V systémoch distribúcie energie v mestských centrálnych oblastiach, diaľničných tuneloch, morských mostoch a turistických atrakciách existuje typ transformátora, ktorý sa postupne stal preferovanou voľbou pre krajinné napájanie a scenáre s obmedzeným priestorom vďaka svojej jedinečnej existencii -, čiže zakopané transformátory. Zapuzdruje telo transformátora v úplne utesnenej krabici z nehrdzavejúcej ocele a inštaluje ho do prefabrikovaného podzemného betónového tunela. Stupeň ochrany boxu dosahuje IP68 a môže pracovať po určitú dobu ponorený vo vode. Na zemi zostala iba kombinovaná nízkonapäťová rozvodná skriňa alebo reklamná skriňa, čím sa dosiahne dokonalá integrácia zariadení na napájanie a mestského prostredia. Tento špeciálny spôsob inštalácie však prináša aj problémy s údržbou, s ktorými sa bežné transformátory nestretli: vysoká podzemná vlhkosť, silná závislosť na drenážnych systémoch, obmedzené podmienky rozptylu tepla a starnutie tesnení, ktoré nie sú viditeľné. Akonáhle údržba nie je na mieste, potichu sa vyskytnú problémy, ako sú úniky, prenikanie vody, prehrievanie a degradácia izolácie, a kvôli hlbokému zakopaniu zariadenia pod zemou je detekcia porúch často oveľa pomalšia ako pri povrchových zariadeniach. Aké kľúčové aspekty by teda mal pokrývať systém systematickej a cielenej údržby pre jedinečné prevádzkové prostredie zakopaných transformátorov? Ktoré bezpečnostné body sa dajú ľahko prehliadnuť v konkrétnych prevádzkach?
Systém údržby uložených transformátorov musí začať hydroizoláciou základov a drenážnym systémom. Na rozdiel od bežných transformátorov inštalovaných v rozvodniach alebo vonku, zakopané transformátory sú priamo v prostredí, kde koexistujú podzemné, dažďové a priesakové vody. Ich dlhodobá-bezpečnosť v prvom rade závisí od vodotesnosti betónového základového tunela, v ktorom bývajú. Na začiatku prevádzky zariadenia by sa mala na dno základu položiť vrstva piesku a štrku, ktorá prenáša vodu, aby voda mohla rýchlo preniknúť do zeme bez toho, aby sa hromadila v tuneli. Bočné steny a dno sú ošetrené vodonepriepustnými betónovými materiálmi, aby sa zabránilo presakovaniu spodnej vody do inštalačnej jamy boxu z boku. Automatický drenážny systém na dne jamy skutočne musí byť zahrnutý do zoznamu pravidelnej údržby. V prípade odvodňovacích jednotiek vybavených ponornými čerpadlami a regulátormi hladiny by sa mal každých šesť mesiacov až jeden rok vykonať simulačný test - manuálnym vstrekovaním malého množstva vody do jamy, pričom by sa malo sledovať, či sa čerpadlo automaticky spustí pri nastavenom prahu hladiny vody a či sa automaticky zastaví po dokončení odvodňovania. Ak je povrch snímača hladiny kvapaliny pokrytý bahnom alebo je zaseknutý plavák, spôsobí to, že sa vodné čerpadlo nespustí. Prísnejším návrhom je nainštalovať alarm prekročenia limitu hladiny vody v polovici výšky transformátora. Akonáhle automatické vodné čerpadlo zlyhá a hladina vody stúpne do tejto výšky, alarm okamžite vyšle signál vzdialenému dispečerskému stroju a spustí spustenie, čím sa eliminuje nehoda zaplavenia vodou v počiatočných štádiách. Po každom výdatnom daždi by mal personál prevádzky a údržby ísť na miesto, aby skontroloval, či okolo krycej dosky šachty nie je zjavná akumulácia alebo presakovanie vody, a ako pomocný základ pre posúdenie, či je vodotesná vrstva neporušená, pozorovať, či na vnútornej stene vetracej šachty nie sú mokré škvrny alebo kondenzovaná voda.
Po uvedení podzemného transformátora do prevádzky sú denné kontroly prvou obrannou líniou na odhalenie včasných skrytých nebezpečenstiev. Vzhľadom na osobitný charakter zariadení, ktoré sú uložené hlboko pod zemou, by sa kontroly nemali obmedzovať len na prízemnú časť, ale mali by sa otvárať aj vyhradený poklop alebo vstupovať do vetracej šachty na prevádzku. Odporúčaný kontrolný cyklus je raz za mesiac. V oblastiach so silnou soľnou hmlou, vysokou hladinou podzemnej vody alebo vysokou premávkou pozdĺž pobrežia by sa mal cyklus skrátiť na raz za dva týždne alebo dokonca raz za týždeň. Pri kontrole je prvou vecou, ktorú treba počúvať, je zvuk bežiaceho transformátora - zvuk vydávaný normálnym zakopaným transformátorom je rovnomerný a pokojný „bzučivý“ elektromagnetický zvuk. Ak počujete „škrípanie“ výboja alebo „bublavý“ zvuk varu, často to znamená, že vo vnútri je čiastočný výboj alebo degradácia izolácie. Ďalej skontrolujte okienko ukazovateľa hladiny oleja: Podzemné transformátory sú zvyčajne vybavené indikátorom hladiny oleja, ktorý je možné pozorovať zhora. Ak je v okienku modrá značka, je to normálna hladina oleja. Ak je tam červená značka, znamená to, že hladina oleja je príliš nízka. Je potrebné preskúmať, či nedochádza k úniku a doplniť kvalifikovaný transformátorový olej. Teplotu oleja je možné odčítať aj v reálnom čase prostredníctvom horného teplomera alebo systému diaľkového ovládania teploty - zakopaný transformátor využíva dizajn s nízkymi stratami a nízkou teplotou a horná teplota oleja sa zvyčajne reguluje na približne 45 K (nárast teploty), čo je ďaleko pod národným štandardom 60 K; napriek tomu, ak je teplota oleja aj naďalej vysoká a zaťaženie sa výrazne nezvýši, malo by existovať podozrenie, že kanál na odvod tepla je zablokovaný alebo došlo k vnútornej poruche. Okrem toho, či sa silikón absorbujúci vlhkosť respirátora zmení z modrej na ružovú, či sú stopy po vyskočení hornej tyče z pretlakového ventilu a či sa na vysokotlakovom kolenovom spoji kábla nenachádzajú miesta úniku oleja, to všetko sú dôležité položky kontroly počas kontroly.
Komplexná údržba pri výpadku prúdu a preventívny test by sa mali uskutočniť raz za jeden až dva roky. Pred začatím údržby je potrebné dôsledne dodržať postup pri výpadku prúdu - odpojiť všetky zdroje napájania na primárnej a sekundárnej strane transformátora na napájacej strane rozvodne, nainštalovať uzemňovacie zariadenia a vyvesiť výstražnú tabuľu „zákaz zatvárania“. Po potvrdení, že nie je žiadne napätie, je možné otvoriť kryt šachty a vstúpiť na pracovnú plochu. Čistiace práce sú jednou z hlavných úloh údržby: najprv suchou handričkou alebo kefou odstráňte prach a nečistoty z puzdra transformátora, vysokonapäťových a nízkonapäťových priechodiek, vysokonapäťových kolenových káblov, sklenených okienok na meranie hladiny oleja a rôznych tesniacich plôch; Pre pevne priľnuté olejové škvrny môžete neutrálny čistiaci prostriedok namočiť do bavlnenej handričky a jemne utrieť. Po vyčistení by mali byť všetky kľúčové časti dôkladne skontrolované, či nemajú praskliny alebo korózne body na zvaroch plášťa z nehrdzavejúcej ocele, starnutie, praskliny alebo nedostatočné stlačenie každého tesniaceho tesnenia, deformáciu, stopy vybitia alebo zmenu farby spojov vysokonapäťových káblov a uvoľnenie alebo koróziu rôznych elektrických spojovacích bodov (vrátane nízkonapäťových výstupných svoriek a neutrálnych uzemňovacích svoriek). Ak sa počas procesu kontroly zistí starnutie tesniaceho tesnenia, malo by sa vymeniť bez ohľadu na to, či došlo k netesnostiam - všetky otvorené tesniace plochy musia byť pri opätovnej montáži vymenené za nové tesniace prvky a skrutky musia byť dotiahnuté rovnomerne podľa špecifikovaného uťahovacieho momentu. Pri zakopaných transformátoroch s nainštalovanými prepínačmi s budením alebo bez nich by sa mala prevádzka prepínačov s plným zdvihom vykonať každé dva roky v podmienkach výpadku prúdu (z aktuálneho prevodu na susedný prevod a potom niekoľkokrát resetovať, tam a späť) a potom by sa mal zmerať jednosmerný odpor každého prevodu vysokonapäťového vinutia pomocou testera jednosmerného odporu, aby sa potvrdilo, že tieto tri -fázové odpory sú z výroby vyvážené.
Olejové hospodárstvo je obzvlášť citlivým aspektom pri údržbe olejových ponorných transformátorov. Vlhkosť v podzemnom vlhkom prostredí bude pomaly prenikať cez malé uzavreté póry, čím sa urýchli starnutie izolačného oleja. Z vypúšťacieho ventilu oleja v spodnej časti transformátora by sa malo každý rok odobrať primerané množstvo vzorky oleja a poslať do kvalifikovaného laboratória na chromatografickú analýzu a zjednodušené testovanie. Testované položky zahŕňajú prierazné napätie, číslo kyslosti, obsah vlhkosti, dielektrický stratový faktor a zložky rozpusteného plynu. Ak je prierazné napätie nižšie ako 30 kV alebo hodnota kyslosti presahuje 0,2 mg KOH/g, alebo sa v rozpustenom chromatografickom plyne v oleji objavia abnormálne zložky ako acetylén, vodík a celkový obsah uhľovodíkov, je potrebné zabezpečiť filtráciu oleja alebo dokonca výmenu za nový olej. Treba poznamenať, že kapacita olejového vankúša zakopaných transformátorov je relatívne malá. Pri dopĺňaní oleja je potrebné doplniť nový olej, ktorý je úplne rovnaký ako pôvodný typ v transformátore a prešiel skúškou výdržného napätia. Miešanie rôznych druhov oleja je prísne zakázané. Pred doplnením paliva je potrebné vypustiť všetok plyn, ktorý sa mohol nahromadiť v olejovom vankúši, pomaly vstrekovať, kým hladina oleja nestúpne do normálnej polohy zodpovedajúcej modrej značke na okienku, potom ho nechať chvíľu odstáť, aby bubliny mohli úplne uniknúť, a potom znovu zmerať izolačný odpor, aby sa pred opätovným spustením prevádzky potvrdilo, že neexistujú žiadne abnormality.
Údržbu nadstavcov a uzemňovacích systémov nemožno ignorovať. Uzemňovacie zariadenie zakopaných transformátorov zahŕňa uzemnenie skrine transformátora, uzemnenie neutrálneho bodu a uzemňovací vodič bleskojistky. Kvôli korozívnosti pôdy a podzemnej vody v podzemnom prostredí sú uzemňovacie vodiče a uzemňovacie elektródy náchylné na hrdzavenie alebo dokonca zlomenie počas-dlhodobého zakopania. Pri údržbe je potrebné skontrolovať, či je uzemňovací vodič kompletný, či tam nie sú zlomené pramene alebo silná hrdza, či sú skrutky svorky drôtu riadne dotiahnuté a pozinkované a či je uzemňovacie teleso odkryté alebo poškodené konštrukciou. Hodnota odporu uzemnenia by sa mala merať aspoň raz ročne pomocou uzemňovacej trepačky a vo všeobecnosti by nemala presiahnuť 4 Ω podľa odporu pôdy. Ak má pôda vysoký obsah kyslosti alebo slanosti, mali by sa zvážiť aj opatrenia katódovej ochrany, ako sú obetné anódy alebo použitie galvanizovanej ocele namiesto bežnej uhlíkovej ocele. Navyše, nízkonapäťová rozvodná skriňa (štruktúra v štýle billboardu) na zemi by sa mala raz ročne podrobiť aj odstraňovaniu prachu a kontrole vnútornej elektroinštalácie, aby sa zaistilo, že merač teploty a vlhkosti vo vnútri skrinky zobrazuje normálne, a zabránili poruchám nízkonapäťových spínačov spôsobených kondenzáciou a hromadením vody.
Počas údržby je potrebné venovať dostatočnú pozornosť aj otázke rozptylu tepla podzemných transformátorov. Aj keď zariadenie využíva nízkostratový dizajn a pomocný odvod tepla s transformátorovým olejom na báze cyklohexánu a ventilačný hriadeľ nad boxom je vybavený vodotesnými dlhými vetracími otvormi, ak je ventilačný otvor zablokovaný opadaným lístím, prachom alebo nečistotami, alebo ak sa vo ventilačnej šachte hromadia odpadky, horúci vzduch v podzemnom tuneli nemôže byť účinne odvádzaný. Počas ročnej údržby by sa malo pomocou nástrojov preskúmať celý priechod ventilačnej šachty, aby sa zabezpečilo, že nie sú žiadne upchávky. Pri zakopaných transformátoroch inštalovaných v uzavretých priestoroch, ako sú podzemné tunely alebo mostné piliere, je potrebné počas údržby merať teplotu a vlhkosť vzduchu vo vnútri tunela. Ak je teplota tunela príliš vysoká, odporúča sa, aby projektant nainštaloval mechanické pomocné odsávacie ventilátory.
Bezpečnostné opatrenia sú mimoriadne dôležité pri údržbe a prevádzke zakopaných transformátorov. Vzhľadom na to, že zariadenie je umiestnené v podzemnom tuneli, musí personál údržby pred vstupom najprv absolvovať nútenú ventiláciu a zistiť obsah kyslíka a koncentrácie škodlivých plynov -, v podzemnom tuneli sa môžu hromadiť nebezpečné plyny, ako je metán, v dôsledku-dlhodobého uzavretia a personálu, ktorý vstúpi bezohľadne, môže hroziť udusenie alebo otrava. Po potvrdení plynovej bezpečnosti vo vnútri tunela musí personál údržby nosiť ochranné prilby, izolované rukavice a izolované topánky a musí byť určená osoba, ktorá bude dohliadať na vstup do jamy pred vstupom a prevádzkou. Na vkladanie, odstraňovanie a rozoberanie vysokonapäťových{5}}zástrčiek kábla typu kolien sa musia použiť špeciálne izolované ovládacie tyče a je prísne zakázané dotýkať sa svoriek vysokonapäťového vedenia holými rukami. Počas prevádzky nafty by malo byť v okolí prísne zakázané fajčiť a používať otvorený oheň, pretože výpary transformátorového oleja sú pri určitých koncentráciách horľavé. Po dokončení údržby je potrebné spočítať všetky nástroje, aby sa potvrdilo, že v šachtách a vetracích otvoroch nezostali žiadne predmety. Dočasné uzemňovacie zariadenia by sa mali odstrániť a napájanie by sa malo obnoviť v poradí „najskôr odoslanie na stranu vysokého napätia, potom na stranu nízkeho napätia“. Po prenose energie by ste mali transformátor pozorovať na zemi aspoň desať minút bez{11}}prevádzky naprázdno, aby ste sa uistili, že pred opustením miesta nevyskytujú žiadne neobvyklé zvuky, pachy alebo chyby.
Napokon, vytvorenie nezávislých záznamov o prevádzke a údržbe je nevyhnutnou súčasťou úplného riadenia životného cyklu zakopaných transformátorov. Vzhľadom na menej intuitívne symptómy porúch zakopaných transformátorov v porovnaní s pozemnými zariadeniami je vertikálne porovnanie historických údajov obzvlášť dôležité. V archívoch by sa mali zaznamenávať základné informácie o každom zariadení (model, kapacita, výrobné číslo, miesto inštalácie), dátum a výsledky každej kontroly, kompletné údaje správy o skúške vzorky oleja, hodnota izolačného odporu preventívnej skúšky, vymenené tesnenia a šarže oleja a záznamy o skúške drenážneho systému. Porovnaním týchto údajov s továrenskými referenčnými hodnotami a predchádzajúcimi nameranými hodnotami možno zistiť, že izolačný odpor pomaly klesá a obsah vlhkosti v oleji sa z roka na rok zvyšuje, čo vedie k postupnému trendu. Preto je možné sformulovať proaktívne intervenčné plány ešte pred vznikom poruchy.
Údržba zakopaných transformátorov nie je zložitá úloha, ale jej požiadavky na systematickosť, štandardizáciu a predvídateľnosť sú oveľa vyššie ako požiadavky bežných distribučných transformátorov inštalovaných na čistom teréne. Jeho údržba je v podstate dlhodobá-hra s eróziou podzemných vôd a životného prostredia. Realizácia každého opatrenia, od základnej hydroizolácie až po drenážne systémy, od každodenných kontrol po pravidelné skúšky, od riadenia kvality oleja až po kontroly príslušenstva, je pevným základom pre zabezpečenie bezpečnej prevádzky zakopaných transformátorov v podzemnom prostredí po dobu desiatich rokov. Keď sa zákazníci spýtajú, či zakopané transformátory potrebujú pravidelnú údržbu ako bežné transformátory, môžete odpovedať, že nie je skutočne „bezúdržbová“, ale jej údržba sa neuskutočňuje na zemi - každá plánovaná, zaznamenaná a organizovaná podzemná kontrola predtým, ako je ďalšia zaplavená dažďovou vodou, zlyhaním tesnenia, nízkou hladinou oleja alebo poruchou izolácie, slúži na odstránenie jedného potenciálneho spúšťacieho bodu za druhým pre výpadky prúdu.
