Transformatoren durchlaufen während ihres Lebenszyklus eine Reihe von Tests zu verschiedenen Zeitpunkten, wobei jeder dieser Tests in eine andere Kategorie fällt und das Bestehen mit unterschiedlichen Kriterien pro Test gemessen wird. Zum Beispiel ist das Testen eines einfachen 12 V Steuertransformators mit einem Multimeter überhaupt nicht vergleichbar mit der Inbetriebnahme eines 1 MVA Verteilungstransformators, abgesehen von der Tatsache, dass das Ergebnis in beiden Fällen dasselbe ist. Dieser Artikel erklärt, was jeder Test erreicht, was erforderlich ist, um sie durchzuführen, wie man die Ergebnisse interpretiert und Regeln, die von jedem mit einem gewissen Sicherheitsbewusstsein beachtet werden müssen.
Antwort kurz: Multimeter können Kontinuitäts-, Wicklungswiderstands- und Spannungsverhältnisprüfungen für kleinere Transformatoren durchführen, was die meisten Funktionen abdeckt. Für größere ist es jedoch notwendig, eine Standardbatterie zu verwenden; diese muss das Transformationsverhältnis innerhalb von ±0,5% vom Typenschild für jeden Abgriff, den Wicklungswiderstand für Phase-zu-Phase und mit Fabrikwerten, den Isolationswiderstand mit einem Polaritätsindex größer als 2,0 überprüfen. Ölgefüllte Transformatoren müssen auf ihre Isolationsfestigkeit und die Analyse gelöster Gase gemäß den in IEC 60076 und IEEE C57.12.90 festgelegten Fabrikstandards getestet werden.
Die vier Arten von Transformatorentests
Tests nach dem Zeitpunkt ihrer Durchführung zu sortieren, ist der schnellste Weg, um zu verstehen, warum es so viele gibt.
| Kategorie | Zweck | Wenn | Regelnde Referenzen |
|---|---|---|---|
| Routine- (Fabrik-)Tests | Qualitätskontrolle bei jedem gebauten Gerät | Während der Herstellung wird jedes Gerät | IEC 60076-1, IEEE C57.12.00 |
| Typ- (Design-)Tests | Nachweisen, dass ein Design seinen Spezifikationen entspricht | Einmal pro Design oder an einem Prototyp | IEC 60076-3, IEEE C57.12.90 |
| Sonderprüfungen | Vom Kunden spezifizierte zusätzliche Nachweise | Auf Anfrage | Vertragsabhängig |
| Abnahme- / Inbetriebnahmeprüfungen | Bestätigen, dass das Gerät unversehrt angekommen ist und korrekt installiert ist | Vor der ersten Inbetriebnahme | NETA ATS, IEEE C57 |
| Wartungstests | Zustand über die Lebensdauer verfolgen | Periodisch oder nach einem Fehler oder Ereignis | NETA MTS, IEEE 62 |
Der Unterschied zwischen Abnahmeprüfungen und Wartungsprüfungen ist bedeutender, als es scheint. Die NETA Abnahmeprüfungs-Spezifikationen (ATS) gelten für Geräte vor ihrer Nutzung und legen die Grundlage für dasselbe Gerät. Die Wartungsprüfungs-Spezifikationen (MTS) gelten für dasselbe Gerät, nachdem es in Gebrauch genommen wurde, was ein ähnlicher, aber nicht derselbe Prozess ist. Die Tests selbst sind ähnlich, obwohl die Ergebnisse und Zwecke unterschiedlich sind.
Für die Inbetriebnahme gibt es eine weitere wichtige Unterscheidung, die bei der Planung des Zeitplans zu beachten ist: Es gibt die Inbetriebnahme-Checkliste mit verschiedenen Schritten, bei denen der Abschluss eines Schrittes entscheidend für den folgenden ist. Die Schritte in der richtigen Reihenfolge abzuarbeiten und dabei Basiswerte zu dokumentieren, ist die in dieser Inbetriebnahme-Checkliste für Transformatoren.
Werkzeuge und was jedes Ihnen sagt
| Instrument | Test | Was es erkennt |
|---|---|---|
| Digitales Multimeter | Kontinuitäts-, Spannungsverhältnis-, Versorgungsprüfungen | Offene Wicklungen, grobe Verhältnisfehler, fehlende Versorgung |
| Niedrigwiderstands-Ohmmeter / Mikro-Ohmmeter | Wicklungswiderstand | Lockere Verbindungen, gebrochene Drähte, schlechte Abgriffkontakte |
| Transformator-Wicklungsverhältnis (TTR) Set | Wicklungsverhältnis und Polarität | Falscher Abgriff, kurzgeschlossene Wicklungen, offene Wicklung, Fehlverbindung |
| Isolationswiderstandsmessgerät (Megger) | IR, PI, DAR | Feuchtigkeit, Isolationsverschlechterung, Kontamination |
| Isolationsleistungsfaktor / tan delta eingestellt | Verlustfaktor, Kapazität | Isolationsalterung; Zustand der Durchführungen in GST/UST-Konfigurationen |
| Öltestkit (BDV-Zelle, Feuchtigkeit) | Dielektrische Festigkeit des Öls, Wassergehalt | Ölkontamination und Feuchtigkeitsaufnahme (nur flüssigkeitsgefüllt) |
| DGA-Probenahmegerät | Gelöste Gasanalyse | Lichtbogen, thermische Fehler, Teilentladung, Zellulosealterung |
| SFRA-Analysator | Frequenzganganalyse | Wicklungsverformung nach Transport oder Durchschlag |
| Zangenmessgerät und Wärmebildkamera | Laststrom und thermische Untersuchung | Ungleichmäßige Lasten, heiße Verbindungen, Kühlprobleme |
Es ist wichtig, auf zwei Punkte hinzuweisen. Die Verwendung eines Meggers an einem Transformator, während er noch mit elektronischem Schutz, einem Überspannungsschutz oder einem Steuerpanel verbunden ist, wird diese ruinieren. Stellen Sie immer sicher, dass Sie sie zuerst isolieren und trennen! Ein weiterer Punkt ist eine thermische Inspektion — dies bedeutet nichts, wenn der Transformator spannungsfrei ist.
Bevor Sie testen: Visuell, Mechanisch und Sicherheit
Es wird festgestellt, dass die Hälfte der Fehler als Ergebnis einer angemessen durchgeführten visuellen Inspektion entdeckt wird.
- Typenschild und Dokumente. Überprüfen Sie die Spannung, die Nennkapazität, die Vektorguppe, die Impedanz, die Temperaturklassifizierung und die Abgriffseinstellungen gemäß dem Testprogramm. Das Testen eines Geräts anhand eines falschen Typenschilds kann Ihren Tag ruinieren.
- Physischer Zustand. Transportschäden, Ölleckagen, Schäden an Isolatoren, lose Verbindungen, Feuchtigkeit im Anschlusskasten, Verschiebung der Kernhalterungen, defekte Manometer.
- Ölstand und Zustand für die ölgefüllten Geräte. Trübes oder verfärbtes Öl ist eine Entdeckung für sich.
- Erdung und Verbindung. Erdung für den Tank, Neutralerdung, Erdung des Kerns und die Kontinuität der relevanten Verbindungsbrücken.
- Isolation und Abschaltung. Stromversorgung isolieren, Schlösser und Etiketten anbringen, sicherstellen, dass es am Arbeitspunkt spannungsfrei ist. Die Standards für persönliche Schutzausrüstung gegen Lichtbogen gemäß der Spannungsgruppe, mit der Sie arbeiten, werden durch NFPA 70E geregelt.
Multimeter-Tests, die Sie ohne Strom durchführen können
Ein Multimeter gibt Ihnen kein vollständiges Bild, bietet jedoch Antworten auf zwei kritische Fragen für einen kleinen Transformator: ob eine Wicklung offen ist und ob das Verhältnis ungefähr korrekt ist.
Kontinuität und Widerstand. Stellen Sie sicher, dass Sie den Transformator isolieren und jede Wicklung einzeln überprüfen. Ein offener Wert zeigt an, dass es einen Bruch in der Wicklung oder ihrer Verbindung gibt. Ein nahezu null Wert bei einer Wicklung, die einen gewissen Widerstand haben sollte, deutet darauf hin, dass es eine kurzgeschlossene Wicklung oder einen offenen Anschluss gibt. Bei einem Abwärtstransformator sollte die Primärwicklung einen viel höheren DC-Widerstand haben als die Sekundärwicklung, da sie dünneren Draht verwendet und mehr Windungen hat.
Spannungsverhältnis unter Strom. Legen Sie Ihre Nenn-AC-Spannung an die Primärwicklung an und messen Sie die Sekundärspannung an Ihrem Messgerät, das auf AC-Volt eingestellt ist. Die Primärspannung geteilt durch die Spannung, die Sie an der Sekundärwicklung messen, sollte Ihnen das Typenschildverhältnis geben. Obwohl Sie keine Last haben werden, wird die Messung aufgrund von Spannungsabfällen über die Wicklung leicht abweichen, sollte aber nahe dran sein. Oft deutet eine falsche Messung darauf hin, dass Sie am falschen Abgriff, falsch verkabelt sind oder dass der Transformator nicht wie beschriftet ist. Zum Beispiel sollte ein 12 V Transformator Ihnen 12 V an der Sekundärwicklung liefern, während er 120 V Eingangsspannung bereitstellt. Wenn Sie 6 V oder 24 V messen, sind Sie entweder an der falschen Wicklung oder am falschen Abgriff.
Was ein Multimeter nicht kann: Es kann keinen einzelnen Kurzschluss genau lokalisieren, kann den Isolationszustand nicht bestimmen (die Überprüfung des Isolationswiderstands zwischen Wicklungen erfordert eine DC-Quelle und nicht den Niedrigspannungs-Ohm-Bereich des Multimeters) und kann das Verhältnis nicht so genau bestimmen wie ein TTR-Gerät. Für alles, was über einen kleinen Ofen oder Steuertransformator hinausgeht, sollte ein Multimeter lediglich der erste Schritt sein.
Zwei Situationen haben sich als problematisch erwiesen: ob die Sekundärseite eines Ofen- oder HVAC-Steuertransformators 24 V AC liefert, während das Thermostat anfordert. Eine Sekundärseite, die unter Last ausfällt, weist auf Probleme im nachgeschalteten Stromkreis hin, anstatt auf einen Transformatorfehler. Der zweite problematische Fall betrifft Hochspannungstransformatoren in Mikrowellenöfen. In diesem Fall ist es am besten, überhaupt nicht unter Spannung zu testen.
Wicklungsverhältnis (TTR)
Der Wicklungsverhältnis-Test ist einer der informativsten Einzeltests, die Sie durchführen können. Es ist auch der, der im Feld am häufigsten übersehen wird.
Der TTR legt eine Niederspannung an eine der Wicklungen an und überwacht die Spannung, die auf der zweiten Wicklung induziert wird, wobei das gemessene Verhältnis mit dem Typenschild verglichen wird. Das Akzeptanzkriterium für den Test ist in IEEE C57 angegeben, das besagt, dass dies nicht mehr als ±0,5% vom berechneten Wert in allen Wicklungen betragen sollte.
Der Test verdient sein Geld durch Interpretation.
- Wenn der Tap-Step-Prozentsatz in allen Taps gleich ist, wurde die Maschine auf den falschen Tap gesetzt; dies ist kein Defekt, sondern ein Inbetriebnahmefehler.
- Wenn ein Tap fehlt – gibt es Probleme mit dem Tap-Leiter oder dem Tap-Wechslerkontakt.
- Eine der Phasen hat fehlende Messungen und hat einen hohen Erregungsstrom – es gibt also einige kurzgeschlossene Wicklungen.
- Wenn es überhaupt keine Messung gibt – ist es eine offene Wicklung oder ein gebrochener Leiter.
Ein TTR, der außerhalb der Toleranzen liegt, erlaubt keine Energisierung, bis dies erklärt wurde.
Wicklungswiderstand
Der Wicklungswiderstand wird mit einem Niedrigwiderstands-Ohmmeter mit DC-Strom gemessen, der durch jede Wicklung injiziert wird und für jede Phase und jeden Tap gemessen wird. Der Wert wird in Milliohm angegeben. Vergleiche werden von Phase zu Phase, Fabrikmessung pro Temperatur und Tap zu Tap angestellt.
Da der Kupferwiderstand mit der Temperatur variiert, müssen alle Messungen auf eine Standardtemperatur für den Vergleich angepasst werden. Eine Temperaturänderung um ein Grad ist unbedeutend; jedoch kann eine Änderung um zehn Grad die Messung als fehlerhaft erscheinen lassen. Die einzige nützliche Zahl ist nicht absolut, sondern relativ, das heißt, eine Phase, die hoch im Vergleich zu den anderen ist, bedeutet einen Verbindungsfehler in dieser Phase, während eine Messung, die von ihrem Fabrikwert abweicht, auf einen sich entwickelnden Verbindungsfehler hinweist.
Isolationswiderstand, PI und DAR
Der folgende Test ermöglicht die Bewertung von Feuchtigkeit und Isolationsverschlechterung und ist gleichzeitig der Test, der am wahrscheinlichsten falsch durchgeführt wird.
Der Isolationswiderstandstest basiert auf der Verwendung von DC bei der für jede Wicklung akzeptablen Spannung, um den Isolationswiderstand zu bestimmen. Üblicherweise wird ein Wert von 500 V für die Niederspannungswicklung und ein Wert von 1 kV und höher für Mittelspannungswicklungen verwendet. Moderne Halbleitergeräte ermöglichen es, diese Aufgabe einfach zu erledigen, aber die eigentliche Schwierigkeit liegt in der Interpretation des erhaltenen Ergebnisses.
Die tatsächliche Bedeutung liegt jedoch bei zwei anderen Parametern. Der Polarisationsindex (PI) wird als der Widerstandswert im Zeitintervall von 10 Minuten geteilt durch den Wert nach 1 Minute bestimmt, wobei dieser Wert mindestens 2,0 betragen sollte. Das Dielektrische Absorptionsverhältnis (DAR) ist ein weiterer Parameter, der als der Widerstandswert nach 60 Sekunden geteilt durch den nach 30 Sekunden bestimmt wird und der einen Mindestwert von 1,4 haben sollte.
Die Anwesenheit von PI und DAR hat jedoch wenig Bedeutung, wenn einige praktische Überlegungen ignoriert werden. Der erste wichtige Punkt, den man berücksichtigen sollte, ist, dass die PI-Messung inakzeptabel wird, wenn der Widerstandswert nach einer Minute 5.000 MΩ überschreitet, da kein Messfehler das Ergebnis dominiert.
Die Testspannung selbst wird durch das Isolationsniveau der Wicklung festgelegt, und das Verhältnis zwischen Nennspannung, Durchschlagspannung und dem angewendeten Test ist Gegenstand einer eigenen Erklärung von Grundisolationsniveau (BIL). Liegt das Niveau falsch, wird entweder die Einheit untergetestet oder beschädigt.
Dielektrische Durchschlagfestigkeit, Teilentladung und Impuls
Die oben genannten Tests zeigen, dass die Isolierung den Herausforderungen des Netzes standhalten kann. Diese Tests sind werkseitige Standardtests und können alle im Feld mit verschiedenen Geräten wiederholt werden, wenn man Tests an größeren Transformatoren durchführen möchte.
- Test der Durchschlagfestigkeit bei Netzfrequenz. Der Testgegenstand wird einer spezifischen Testspannung für eine bestimmte Zeit ausgesetzt, während die Spannung schrittweise von einem Viertel des Testwerts bis zum Wert erhöht wird. Das Kriterium für das Bestehen ist, dass während des Tests kein Durchschlag oder Lichtbogen auftritt. Die während der Tests verwendeten Standards sind in IEC 60076-3 vorgeschrieben.
- Blitzimpulstest. Die Tests ahmen 1.2/50 µs Impulse nach, um Blitzeinschläge auf den Niveaus für die jeweilige Spannungsgruppe zu simulieren.
- Teilentladungsmessungen. Die Tests führen PD-Messungen für lokale Isolationsfehler durch, die normalerweise durch Durchschlagtests nicht nachweisbar sind. Üblicherweise liegt der akzeptable Wert für neue Transformatoren bei etwa 10 pC bei der nominalen Phasen-zu-Erde-Spannung.
Alle diese Tests sind Zerstörungstests. Vermeiden Sie Improvisationen bei der Durchführung dieser Tests vor Ort und testen Sie keine dienstältere Einheit mit einer Spannung, die größer ist als die auf dem Typenschild angegeben.
Leerlauf, Lastverlust und Impedanz
Drei Tests bewerten die elektrischen Eigenschaften des Transformators in Bezug auf sein Design.
Aufgrund der Überwachung des Erregungstests (Leerlauf) erfolgt die Anwendung der Nennspannung an einer Wicklung, während die andere Wicklung abgeschaltet ist, was Spannungs-, Strom- und Leistungsmessungen ermöglicht. Ein zu hoher induzierter Strom deutet darauf hin, dass ein Fehler in der internen Schaltung aufgrund eines Kurzschlusses einiger Wicklungen oder eines Fehlers im Kern aufgetreten ist. Bei einem Transformator mit dreibeinigem Kern sollten die Wicklungen des äußeren Setzens größer sein als die Werte des Kerns selbst; andernfalls weist dies auf Probleme und einen vermuteten Fehler hin.
Bei der Bewertung von Lastverlust und Impedanz wird die Wicklung des Transformators kurzgeschlossen, während eine Stromversorgung die Nennspannung bereitstellt und somit den Nennstrom erreicht. Der so berechnete Wert der Impedanz wird mit dem auf dem Typenschild angegebenen Wert verglichen, wobei eine Abweichung von etwa ±7,5% zulässig ist, um nicht aus der Fabrik für zwei Wicklungen herauszufallen. Es ist wichtig, die Bedeutung des Impedanzkoeffizienten für die praktische Nutzung des Transformators zu betonen, da er der Haupt- und entscheidende Faktor ist, der die Effizienz des gesamten Geräts in der Zukunft beeinflusst.
Öltests und Analyse gelöster Gase
Bei ölgefüllten Transformatoren fungiert Öl sowohl als Isolator als auch als Kühlmittel, wodurch es ein ständiger Indikator dafür ist, was im Transformatorbehälter passiert. Bei trockenen Transformatoren gibt es kein Öl und somit keine Öltests. Daher stützt sich die Prüfung ausschließlich auf elektrische Mittel.
Dielektrische Festigkeit und Feuchtigkeitstest. Der Öltest umfasst Durchschlagspannung und Feuchtigkeitsgehaltstests. Wenn es zu einem Rückgang der BDV des Öls oder zu einem Anstieg der Feuchtigkeit kommt, deutet dies auf das Eindringen von Wasser in den Transformator oder auf eine Verschlechterung des Öls hin. Glücklicherweise sind beide Parameter kostengünstig zu messen.
Gelöste Gasanalyse. DGA ist bei weitem das fortschrittlichste Verfahren für ölgetauchte Transformatoren und funktioniert, weil verschiedene Fehler unterschiedliche Gase erzeugen. Zum Beispiel erzeugen thermische Fehler über 700 Grad Celsius Ethylen und Methan; bei thermischen Fehlern zwischen 300 und 700 Grad Celsius werden Ethan und Ethylen produziert; Teilentladung ist durch das Vorhandensein von Wasserstoff und Methan gekennzeichnet, während Lichtbogenbildung zur Erzeugung von Acetylen führt, was als ernsthafte Indikation des Fehlers bekannt ist; was die Überhitzung von Cellulose betrifft, so ist sie durch Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Furfural gekennzeichnet.
Die Interpretation wird durch IEEE C57.104 umrissen, die derzeit auf Perzentilen und nicht auf dem gesamten brennbaren Gasinhalt basiert. Andere Methoden, die verwendet werden können, sind das Duval-Dreieck und das Pentagon. Das ist der Grund, warum es keinen Sinn macht, irgendwelche online verfügbaren Tabellen in Bezug auf DGA-Grenzwerte zu verwenden, da die Grenzwerte durch das spezifische Alter der Ausrüstung und die Gasgeschichte bestimmt werden.
Der Trend ist viel wichtiger als eine einzelne Probe. Wenn die Gaswerte über viele Jahre stabil sind, ist das ein gutes Zeichen, auch wenn die Werte hoch sind. Im Gegenteil, ein Anstieg der Werte ist alarmierend, auch wenn die Werte nicht hoch sind. Das ist der Grund, warum die Tests regelmäßig durchgeführt und bei jedem Test mit vorherigen Daten verglichen werden sollten. Die Überwachungspraktiken, die dies praktikabel machen, einschließlich kontinuierlicher Gasüberwachung anstelle von periodischen Probenahmen, werden in diesem Überblick über die Echtzeit-Gasüberwachung von Transformatoren für zustandsbasierte Wartung.
Polarität, Vektorgruppe und Phasung
Dieser Test zeigt, dass der Transformator gemäß den Informationen auf dem Typenschild angeschlossen wurde, was die Sicherheit des Parallelbetriebs gewährleistet. Der Einphasen-Polaritätstest wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Wicklung additive oder subtraktive Polarität hat. Der Dreiphasen-Phasenrelationstest bestätigt die Vektorgruppe und die Phasenfolge des Transformators. Eine nicht übereinstimmende Polarität oder Vektorgruppen von zwei in Parallelbetrieb befindlichen Transformatoren führt zur Erzeugung eines Stroms, der stark genug ist, um beide Transformatoren zu beschädigen. Daher ist dies eine kritische Phase der Inbetriebnahme.
Zahlen lesen: Bestehen, Untersuchen oder Stoppen
| Test | Typische Akzeptanz | Untersuchen | Stoppen und Diagnostizieren |
|---|---|---|---|
| Übersetzungsverhältnis (TTR) | Innerhalb von ±0,5% des Typenschilds, alle Abgriffe | Jede konsistente Abweichung | Einphasig aus, oder keine Messung |
| Wicklungswiderstand | Ausgewogene Phase zu Phase, entspricht dem Fabrikbericht | Eine Streuung von wenigen Prozent | Eine Phase deutlich hoch oder driftend |
| Isolationswiderstand | Über dem Basiswert für die Klasse | Fallender Trend im Vergleich zu vorherigen Tests | Unter dem Minimum für die Spannungsgruppe |
| Polarisationindex | ≥ 2,0 | 1.5–2.0 | Nahe 1,0 (es sei denn, der 1-Minuten-IR überschreitet 5.000 MΩ) |
| Impedanz (%Z) | Innerhalb von ±7,5% des Typenschilds | Modeste Abweichung | Große Abweichung — wahrscheinlich Wicklungsdeformation |
| DGA | Status 1, stabiler Trend | Steigender Trend oder Status 2 | Acetylen vorhanden, oder Status 3 |
| Öl BDV | Über dem angegebenen Minimum | Fallend im Vergleich zum Basiswert | Niedrig genug, um die Isolierung zu gefährden |
Was zu tun ist, wenn die getestete Einheit fehlschlägt, ist zu erklären, warum sie fehlgeschlagen ist, anstatt ein Urteil darüber zu fällen. Wenn eine Einheit ein übermäßiges Verhältnis zeigt, weil ein falscher Abgriff verwendet wurde, kann dies in fünf Minuten behoben werden. Wenn eine Trockenbau-Einheit einen etwas niedrigen PI aufweist, während sie einen sehr hohen IR-Wert besitzt, deutet dies auf das Vorhandensein von Messrauschen hin, nicht auf eine Degradation. Die diagnostische Disziplin in diesem Stadium verhindert, dass ein reparierbarer Transformator aufgrund einer einzigen Zahl verschrottet wird, und der systematische Weg durch die häufigen Fehlermodi wird in diesem Leitfaden zur Fehlersuche bei Leistungstransformatoren.
Wie sich die Testbatterie je nach Transformatorentyp ändert
Die grundlegenden elektrischen Tests sind universell. Das Einzige, was sich ändert, sind die Details und die Belastung.
- Verteilungstransformator (mit Öl). Die gesamte Batterie elektrischer Tests plus Öl-BDV, Feuchtigkeit und DGA. Das Standardwerkzeug für Straßen- und Gruben-Transformatoren
- Trockentransformatoren. Die gleiche Batterie elektrischer Tests, jedoch ohne die Öltests. Für Trockenmaschinen sind die Verfahren automatisch und hier in der Beschreibung der Routineprüfungen für Trockentransformatoren beschrieben. PD-Messungen sind ziemlich signifikant, da es kein Öl zum Testen gibt.
- Große Leistungstransformatoren. Neben allen oben genannten elektrischen Tests wird der Isolationsleistungsfaktortest (in GST-, GSTg-, UST-Versionen), der Kapazitätstest, der Leistungsfaktortest der Durchführungen gegen den Nennwert C1; die SFRA-Methode für alle hinzugefügt.
- Instrumententransformator. Verhältnis- und Polaritätsprüfungen sowie Genauigkeitsklassentests sind gemäß ihren eigenen Standards durchzuführen, nicht gemäß denen der großen Leistungstransformatoren.
- Kleine und einphasige Transformatoren. Einfache Tests sind normalerweise ausreichend: Kontinuitätstest, Widerstandstest, Verhältnis-Test, Spannungstest.
Sicherheitsregeln, die nicht optional sind
Entladung nach jedem DC-Test. TTR-, Isolationswiderstands- und Leistungsfaktortests laden die Wicklung auf, und eine Wicklung behält diese Ladung, wie ein Kondensator, nach der Trennung. Sie muss sofort nach dem Test mit einem Erdungsstab geerdet werden und bis zum nächsten Schritt geerdet bleiben. So können Techniker von einem deaktivierten Messgerät einen Schlag bekommen.
Vor der Durchführung von Widerstands- oder Kontinuitätsmessungen isolieren und abschalten. Das Messgerät kann zerstört werden, und der Bediener kann verletzt werden, wenn ein Ohmmeter an einem unter Spannung stehenden Stromkreis verwendet wird.
Ziehen Sie Überspannungsschutzgeräte, Schutzrelais und Steuerkreise vor dem Testen des Isolationswiderstands ab. Hochspannung wird sie beschädigen.
Die PSA muss der Spannungsgruppe gemäß den NFPA 70E-Standards und den Ergebnissen der am Standort durchgeführten Lichtbogenstudie entsprechen, nicht der Tradition.
FAQ
Wie testet man, ob ein Transformator funktioniert?
Um einen kleineren Transformator zu überprüfen, isolieren Sie ihn zuerst, führen Sie Wicklungsdurchgangsprüfungen und DC-Widerstandsmessungen mit einem Multimeter durch und legen Sie dann die Nennwechselspannung an die Primärseite an und überprüfen Sie, ob die Sekundärseite fast die Nennspannung anzeigt. Bei größeren Transformatoren besteht die bestandene Feldprüfung aus einem Wicklungsverhältnisstest an jedem Abgriff, der innerhalb von ±0,5% der Nennplattenspezifikation liegt, einer Isolationswiderstandsmessung, die einen Polarisationindex von mehr als 2,0 ergibt, sowie visuellen und thermischen Inspektionen unter Last. Im Falle von ölgefüllten Transformatoren sind auch der Boil-Dielektrizitätsstärkentest und der Test des gelösten Gasgehalts erforderlich. Der Begriff “arbeiten” bedeutet, dass all das oben Genannte bestanden wurde, und nicht, dass die Sekundärseite eine Art von Spannung aufweist.
Was sind die Methoden zur Prüfung eines Transformators?
Es gibt bedeutende elektrische Methoden, einschließlich der Windungsverhältnis (TTR), Wicklungswiderstand, Isolationswiderstand unter Verwendung des Polaritätsindex und des Dielektrizitätsabsorptionsverhältnisses, Isolationsleistungsfaktor oder tan delta, angelegte Spannung (Leistungsfrequenz-Beständigkeit), Blitzimpuls, Teilentladung, Erregung oder Leerlaufverlust, Lastverlust mit Kurzschlussimpedanz, Polarität und Phasenbeziehung usw. In Bezug auf mechanische oder chemische Methoden können SFRA und Öl-Dielektrizitätsstärke-Feuchtigkeitsprüfung sowie gelöste Gasanalysen für Transformatoren verwendet werden. Die Wahl der Methode hängt von der Art des Transformators, der Größe und dem Lebenszyklusstadium ab.
Wie testet man einen 12V Transformator mit einem Multimeter?
Stellen Sie sicher, dass der Transformator von Lasten getrennt ist. Stellen Sie das Messgerät auf Ohm ein und messen Sie den Widerstand über die Primärwicklung: Es muss ein positiver Widerstand angezeigt werden, kein Kurzschluss, und sein Wert sollte größer sein als der der Sekundärwicklung, da letztere normalerweise aus dickerem Draht besteht und weniger Windungen hat. Wenn der Transformator mit dem Netzanschluss an der Primärseite betrieben werden kann, versorgen Sie den Transformator mit der Nennspannung und messen Sie die Sekundärspannung mit dem Messgerät, das auf Wechselspannung eingestellt ist — das Messgerät sollte ohne Last nahe 12 Volt anzeigen und kann eine etwas höhere Spannung zeigen. Wenn die Werte halb oder doppelt so hoch sind wie erwartet, wurden die Werte von einer anderen Wicklung abgenommen. Schließen Sie das Netz nicht an den Transformator an, wenn die Nennwerte des Primärkreises unbekannt sind.
Wie testet man einen Transformator mit einem Multimeter ohne Strom?
Die Überprüfung der Kontinuität und des DC-Widerstands ohne Strom ist nur möglich. Mit den beiden Messgeräten müssen Sie Wicklung für Wicklung überprüfen. Wenn Ihr Wert unendlich Ohm beträgt, haben Sie ein Problem mit einem offenen Stromkreis in der Wicklung oder im Anschluss. Wenn der Wert fast null ist, während die Wicklung einen erheblichen Widerstand hat, haben Sie einen Kurzschluss. Durch den Vergleich des Primär- und Sekundärwiderstands können Sie herausfinden, ob das Gerät ein Transformator mit Spannungsabstieg ist und wie es allgemein verkabelt ist. Sie können jedoch das Windungsverhältnis, den Isolationswiderstand zwischen den Wicklungen oder eine einzelne kurzgeschlossene Windung nicht feststellen.
Wie testet man einen Transformator mit einem Megger?
Der nächste Schritt besteht darin, den Transformator so vollständig wie möglich zu isolieren. Trennen Sie zuerst die Überspannungsableiter, den Schutzrelais und die Steuerungselektronik. Entscheiden Sie sich für die Prüfspannung für die Wicklungsisolationsklasse — Niederspannungswicklungen haben 500 V DC, und Mittelspannungswicklungen haben 1 kV oder mehr. Zuerst wird die Wicklung gegen Erde gemessen, dann Wicklung zu Wicklung. Stellen Sie sicher, dass der Test über die gesamte Dauer durchgeführt wird — lesen Sie die Nadel nicht sofort ab. Der Polaritätsindex wird aus dem Wert ermittelt, der nach 1 Minute und 10 Minuten abgelesen wird; die NETA-Akzeptanz liegt über 2,0, das Dielektrizitätsabsorptionsverhältnis liegt über 1,4. Denken Sie auch daran, Ihren Rohisolationswiderstand vor dem Vergleich mit den Basiswerten an die Temperatur anzupassen.
Kann ich einen Transformator testen, ohne ihn zu trennen?
Obwohl es möglich ist, Verhältnis- und Kontinuitätstests an einem getrennten Stromkreis durchzuführen, gilt im Falle von Isolationsprüfungen, dass der Isolationswiderstandstest eine Hochspannungs-Gleichstromanwendung erfordert, die zu Schäden an angeschlossenen Geräten führen kann. Daher ist die Trennung des Stromkreises nicht nur ein Verfahren, sondern eine notwendige Voraussetzung, um solche Tests gültig zu machen.
Referenzen
- Internationale Elektrotechnische Kommission — IEC 60076 Reihe, Leistungstransformatoren
- IEC Webstore — IEC 60076-15, Leistungstransformatoren, Teil 15
- IEEE Standards Association — IEEE C57.12.90 Testcode, IEEE 62 Felddiagnose, IEEE C57.104 DGA
- UL Standards & Engagement — UL 1562, Transformatoren, Verteilung, Trockenbau
- UL Solutions — Prüfservices für Transformatoren und elektrische Geräte
Fazit
Die Tests an einem Transformator folgen einer bestimmten Reihenfolge, und es ist diese Reihenfolge, die sie zuverlässig macht. Zuerst kommt die Sichtprüfung, dann die Totprüfungen, gefolgt von den Live-Tests, wobei die Wicklung nach jedem DC-Test immer entladen wird und alle Messungen als Referenz aufgezeichnet werden.
Wenn es um die Prüfung von Transformatoren geht, gibt es im Wesentlichen drei Punkte, die berücksichtigt werden müssen. Ein Transformator muss gemäß seinen spezifischen Eigenschaften getestet werden. Ein Steuertransformator benötigt nur ein Multimeter und ein Verhältnis-Testkit, während ein 1MVA-Transformator völlig andere Geräte erfordert. Ein qualitativer Vergleich der Daten sollte durchgeführt werden, anstatt sich auf absolute Zahlen zu verlassen — das Verhältnis sollte innerhalb von ±0,5 Prozent des Typenschildwerts liegen, der Wicklungswiderstand sollte gut zwischen den Phasen ausgeglichen sein und den Fabrikspezifikationen entsprechen, und der PI sollte über 2,0 liegen, nur um zu erkennen, dass dieser Indikator bei höheren Widerstandswerten kaum oder gar keine Bedeutung mehr hat.
Darüber hinaus müssen die Tests in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden, wobei sichergestellt wird, dass alles aufgezeichnet und die Wicklung nach jedem DC-Test entladen wird. Die meisten Transformatorprobleme sind lange bevor sie tatsächlich auftreten sichtbar.