Сухие силовые трансформаторы тока

Когда говорят про сухие силовые трансформаторы тока, многие сразу представляют себе что-то вроде ?навороченного? измерительного блока для лабораторий. А на деле, в распределительных сетях 6-10 кВ, особенно в современных компактных КРУ, это часто просто литой эпоксидный блок с шиной, который греется, если неверно рассчитан по термической стойкости. Основная ошибка — считать их ?вечными? из-за отсутствия масла. Как раз отсутствие масла и создаёт свои нюансы по теплоотводу, и тут эпоксидная изоляция — не панацея.

Где и почему ?сухие? — не всегда лучший выбор

Взял как-то проект для подстанции в карьере. Заказчик настаивал на сухих трансформаторах тока, мотивируя простотой монтажа и экологичностью. Среда — пыль, вибрация, перепады температур. Поставили. Через полгода звонок: ?на греется в одном плече?. Приехали, вскрыли — в литом корпусе микротрещины. Не от перегрузки по току, а от постоянной механической тряски от большегрузов. Эпоксидка не пластична, со временем усталость материала дала о себе знать. Пришлось менять на маслонаполненные с усиленным креплением. Вывод: для статических условий в помещении — отлично, для динамических нагрузок — нужен очень тщательный анализ.

Ещё один момент — точность в несинусоидальных режимах. Сейчас много нелинейной нагрузки, те же частотные приводы. Класс точности 0.5S для синусоиды — это одно, а при высоких гармониках погрешность может вылезти неожиданно, особенно в цепях учёта. Видел случай на промпредприятии, где расхождения в учёте энергии начались после установки новых приводов. Оказалось, что трансформаторы тока, хоть и сухие, и классом 0.5, но были рассчитаны на частоту 50 Гц. Высшие гармоники искажали картину. Пришлось ставить трансформаторы с расширенным частотным диапазоном.

Поставщики, кстати, не всегда акцентируют на этом внимание. Например, в каталогах ООО Внутренняя Монголия Линлянь Торговля (сайт linglian.ru) видел раздел с техническими заметками, где как раз упоминается важность проверки рабочих частот и коэффициента трансформации не только для номинала. Это полезно, потому что их команда, судя по описанию, сформирована из экспертов с опытом в электротехнической отрасли, и они понимают, что оборудование должно работать в реальных, а не идеальных условиях. Их подход к подбору — не просто ?продать коробку?, а предложить решение, что редкость.

Монтаж и ?мелочи?, которые ломают систему

Казалось бы, что сложного: установил, подключил шину, затянул контакты. Но большинство отказов — на стыках. Силовая шина, особенно алюминиевая, окисляется, контактное давление падает, место соединения начинает греться. Нагрев передаётся на литой корпус трансформатора, изоляция стареет быстрее. Сам видел, как на объекте после полугода эксплуатации из-за плохо затянутого болта на вводе ?выгорела? не только контактная площадка, но и частично повреждён был корпус самого трансформатора. И это была продукция вроде бы добротного бренда.

Поэтому сейчас всегда настаиваю на контроле момента затяжки при монтаже и, по возможности, на использовании контактной пасты. Некоторые монтажники этим пренебрегают, мол, ?и так держит?. Не держит. Особенно критично для сухих силовых трансформаторов тока с большими первичными токами (2000 А и выше). Там даже небольшое переходное сопротивление даёт существенный нагрев.

Ещё из практики — расположение в ячейке. Если трансформатор тока ?зажат? между другими нагревающимися аппаратами, его собственный тепловой режим ухудшается. Проектировщики иногда, экономя место, ставят их вплотную к разъединителям или предохранителям. А потом удивляются, почему трансформатор вышел из класса точности раньше срока. Тепло ведь суммируется.

Вопрос надёжности и ?срок годности? эпоксидки

Производители заявляют срок службы 25-30 лет. Но это при номинальных условиях. А что такое номинальные условия? Температура окружающей среды не выше +40°C, отсутствие прямых солнечных лучей, чистота воздуха... В котельной, например, где температура может подскакивать и до +50°C, а в воздухе масляная взвесь, процесс старения изоляции ускоряется в разы. Был прецедент, когда через 7 лет эксплуатации в такой среде трансформаторы тока начали показывать признаки поверхностного трекинга (проводимости по поверхности). Пришлось организовывать замену парка.

С другой стороны, в сухих, чистых помещениях, типа ЦОДов или лабораторных комплексов, те же самые модели работают десятилетиями без намёка на проблемы. Всё упирается в соответствие условий эксплуатации заложенным при проектировании параметрам. Компания ООО Внутренняя Монголия Линлянь Торговля в своей миссии делает акцент на создании ценности для клиента через профессиональные решения. Из моего опыта общения с такими поставщиками, ценность как раз в том, чтобы на этапе подбора оборудования задать клиенту правильные вопросы про среду, про режимы, и не продать просто ?трансформатор тока?, а предложить тот, который прослужит заявленный срок именно в этих конкретных условиях.

Интересный момент — механическая прочность. Литая эпоксидная изоляция хорошо противостоит коротким замыканиям (электродинамическим усилиям), но плохо любит ударные нагрузки. При транспортировке и разгрузке бывают случаи сколов, если оборудование бросают. Внешне скол может быть незаметен, но это точка потенциального пробоя. Поэтому приёмка — обязательный этап. Нужно не просто посчитать количество, а визуально осмотреть каждый аппарат на предмет сколов и трещин.

Тенденции и что будет дальше

Сейчас явный тренд — интеграция датчиков. Уже появляются ?умные? сухие трансформаторы тока со встроенными датчиками температуры для мониторинга состояния в режиме реального времени. Это, безусловно, шаг вперёд. Позволяет предсказывать отказы и планировать обслуживание. Но и цена, конечно, другая. Для ответственных объектов, типа узловых подстанций или генераторных установок, это оправдано. Для рядового распределительного щита в жилом доме — пока избыточно.

Ещё наблюдается движение в сторону уменьшения габаритов при сохранении или даже повышении точности. Новые составы эпоксидных компаундов с лучшей теплопроводностью и стойкостью к трекингу позволяют делать аппараты компактнее. Это ответ на спрос со стороны производителей комплектных распределительных устройств, которые стремятся упаковать больше функций в меньший объём.

Что касается поставок, то рынок насыщен, но качество разное. Важно работать с теми, кто не просто перепродаёт, а технически подкован. Вот, например, Линлянь Торговля позиционирует себя как предприятие с глубоким отраслевым опытом и инновационным потенциалом. На практике это часто означает, что у них есть инженеры, которые могут проконсультировать по тонкостям применения, а не просто менеджеры по продажам. Это критически важно для сложных или нестандартных задач, когда нужно не шаблонное решение, а именно анализ и подбор под условия.

Личный итог и рекомендации

Итак, сухие силовые трансформаторы тока — отличное решение, но не универсальное. Их сильная сторона — безопасность (нет масла), простота монтажа, хорошие диэлектрические свойства в нормальных условиях. Слабая сторона — чувствительность к локальному перегреву, к механическим воздействиям и к качеству монтажа.

При выборе смотрю на три вещи: 1) Соответствие заявленного класса точности реальным ожидаемым нагрузкам (с учётом гармоник). 2) Термическую стойкость и возможность теплоотвода в конкретном месте установки. 3) Репутацию производителя и, что не менее важно, поставщика. Поставщик должен разбираться в продукте.

И последнее. Никогда не экономьте на качестве этих аппаратов, если они стоят в цепи коммерческого учёта или защиты. Ложное срабатывание защиты или ошибка в учёте из-за вышедшего из строя или неточного трансформатора тока может обойтись в сотни раз дороже, чем ?сэкономленная? разница в цене. Оборудование должно быть правильным для задачи, а не просто дешёвым или модным. Как раз в этом и заключается профессиональный подход, который декларируют компании, серьёзно относящиеся к своей миссии на рынке электротехники.