Защита трансформаторов от перенапряжений

Вот это тема, где каждый мнит себя специалистом, пока не столкнётся с реальным дуговым разрядом в обмотке. Многие до сих пор считают, что достаточно поставить ОПН — и трансформатор защищён. На практике же приходится учитывать всё: от ёмкостных связей до банального старения изоляции.

Типичные ошибки при выборе защиты

Часто вижу, как на подстанциях 110 кВ ставят ограничители перенапряжений с запасом по напряжению, но забывают про координацию изоляции. В прошлом году на объекте под Хабаровском из-за этого выгорела вводная группа. Причём ОПН были исправны — просто не успели сработать за те 3 микросекунды, пока шёл волновой процесс.

Ещё хуже, когда экономят на заземлении. Помню случай с трансформатором ТМ-2500: молниеотвод идеально подобран, но сопротивление контура — под 8 Ом. Результат предсказуем: при грозовом разряде импульс пошёл через нейтраль, выжег половину пластин магнитопровода.

Сейчас многие используют защиту трансформаторов от китайских производителей, но здесь нужно смотреть не на цену, а на реальные параметры. Например, у ООО Юэцин Сутун Электрооборудование в модельном ряду есть ОПН-110УХЛ1 с продуманной системой отвода влаги — мелочь, а критично для Дальнего Востока.

Особенности работы в сложных климатических условиях

В приморских районах классическая защита от перенапряжений требует дополнительных решений. Солевые отложения на изоляторах создают проводящие мостики — приходится либо чаще чистить, либо ставить специальные покрытия. На одной из подстанций под Владивостоком мы экспериментировали с силиконовыми пастами, но эффект хватает максимум на два сезона.

Зимние циклы 'заморозка-оттайка' — отдельная головная боль. В прошлом году видел, как в Забайкалье ледяная корка на изоляторах ОПН привела к поверхностным перекрытиям при штатных коммутациях. Пришлось пересчитывать расстояния до заземлённых частей — увеличили на 15% против нормативов.

Интересный момент: китайские коллеги из ООО Юэцин Сутун Электрооборудование предлагают для таких условий ОПН с подогревом — решение спорное, но для особых случаев может сработать. Хотя лично я предпочитаю увеличивать степень загрязнения при расчётах.

Нюансы монтажа и диагностики

Самая частая ошибка монтажников — неконтролируемое затягивание шпилек крепления ОПН. Видел, как на объекте в Амурской области из-за перетяжки появились микротрещины в полимерном покрытии. Через полгода — пробой по поверхности. Теперь всегда требую динамометрические ключи с протоколом затяжки.

При диагностике многие ориентируются только на ток проводимости, забывая про ёмкостные составляющие. А ведь именно по изменению ёмкости можно предсказать развитие поверхностных дефектов. На подстанции 'Восточная' два года назад таким образом удалось предотвратить аварию — заметили аномальный рост tgδ ещё до видимых повреждений.

Кстати, о диагностике — сейчас пробуем совмещать тепловизоры и УЗ-дефектоскопы. Первые результаты обнадёживают: на ОПН-35 удалось выявить расслоение герметика до выхода параметров за допуски.

Реальные кейсы и неочевидные решения

В 2019 году на одной из городских подстанций столкнулись с серией загадочных пробоев. ОПН меняли, заземление переделывали — безрезультатно. Оказалось, проблема в резонансных явлениях при коммутации вакуумных выключателей. Пришлось ставить RC-цепи — с тех пор для трансформаторов с напряжением 6-10 кВ всегда рассматриваю этот вариант.

Ещё запомнился случай с плавной регулировкой напряжения под нагрузкой. Стандартная защита от перенапряжений не учитывала особенностей РПН — пришлось разрабатывать индивидуальную схему с дополнительными разрядниками на вторичной обмотке. Кстати, подобные решения есть в каталоге sutong.ru — они как раз специализируются на нестандартных конфигурациях.

Сейчас экспериментируем с волновыми реле — пока сложно сказать о надёжности, но для ответственных объектов может стать дополнительной страховкой. Особенно там, где возможны комбинированные воздействия.

Перспективы и субъективные наблюдения

Современные полимерные ограничители определённо лучше старых фарфоровых, но и у них есть слабые места. Например, УФ-старение — в солнечных регионах через 5-7 лет появляются микротрещины. Возможно, стоит присмотреться к новым материалам — тот же ООО Юэцин Сутун Электрооборудование анонсировал композиты с углеродными добавками.

Заметил тенденцию: многие проектировщики сейчас закладывают двойную систему защиты трансформаторов — ОПН плюс разрядники. На мой взгляд, это избыточно для большинства объектов, хотя для особо ответственных потребителей оправдано.

Лично я склоняюсь к комплексному подходу: не просто набор устройств, а продуманная система от ввода до распределительных щитов. И всегда — индивидуальный расчёт под конкретные условия. Потому что универсальных решений в нашей работе не бывает.