faktörler tarafından tetiklenen çok noktalı topraklama.