Als sistemes de distribució d'energia d'àrees nuclis urbanes, túnels d'autopistes, ponts marítims creuats i atraccions turístiques, hi ha un tipus de transformador que s'ha convertit gradualment en l'opció preferida per al subministrament d'energia del paisatge i escenaris de limitació d'espai a causa de la seva existència única -, és a dir, transformadors enterrats. Encapsula el cos del transformador en una caixa d'acer inoxidable totalment segellada i l'instal·la en un túnel subterrani de formigó prefabricat. El nivell de protecció de la caixa arriba a IP68 i pot funcionar submergit a l'aigua durant un període de temps. Només queda a terra una caixa de distribució de baixa tensió o caixa de llum publicitària combinada, aconseguint una perfecta integració de les instal·lacions de subministrament d'energia i l'entorn urbà. Tanmateix, aquest mètode d'instal·lació especial també comporta reptes de manteniment que els transformadors normals no han trobat: alta humitat subterrània, forta dependència dels sistemes de drenatge, condicions limitades de dissipació de calor i envelliment de segells que no són visibles. Un cop no s'ha realitzat el manteniment, es produiran tranquil·lament problemes com ara fuites, entrada d'aigua, sobreescalfament i degradació de l'aïllament i, a causa de l'enterrament profund de l'equip sota terra, la detecció de fallades sovint és molt més lenta que la dels equips de superfície. Per tant, per a l'entorn operatiu únic dels transformadors enterrats, quins aspectes clau hauria de cobrir un sistema de manteniment sistemàtic i dirigit? Quins són els punts de seguretat que es passen per alt fàcilment en operacions específiques?
El sistema de manteniment dels transformadors enterrats ha de començar amb el sistema d'impermeabilització i drenatge de la fonamentació. A diferència dels transformadors ordinaris instal·lats a les sales de distribució o a l'exterior, els transformadors enterrats es troben directament en un entorn on coexisteixen aigües subterrànies, aigües pluvials i aigües de filtració. La seva seguretat a llarg termini-depèn primer de l'efecte impermeable del túnel de fonamentació de formigó on resideixen. Al començament de l'operació de l'equip, s'ha de col·locar una capa d'aigua que transporta sorra i grava a la part inferior de la base perquè l'aigua s'infiltra ràpidament al terra sense acumular-se al túnel. Les parets laterals i el fons estan tractats amb materials de formigó impermeable per evitar que l'aigua subterrània es filtri a la fossa d'instal·lació de la caixa des del lateral. El sistema de drenatge automàtic al fons de la fossa s'ha d'incloure realment a la llista de manteniment periòdic. Per a les unitats de drenatge equipades amb bombes submergibles i controladors de nivell, s'ha de realitzar una prova de simulació cada sis mesos a un any - injectant manualment una petita quantitat d'aigua a la fossa, observant si la bomba s'engega automàticament al llindar de nivell d'aigua establert i si s'atura automàticament un cop finalitzat el drenatge. Si la superfície del sensor de nivell de líquid està coberta de llim o el flotador està enganxat, provocarà les conseqüències que la bomba d'aigua no arrenqui. Un suggeriment més estricte és instal·lar una alarma de nivell d'aigua per sobre del límit a la meitat de l'alçada del transformador. Un cop falla la bomba d'aigua automàtica i el nivell de l'aigua puja a aquesta alçada, l'alarma enviarà immediatament un senyal a la màquina d'enviament remot i activarà un viatge, eliminant l'accident d'inundació d'aigua en les seves primeres etapes. Després de cada pluja intensa, el personal d'operació i manteniment ha d'anar al lloc per inspeccionar si hi ha una acumulació o filtració evident d'aigua al voltant de la placa de coberta de la boca, i observar si hi ha taques humides o aigua condensada a la paret interior de l'eix de ventilació, com a base auxiliar per jutjar si la capa impermeable està intacta.
Després de la posada en funcionament del transformador subterrani, les inspeccions diàries són la primera línia de defensa per descobrir els primers perills ocults. A causa de la naturalesa especial de l'equip que s'enterra profundament sota terra, les inspeccions no s'han de limitar a la part del sòl, sinó que també haurien d'obrir la tapa reservada de la boca o entrar a l'eix de ventilació per funcionar. El cicle d'inspecció recomanat és d'un cop al mes. Per a zones amb ruixats de sal intens, nivells alts d'aigua subterrània o gran flux de trànsit al llarg de la costa, el cicle s'hauria d'escurçar a una vegada cada dues setmanes o fins i tot una vegada a la setmana. Quan s'inspecciona, el primer que cal escoltar és el so del transformador en funcionament - el so emès per un transformador enterrat normal és un so electromagnètic de "zunit" uniforme i tranquil. Si escolteu un so de descàrrega "grinyolant" o un so d'ebullició "gorgoteig", sovint significa que hi ha una descàrrega parcial o una degradació de l'aïllament a l'interior. A continuació, comproveu la finestra de l'indicador de nivell d'oli: els transformadors subterranis solen estar equipats amb un indicador de nivell d'oli que es pot observar des de la part superior. Si hi ha una marca blava a la finestra, és el nivell d'oli normal. Si hi ha una marca vermella, indica que el nivell d'oli és massa baix. Cal investigar si hi ha fuites i complementar l'oli de transformador qualificat. La temperatura de l'oli també es pot llegir en temps real mitjançant el termòmetre superior o el sistema de control remot de la temperatura - el transformador enterrat adopta un disseny de baixes pèrdues i baixa temperatura, i la temperatura de l'oli superior normalment es controla al voltant de 45K (augment de temperatura), molt per sota de l'estàndard nacional de 60K; tot i així, si la temperatura de l'oli continua sent alta i la càrrega no augmenta significativament, s'ha de sospitar que el canal de dissipació de calor està bloquejat o hi ha una fallada interna. A més, si la silicona que absorbeix la humitat del respirador canvia de blau a rosa, si hi ha rastres de la barra superior que surt de la vàlvula d'alliberament de pressió i si hi ha punts calents de fuites d'oli a l'articulació del cable del colze d'alta pressió-són elements d'inspecció essencials durant la inspecció.
S'hauria d'organitzar una prova preventiva i un manteniment complet de l'interrupció de l'alimentació cada un o dos anys. Abans d'iniciar les operacions de manteniment, cal seguir estrictament el procediment d'interrupció de l'alimentació - tallar totes les fonts d'alimentació als costats primari i secundari del transformador al costat de la font d'alimentació de la subestació, instal·lar dispositius de connexió a terra i penjar un senyal d'advertència de "no tancament". Després de confirmar que no hi ha tensió, es pot obrir la tapa de la boca per entrar a la superfície de treball. Les tasques de neteja són una de les principals tasques de manteniment: en primer lloc, utilitzeu un drap sec o un raspall per eliminar la pols i la brutícia de la carcassa del transformador, casquilles d'alta i baixa tensió, juntes de cables de colze d'alta tensió, finestres de vidre del indicador de nivell d'oli i diverses superfícies de segellat; Per a les taques d'oli ben adherides, un netejador neutre es pot submergir en un drap de cotó i netejar-lo suaument. Després de la neteja, s'han d'inspeccionar acuradament totes les peces clau per detectar esquerdes o punts de corrosió a les soldadures d'acer inoxidable de la carcassa, envelliment, esquerdes o compressió insuficient de cada junta de segellat, deformació, marques de descàrrega o decoloració de les juntes del cable d'alta tensió i soltes o corrosió de diversos punts de connexió elèctrica (inclosos terminals de sortida de terra neutre i terminals de baixa tensió). Si es detecta envelliment de la junta de segellat durant el procés d'inspecció, s'ha de substituir independentment de si hi ha fuites -, totes les superfícies de segellat obertes s'han de substituir per nous components de segellat quan es tornen a muntar, i els cargols s'han d'apretar de manera uniforme segons el parell de tancament especificat. Per als transformadors enterrats amb o sense canviadors de preses d'excitació instal·lats, l'operació de carrera completa dels canviadors de preses s'ha de realitzar cada dos anys en condicions de tall elèctric (des de l'engranatge actual fins a l'engranatge adjacent i després reinicialitzar-se, d'anada i tornada diverses vegades), i després s'ha de mesurar la resistència de CC de cada engranatge de l'enrotllament d'alta tensió per confirmar que la resistència de tres fases és de tres voltatges. equilibrat i compleix els requisits de fàbrica.
La gestió del petroli és un aspecte especialment sensible en el manteniment de transformadors enterrats submergits en oli. La humitat de l'entorn humit subterrani s'infiltrarà lentament a través de petits porus segellats, accelerant l'envelliment de l'oli d'aïllament. S'ha de prendre una quantitat adequada de mostra d'oli de la vàlvula de drenatge d'oli a la part inferior del transformador cada any i enviar-la a un laboratori qualificat per a l'anàlisi cromatogràfica i proves simplificades. Els elements de prova inclouen la tensió de ruptura, el valor d'àcid, el contingut d'humitat, el factor de pèrdua dielèctrica i els components del gas dissolt. Si la tensió de ruptura és inferior a 30 kV, o el valor d'àcid supera els 0,2 mgKOH/g, o apareixen components anormals com l'acetilè, l'hidrogen i el contingut total d'hidrocarburs en el gas cromatogràfic dissolt a l'oli, cal organitzar un tractament de filtració d'oli o fins i tot la substitució per oli nou. Cal tenir en compte que la capacitat de coixí d'oli dels transformadors enterrats és relativament petita. Quan s'omple l'oli, cal afegir oli nou que sigui exactament el mateix que el grau original del transformador i hagi superat la prova de tensió de resistència. Està estrictament prohibit barrejar diferents graus d'oli. Abans de repostar, cal descarregar qualsevol gas que s'hagi acumulat al coixí d'oli, injectar lentament fins que el nivell d'oli s'elevi a la posició normal corresponent a la marca blava de la finestra, després deixar-lo reposar durant un període de temps perquè les bombolles s'escapin completament i, a continuació, tornar a mesurar la resistència d'aïllament per confirmar que no hi ha anomalies abans de reprendre el funcionament.
No es pot ignorar el manteniment dels accessoris i els sistemes de connexió a terra. El dispositiu de posada a terra dels transformadors enterrats inclou la connexió a terra de la carcassa del transformador, la connexió a terra del punt neutre i el conductor de terra del parallamps. A causa de la corrosivitat del sòl i de les aigües subterrànies a l'entorn subterrani, els conductors de connexió a terra i els elèctrodes de connexió a terra són propensos a oxidar-se o fins i tot trencar-se durant l'enterrament a llarg termini-. Durant el manteniment, cal comprovar si el conductor de connexió a terra està complet, si hi ha fils trencats o òxid greu, si els cargols de la pinça de filferro estan ajustats i galvanitzats correctament i si el cos de connexió a terra està exposat o danyat per la construcció. El valor de la resistència de connexió a terra s'ha de mesurar almenys una vegada a l'any amb un agitador de terra i, en general, no ha de superar els 4 Ω segons la resistivitat del sòl. Quan el sòl té un alt contingut d'acidesa o salinitat, també s'han de considerar mesures de protecció catòdica com ara ànodes de sacrifici o l'ús d'acer galvanitzat en comptes de l'acer al carboni normal. A més, la caixa de distribució de baixa tensió (estructura d'estil de cartellera) a terra també s'ha de sotmetre a l'eliminació de pols i a una inspecció del cablejat intern una vegada a l'any per assegurar-se que el mesurador de temperatura i humitat dins de la caixa es mostri amb normalitat i evitar fallades de l'interruptor de baixa tensió causades per la condensació i l'acumulació d'aigua.
El problema de la dissipació de calor dels transformadors enterrats també s'ha de prestar suficient atenció durant el manteniment. Tot i que l'equip adopta un disseny de baixes pèrdues i una dissipació de calor auxiliar amb oli de transformador basat en ciclohexà, i l'eix de ventilació que hi ha a sobre de la caixa està equipat amb forats llargs de ventilació per esquitxades impermeables, si el forat de ventilació està bloquejat per fulles caigudes, pols o deixalles, o si s'acumula escombraries a l'eix de ventilació, l'aire calent del túnel subterrani no es pot descarregar eficaçment. Durant el manteniment anual, s'han d'utilitzar eines per explorar tot el pas de l'eix de ventilació per assegurar-se que no hi hagi bloquejos. Per als transformadors enterrats instal·lats en espais tancats com túnels subterranis o molls de ponts, és necessari mesurar la temperatura i la humitat de l'aire dins del túnel durant el manteniment. Si la temperatura del túnel és massa alta, es recomana que la part del projecte instal·li ventiladors d'escapament auxiliars mecànics.
Les precaucions de seguretat són d'especial importància en el manteniment i el funcionament dels transformadors enterrats. Com que l'equip està ubicat en un túnel subterrani, el personal de manteniment s'ha de sotmetre a una ventilació forçada i detectar el contingut d'oxigen i les concentracions de gas nocius abans d'entrar - al túnel subterrani pot acumular gasos perillosos com el metà a causa del tancament a llarg termini-, i el personal que entra de manera imprudent pot estar en risc d'ofec o d'enverinament. Després de confirmar la seguretat del gas dins del túnel, el personal de manteniment ha de portar casc de seguretat, guants aïllants i sabates aïllants, i s'ha d'assignar una persona dedicada per supervisar l'entrada del fossat abans d'entrar i operar. La inserció, l'extracció i el desmuntatge d'endolls de cable d'alta-tensió de tipus colze han d'utilitzar barres de funcionament aïllades especialitzades, i està estrictament prohibit tocar els terminals del cablejat d'alta-tensió amb les mans nues. Durant les operacions amb petroli, s'hauria de prohibir estrictament fumar i flames obertes a la zona circumdant, ja que el vapor d'oli del transformador és inflamable a concentracions específiques. Un cop s'hagi completat el manteniment, s'han de comptar totes les eines per confirmar que no queden elements a les tanques i obertures de ventilació. S'han d'eliminar els dispositius de connexió a terra temporals i s'ha de restablir l'alimentació en l'ordre d'"enviament al costat d'alta tensió primer i després al costat de baixa tensió". Després de la transmissió d'energia, s'ha d'observar el transformador a terra durant almenys deu minuts sense-funcionament sense càrrega per confirmar que no hi ha sons anormals, olors o aturades abans de sortir del lloc.
Finalment, establir registres d'operació i manteniment independents és una part indispensable de la gestió del cicle de vida complet dels transformadors enterrats. A causa dels símptomes de falla menys intuïtius dels transformadors enterrats en comparació amb els equips de terra, la comparació vertical de dades històriques és especialment important. Els arxius haurien d'enregistrar la informació bàsica de cada dispositiu (model, capacitat, número de fàbrica, ubicació d'instal·lació), la data i els resultats de cada inspecció, les dades completes de l'informe de prova de la mostra d'oli, el valor de resistència d'aïllament de la prova preventiva, els segells i lots d'oli substituïts i els registres de les proves del sistema de drenatge. En comparar aquestes dades amb els valors de referència de fàbrica i els valors de mesurament anteriors, es pot comprovar que la resistència d'aïllament disminueix lentament i el contingut d'humitat de l'oli augmenta any rere any, la qual cosa condueix a una tendència gradual. Per tant, es poden formular plans d'intervenció proactiva abans que es formi la falla.
El manteniment dels transformadors enterrats no és una tasca complexa, però els seus requisits de sistematicitat, estandardització i predictibilitat són molt superiors als dels transformadors de distribució ordinaris instal·lats en terreny net. El seu manteniment és essencialment un joc-a llarg termini amb les aigües subterrànies i l'erosió ambiental. La implementació de totes les mesures, des de la impermeabilització bàsica als sistemes de drenatge, des de les inspeccions diàries fins a les proves periòdiques, des de la gestió de la qualitat de l'oli fins a les inspeccions d'accessoris, és una base sòlida per garantir el funcionament segur dels transformadors enterrats en entorns subterranis durant deu anys. Quan els clients pregunten si els transformadors enterrats necessiten un manteniment regular com els transformadors normals, podeu respondre que no és realment "exempt de manteniment", però el seu manteniment no es fa a terra - totes les inspeccions subterrànies planificades, registrades i organitzades abans que la següent sigui inundada per l'aigua de pluja, fallada del segell, baix nivell d'oli o interrupció de l'aïllament per eliminar possibles interrupcions d'energia.
