لماذا يجب تأريض قلب المحول؟
خلال التشغيل، يقع قلب المحول بالإضافة إلى الهياكل والقطع المعدنية التي تثبت القلب واللفائف في مجال كهربائي قوي. تحت تأثير هذا المجال الكهربائي، يكتسبون جهدًا نسبيًا مرتفعًا بالنسبة للأرض. إذا لم يتم تأريض القلب، سيكون هناك فرق جهد بين القلب والهياكل الضاغطة والأسطوانة الأرضية، مما قد يؤدي إلى تفريغ متقطع.
بالإضافة إلى ذلك، خلال التشغيل، يوجد مجال مغناطيسي قوي يحيط باللفائف. القلب والهياكل المعدنية المختلفة والقطع والمركبات موجودة في مجال مغناطيسي غير متجانس، وتبعد مسافات مختلفة عن اللفائف. نتيجة لذلك، تكون الجهود الكهرومغناطيسية المستحثة في هذه الأجزاء المعدنية غير متساوية، مما يؤدي إلى وجود فروق جهد بينها. على الرغم من أن هذه الفروق الجهد صغيرة، إلا أنها يمكن أن تؤدي إلى انهيار فجوات العزل الصغيرة، مما قد يسبب تفريغات دقيقة مستمرة.
كلا التفريغات المتقطعة الناتجة عن فروق الجهد والتفريغات الدقيقة المستمرة الناتجة عن انهيار فجوات العزل الصغيرة غير مقبولة، ومن الصعب للغاية تحديد مواقع التفريغات المتقطعة بدقة.
الحل الفعال هو تأريض القلب وكل الهياكل المعدنية والقطع والمركبات التي تثبت القلب واللفائف بشكل موثوق به بحيث يكونون جميعًا عند جهد الأرض مع الأسطوانة. يجب أن يكون تأريض قلب المحول بنقطة واحدة فقط - وأي نقطة واحدة فقط. هذا لأن طبقات السيليكون الحديدية للقلب معزولة عن بعضها البعض لمنع تدفق التيار الحلقي الكبير. لذا، يُحظر تمامًا تأريض كل الطبقات أو تنفيذ تأريض متعدد النقاط، وإلا سيتم إنتاج تيار حلقي كبير، مما يتسبب في تسخين القلب بشدة.
عادةً، يعني تأريض قلب المحول تأريض أي طبقة واحدة من القلب. على الرغم من أن الطبقات معزولة عن بعضها البعض، فإن مقاومة العزل بين الطبقات منخفضة جدا. تحت تأثير المجالات الكهربائية والمغناطيسية القوية غير المتجانسة، يمكن لشحنات الجهد العالي المستحثة في الطبقات أن تتدفق عبر الطبقات إلى نقطة التأريض ومن ثم إلى الأرض، بينما يحجب العزل بين الطبقات بشكل فعال تدفق التيار الحلقي من طبقة إلى أخرى. لذا، يعتبر تأريض أي طبقة واحدة تأريضًا فعالًا للقلب بأكمله.
يجب ملاحظة أنه يجب تأريض قلب المحول بنقطة واحدة فقط - لا يمكن تأريضه بنقطتين أو أكثر - لأن التأريض المتعدد النقاط هو أحد الأخطاء الشائعة في المحولات.
لماذا لا يمكن تأريض قلب المحول بنقاط متعددة؟
السبب في أن طبقات قلب المحول يمكن تأريضها بنقطة واحدة فقط هو أنه إذا كان هناك نقطتان أو أكثر من نقاط التأريض، فقد يتشكل حلقة مغلقة بين هاتين النقطتين. عندما يمر التدفق المغناطيسي الرئيسي عبر هذه الحلقة المغلقة، سيتم استحداث تيار حلقي، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة الداخلية وقد يؤدي إلى حوادث. يمكن أن يؤدي الذوبان المحلي للقلب إلى حدوث قصر دوائر بين الطبقات، مما يزيد من خسائر القلب بشكل كبير ويؤثر بشكل خطير على أداء المحول وتشغيله الطبيعي. في مثل هذه الحالات، يجب استبدال طبقات السيليكون الحديدية التالفة لإصلاحها. لذا، لا يسمح للمحولات بتأريض متعدد النقاط - بل نقطة واحدة فقط مسموح بها.
يؤدي التأريض المتعدد النقاط بسهولة إلى تشكيل تيارات حلقة وارتفاع درجة الحرارة.
خلال التشغيل، يخضع قلب المحول وأجزاؤه المعدنية الضاغطة لحقل كهربائي قوي. تولد الاستقراء الكهروستاتيكي جهود عائمة على القلب والأجزاء المعدنية، والتي قد تفرغ للأرض - وهو حالة غير مقبولة. لذا، يجب تأريض القلب وأجزائه الضاغطة (باستثناء البراغي المرور) بشكل صحيح وموثوق به. ومع ذلك، يُسمح بتأريض القلب بنقطة واحدة فقط. إذا كانت هناك نقطتان أو أكثر من نقاط التأريض، سيشكل القلب والنقطتان الأرض حلقة مغلقة. أثناء التشغيل، سيعبر التدفق المغناطيسي عبر هذه الحلقة المغلقة وسيستحدث ما يسمى بالتيارات الحلقة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة القلب محليًا وحتى حرق الأجزاء المعدنية والعزل.
باختصار: يجب تأريض قلب المحول بنقطة واحدة فقط - لا يمكن تأريضه بنقطتين أو عدة نقاط.