ELECTRIC, WITH AN EDGE
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ELECTRIC, WITH AN EDGE
En vista del problema de conexión a tierra ineficaz causado por el aumento de la resistencia entre los paneles de la carcasa metálica del transformador de tipo seco después de pintar, tome las medidas de conexión equipotencial correspondientes.
Este artículo describe la conexión entre paneles de envolvente de transformador tipo seco con cables de puesta a tierra. De esta manera, se realiza la conexión equipotencial entre las partes móviles de metal de la carcasa del transformador de tipo seco, y el riesgo de seguridad eléctrica causado por la carcasa del transformador de tipo seco al personal y otros equipos puede eliminarse cuando ocurre la falla a tierra del equipo.
Al mismo tiempo, el autor da el método de selección de sección de cable de conexión.
El autor es ingeniero de transformadores en Daelim. Daelim es una fábrica con más de 16 años de experiencia en la producción y diseño de transformadores. DAELIM puede proporcionarle transformadores de la mejor calidad, incluidos transformadores de tipo seco, transformadores tipo pedestal y transformadores de potencia. Pueden ayudarlo a ahorrar efectivamente en las facturas de electricidad y mejorar la conversión de energía.
Daelim cuenta con las certificaciones CSA, ANSI C57.12.00, IEC60076 y otras, lo que significa que los transformadores Daelim que compra cumplen totalmente con sus estándares nacionales, y la excelente calidad también puede ayudarlo a mejorar la eficiencia de su trabajo.
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La falla eléctrica a tierra es una de las fallas eléctricas más comunes en los sistemas de potencia. Cuando el sistema sufre un cortocircuito, la carcasa metálica accesible del equipo eléctrico llevará voltaje de falla.
Para garantizar que el voltaje de falla no cause lesiones personales, las normas pertinentes exigen que las partes conductoras expuestas del equipo eléctrico se conecten a tierra de manera efectiva para garantizar que el voltaje de falla pueda reducirse por debajo del voltaje seguro.
Para los transformadores de tipo seco, dado que sus devanados y terminales eléctricos están expuestos, las reglamentaciones nacionales exigen que estén equipados con cubiertas protectoras en la mayoría de las aplicaciones, y las cubiertas protectoras cumplen la función de cercas eléctricas en el sitio de aplicación.
En la actualidad, la mayoría de las carcasas de los transformadores de tipo seco están ensambladas con una estructura de placa de acero. Para evitar la corrosión ambiental, las carcasas de placas de acero se rocían con un cierto espesor de pintura u otros tratamientos superficiales.
Y cuanto más duro sea el entorno, más espesa será la pintura en la superficie de la placa de acero.
De acuerdo con los requisitos de ISO, la pintura de la carcasa en el entorno de aplicación C4 alcanzará más de 280 μm.
En este caso, dado que los paneles de la carcasa están conectados mediante pernos, la resistencia de contacto de la superficie de contacto será muy grande, lo que afectará la resistencia de puesta a tierra de toda la carcasa.
Además, dado que la carcasa del transformador de tipo seco está empalmada entre sí por múltiples placas de acero, si la resistencia de contacto entre dos paneles es demasiado grande, se puede generar un voltaje de falla que exceda el voltaje seguro en los dos paneles cuando ocurre una falla a tierra en el transformador, amenazando la vida personal. La seguridad.
Por lo tanto, al diseñar la carcasa del transformador de tipo seco, es necesario realizar conexiones eléctricas efectivas en cada panel de la carcasa para reducir la resistencia de contacto, de modo que la carcasa en su conjunto sea un cuerpo equipotencial y elimine peligros ocultos.
El autor recomienda utilizar el cable de puesta a tierra o cinta trenzada de cobre para la conexión equipotencial de cada panel para lograr las funciones anteriores, y analiza y estudia la sección transversal de los conductores de conexión.
La carcasa del transformador de tipo seco puede estar hecha de acero inoxidable, aleación de aluminio, placa de acero y otros materiales, teniendo en cuenta el costo y la resistencia mecánica.
En la mayoría de los casos, los transformadores de tipo seco están construidos con placas de acero pintadas.
Según el tamaño de la carcasa, el espesor de la placa de acero puede ser de 1,0 mm, 1,5 mm o 2,0 mm.
La superficie de la placa de acero se trata con pintura o pulverización de polvo electrostático, de modo que la carcasa tenga suficiente capacidad anticorrosión para adaptarse al entorno de uso de los transformadores de tipo seco.
Los paneles o entre los paneles y el marco del gabinete se ensamblan con pernos, y cada panel de metal del gabinete se fabrica soldando espárragos de conexión a tierra en ubicaciones específicas del panel.
El perno de conexión a tierra debe protegerse con pintura cuando se pinte el panel para garantizar que la superficie del perno de conexión a tierra sea conductora.
El perno de puesta a tierra puede ser de acero inoxidable o cobre. Después de ensamblar la carcasa, use un cable de conexión a tierra amarillo-verde o una trenza de cobre para conectar el perno de conexión a tierra de cada panel al panel de la carcasa adyacente.
Para evitar la formación de señales de interferencia entre los puntos de tierra, se estipula que solo se puede conectar un cable de tierra a cada punto de tierra. Por lo tanto, se deben soldar al menos dos postes de conexión a tierra en cada panel para la conexión del cable de conexión a tierra.
Según la relación entre el punto neutro y la línea PE, el sistema de baja tensión se puede dividir en sistemas TN, TT e IT. Entre ellos, la falla de cortocircuito monofásico del sistema TT y el sistema IT no es grande. En este trabajo se utiliza únicamente la falla de cortocircuito monofásico del sistema TN. Tome la corriente de falla de cortocircuito como un ejemplo para analizar.
La norma IEC no permite la puesta a tierra directa del punto neutro en la sala del transformador o la sala del generador.
Como se muestra en la Figura 2, también se estipula que el cable PEN extraído del punto neutro del transformador tipo seco (generador) debe estar aislado y solo puede conectarse a la barra colectora de tierra puesta a tierra en un punto del circuito de baja tensión. tablero de distribución para lograr la puesta a tierra del sistema. No debe conectarse a tierra en ningún otro lugar, de lo contrario, el neutro volverá a la fuente de alimentación a través de un camino paralelo irregular.
Dado que el sistema por debajo de 35 kV es un sistema que no está efectivamente conectado a tierra, la corriente de falla a tierra monofásica es muy pequeña.
Por lo tanto, la influencia de la corriente de tierra en el lado de alta tensión no se considera en este documento. El voltaje de contacto de las partes conductoras expuestas del equipo causado por la falla a tierra monofásica de bajo voltaje no debe exceder los 50 V.
Por esta razón, el código requiere varias medidas para reducir la resistencia de puesta a tierra en la tierra del equipo para que el voltaje de falla a tierra del equipo no exceda los 50 V bajo ninguna circunstancia, garantizando así la seguridad personal.
Por lo tanto, los fabricantes de equipos eléctricos deben asegurarse de que las partes conductoras expuestas del equipo puedan conectarse a tierra de manera efectiva al diseñar productos.
Piense en un gabinete de transformador de distribución seco como una sala de transformadores.
En referencia a los requisitos de la especificación, la sala del transformador de tipo seco debe estar provista de una terminal de puesta a tierra general. El terminal de puesta a tierra general suele estar situado en la base de la carcasa. Los pernos de conexión a tierra M12 o las bases de los pernos se utilizan como terminales PE de la carcasa y el transformador. Los terminales de puesta a tierra del cuerpo del transformador y la carcasa se conectan respectivamente al terminal de tierra de la base a través del cable verde-amarillo.
Debido al aumento de la resistencia de contacto después de pintar la carcasa, la resistencia entre la carcasa y el terminal de puesta a tierra total del transformador de tipo seco es relativamente grande.
Cuando ocurre una falla de cortocircuito monofásico en un transformador de tipo seco, el voltaje básico entre el punto de cortocircuito y el terminal de puesta a tierra general de la sala del transformador puede exceder el voltaje de seguridad.
Por lo tanto, se requiere una conexión equipotencial auxiliar entre cada panel, es decir, se utilizan cables de puesta a tierra o cintas trenzadas de cobre para conectar cada panel a través de la columna de puesta a tierra en el tablero, de modo que se forme una conexión eléctrica efectiva entre los paneles.
Debido a que el tamaño de la envolvente del transformador de distribución de energía no es grande, la resistencia después de conectar el panel con un cable de puesta a tierra o una malla de cobre es muy pequeña, lo que puede considerarse como un cuerpo equipotencial, es decir, la tensión de contacto de el cuerpo humano es cero.
Dado que el transformador de tipo seco no tiene fila PE, solo el terminal PE está dispuesto en la base, y la distancia entre la fila de fase y el terminal PE es grande, lo que da como resultado una gran impedancia de protección de fase.
Cuando la conexión entre el armario de baja tensión y el transformador es un cable, el hilo de fase y el hilo PE se disponen en la misma protección de cable.
O cuando el gabinete de bajo voltaje y el transformador están conectados por barras de cobre, la fila de fase y la fila PE dentro del gabinete de bajo voltaje generalmente se colocan en el mismo plano horizontal o vertical.
En ambos casos, las líneas de fase y las líneas PE en el gabinete de bajo voltaje están dispuestas regularmente, por lo que la impedancia de protección de fase en el gabinete de bajo voltaje es muy pequeña.
Por lo tanto, cuando la carcasa del transformador de tipo seco se cortocircuita en el interior, el cable de conexión entre el terminal PE del transformador y el gabinete de bajo voltaje es muy corto y la conexión PE de los dos dispositivos tiene el mismo potencial.
En este momento, la mayor parte de la corriente de falla de cortocircuito regresará a la fuente de alimentación a través del PE en el gabinete de bajo voltaje para formar un bucle de falla a tierra, y la corriente que pasa a través del panel de la carcasa del transformador de tipo seco es muy pequeña.
Por lo tanto, el cable de conexión entre las carcasas solo se usa para transferir el potencial, y solo se puede considerar la resistencia mecánica del conductor al seleccionar el tipo.
Dentro de la carcasa del transformador, los requisitos específicos para conductores PE, conductores de conexión equipotencial, etc. no se describen específicamente en la norma nacional. El autor cree que el “Código para el diseño de distribución de energía de bajo voltaje” requiere que no sea parte del cable o no esté ubicado junto con la línea de fase. El área de la sección transversal de cada PE dentro del mismo escudo exterior no debe ser inferior a los siguientes valores:
(1) Hay protección contra daños mecánicos, el cobre es de 2,5 mm2 y el aluminio es de 16 mm2;
(2) Sin protección contra daños mecánicos, se pueden aplicar en este caso disposiciones de 4 mm2 para cobre y 16 mm2 para aluminio.
Al mismo tiempo, en referencia a los requisitos de sección transversal del conductor de puesta a tierra del tablero de distribución o gabinete en la especificación DNV, la sección transversal del conductor de conexión entre los paneles del gabinete se puede seleccionar como 4 mm2 para cumplir con los requisitos.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que una vez completada la conexión entre los paneles de la carcasa, debe conectarse al terminal de tierra principal del transformador en su conjunto.
Al mismo tiempo, después de ensamblar el cuerpo y la carcasa del transformador de tipo seco, también deben conectarse al terminal de conexión a tierra de la base del transformador. Con referencia a los requisitos en 3.2.15 del “Código para el diseño de distribución de energía de bajo voltaje” (GB 50054-2011), el área transversal del conductor de cobre conectado debe ser de al menos 6 mm2 y 16 mm2 para conductores de aluminio. .
El método de conexión entre los paneles de la carcasa descrito en este documento reduce en gran medida la resistencia de conexión a tierra general de la carcasa desde el punto de vista de la aplicación práctica, y también es conveniente para operar en producción, lo que puede cumplir con los requisitos de conexión a tierra efectiva de la carcasa.
En otras especificaciones como Det Norske Veritas, el conductor de conexión entre el marco y el panel es aceptable. Por lo tanto, en el uso de ingeniería, los diseñadores relevantes pueden elegir el método de conexión a tierra adecuado según la situación real.
Sin embargo, para la protección de la pintura o el uso de almohadillas de contacto para lograr la conexión a tierra, el autor no lo recomienda porque el daño a la pintura puede provocar la oxidación y la corrosión del panel de la carcasa.
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