Защо трансформаторната ядро трябва да е заземено?
По време на работа, трансформаторното ядро, заедно с металните конструкции, части и компоненти, които фиксират ядрото и обмотките, се намират в силно електрическо поле. Под влиянието на това електрическо поле те придобиват относително висок потенциал спрямо земята. Ако ядрото не е заземено, ще има разлика в потенциала между ядрото и заземените зажимащи конструкции и резервоар, което може да доведе до преразходящи разряди.
Освен това, по време на работа, силно магнитно поле обгражда обмотките. Ядрото и различните метални конструкции, части и компоненти се намират в нехомогенно магнитно поле, а техните разстояния от обмотките са различни. Следователно, електромоторните сили, индуцирани в тези метални части от магнитното поле, са неравни, което води до разлики в потенциала между тях. Въпреки че тези разлики в потенциала са малки, те все пак могат да нарушият много малки изолационни разстояния, като могат да предизвикат непрекъснати микроскопични разряди.
Както преразходящите разряди, причинени от разликите в потенциала, така и непрекъснатите микроскопични разряди, резултат от разрушаване на миниатюрни изолационни разстояния, са неприемливи, и е изключително трудно да се установят точните позиции на такива преразходящи разряди.
Ефективното решение е надеждно да се заземи ядрото и всички метални конструкции, части и компоненти, които фиксират ядрото и обмотките, така че те да са на земен потенциал заедно с резервоара. Заземяването на трансформаторното ядро трябва да бъде на една точка – и само на една точка. Това е, защото слоевете кремициум стомана на ядрото са изолирани един от друг, за да се предотвратят големи вихреви течения. Следователно, е абсолютно забранено да се заземят всички слоеве или да се приложи многоточково заземяване; в противен случай, ще се генерираха големи вихреви течения, които ще доведат до сериозно загряване на ядрото.
Обикновено, заземяването на трансформаторното ядро означава заземяване на един от слоевете на ядрото. Въпреки че слоевете са изолирани един от друг, тяхното междинно изолационно съпротивление е доста ниско. Под влиянието на нехомогенно силно електрическо и магнитно поле, високоволтовите заряди, индуцирани в слоевете, могат да протекат през слоевете до точката на заземяване и после до земята, докато изолацията между слоевете ефективно блокира вихревите течения от един слой към друг. Следователно, заземяването на един единствен слой ефективно заземява цялото ядро.
Трябва да се отбележи: трансформаторното ядро трябва да бъде заземено точно на една точка – не може да бъде заземено на две точки, още по-малко на много точки – защото многоточковото заземяване е една от най-общи грешки в трансформаторите.
Защо трансформаторното ядро не може да бъде заземено на много точки?
Причината, поради която слоевете на трансформаторното ядро могат да бъдат заземени само на една точка, е, че ако има две или повече точки на заземяване, може да се образува затворена верига между тези точки на заземяване. Когато основният магнитен поток премине през тази затворена верига, ще се индуцират циркулиращи течения, които ще предизвикат вътрешно загряване и може да доведат до аварии. Локалното топене на ядрото може да създаде късо между слоевете, увеличавайки значително загубите в ядрото и сериозно влияйки на производителността и нормалната работа на трансформатора. В такива случаи, повредените слоеве от кремициум стомана трябва да бъдат заменени за ремонт. Следователно, трансформаторите не позволяват многоточково заземяване – позволена е само една и точно една точка на заземяване.
Многоточковото заземяване лесно формира циркулиращи течения и предизвиква загряване.
По време на работа, трансформаторното ядро и неговите зажимащи метални части са подложени на силно електрическо поле. Електростатическата индукция генерира плувещи потенциали на ядрото и металните части, които може да се разтоварят към земята – неприемливо състояние. Следователно, ядрото и неговите зажимащи части (с изключение на болтовете, преминаващи през ядрото) трябва да бъдат правилно и надеждно заземени. Но ядрото е позволено да бъде заземено само на една точка. Ако има две или повече точки на заземяване, ядрото, точките на заземяване и земята ще формират затворена верига. По време на работа, магнитният поток, преминаващ през тази затворена верига, ще индуцира така наречените циркулиращи течения, които ще доведат до локално загряване на ядрото и дори до изгаряне на метални части и изолация.
Съвместно взето: трансформаторното ядро трябва да бъде заземено само на една точка – не може да бъде заземено на две или много точки.