4 de diciembre de 2023
1. Los peligros de las fallas de puesta a tierra multipunto en el núcleo
Durante la operación normal del transformador, el núcleo no puede estar puesto a tierra en varios puntos. Durante la operación normal del transformador existe un campo magnético alterno alrededor del devanado. Debido a la inducción electromagnética, existen capacitancias parásitas entre el devanado de alta tensión y el devanado de baja tensión, entre el devanado de baja tensión y el núcleo, y entre el núcleo y la cuba. El devanado energizado se acopla a través de la capacitancia parásita, lo que provoca que el núcleo genere un potencial flotante respecto de tierra. Dado que la distancia entre el núcleo y otros componentes metálicos y el devanado no es igual, existe una diferencia de potencial entre los componentes. Cuando la diferencia de potencial entre dos puntos alcanza un nivel capaz de perforar el aislamiento entre ellos, se genera una descarga disruptiva, que es intermitente y, a largo plazo, produce efectos adversos sobre el aceite del transformador y el aislamiento sólido.
Para eliminar este fenómeno, el núcleo y la cuba se conectan de forma fiable de modo que queden al mismo potencial que la cuba. Sin embargo, cuando el núcleo u otros componentes metálicos están puestos a tierra en dos o más puntos, los puntos de puesta a tierra forman un lazo cerrado, lo que provoca circulación de corrientes y un sobrecalentamiento local que causará la descomposición del aceite y el deterioro de las prestaciones del aislamiento. En casos graves, la chapa de acero silicoso del núcleo puede llegar a quemarse y causar un accidente grave en el transformador principal. Por lo tanto, el núcleo del transformador principal solo puede estar puesto a tierra en un único punto.
2. Causas de las fallas de puesta a tierra del núcleo
Las fallas de puesta a tierra del núcleo del transformador incluyen principalmente cortocircuitos de la placa de puesta a tierra debido a una mala tecnología de construcción y de diseño; puestas a tierra multipunto causadas por accesorios y factores externos; y puestas a tierra causadas por rebabas, óxido, escoria de soldadura y otros factores derivados de cuerpos metálicos extraños dejados en el transformador principal y de una mala tecnología de fabricación del núcleo.
3. Tipos de fallas del núcleo
Existen seis tipos de fallas comunes en los núcleos de los transformadores:
(1) El núcleo entra en contacto con la cuba y con las estructuras de sujeción. Durante la instalación, por descuido, los pernos de fijación para el transporte en la tapa superior de la cuba del tanque no se giraron ni se retiraron, lo que provocó que el núcleo chocara con la carcasa del tanque; la placa de la columna de las estructuras de sujeción del núcleo tocó la columna del núcleo; la chapa de acero silicoso se combó y tocó la placa de la columna de sujeción; el cartón situado entre los pies de las estructuras de sujeción del núcleo y la culata se desprendió y los pies chocaron con la chapa de acero silicoso; el casquillo del termómetro era demasiado largo y chocó con la estructura de sujeción, la culata y la columna del núcleo, etc.
(2) El casquillo de acero del perno del núcleo es demasiado largo y hace cortocircuito con la chapa de acero silicoso.
(3) Hay cuerpos extraños en la cuba del tanque que provocan el cortocircuito parcial de la chapa de acero silicoso. Por ejemplo, un transformador de potencia de 31500/110 en una subestación de Shanxi experimentó una puesta a tierra multipunto en el núcleo, y se encontró un destornillador de mango aislado entre la estructura de sujeción y la culata; en otro caso, en una subestación con un transformador de potencia de 60000/220, la cuba colgante fue afectada por un cable de cobre de 120 mm de longitud.
(4) El aislamiento del núcleo está húmedo o dañado; por ejemplo, lodos y humedad depositados en el fondo, disminución de la resistencia de aislamiento, humedad o daño del aislamiento de las estructuras de sujeción, del aislamiento de los apoyos o del aislamiento de la caja de hierro (cartón o bloques de madera), etc., lo que da lugar a una puesta a tierra multipunto de alta resistencia del núcleo.
(5) Los rodamientos de la bomba sumergible de aceite están desgastados y el polvo metálico entra en el tanque de aceite y se acumula en el fondo, formando un puente bajo la acción de la atracción electromagnética que conecta el riel inferior con los apoyos o con el fondo del tanque, provocando una puesta a tierra multipunto.
(6) Mala operación y mantenimiento, y falta de mantenimiento programado.
