Warum muss der Transformatorkern nur an einem Punkt geerdet werden Ist nicht eine Mehrpunkt-Erdschaltung zuverlässiger
Feld: Fertigung
China
Warum muss der Transformatorkern geerdet werden?
Während des Betriebs befinden sich der Transformatorkern sowie die Metallstrukturen, Teile und Komponenten, die den Kern und die Wicklungen fixieren, in einem starken elektrischen Feld. Unter dem Einfluss dieses elektrischen Feldes erlangen sie ein relativ hohes Potential gegenüber Erde. Wenn der Kern nicht geerdet ist, besteht ein Spannungsdifferenz zwischen dem Kern und den geerdeten Befestigungsstrukturen und dem Gehäuse, was zu intermittierenden Entladungen führen kann.
Darüber hinaus umgibt während des Betriebs ein starkes magnetisches Feld die Wicklungen. Der Kern und verschiedene Metallstrukturen, Teile und Komponenten befinden sich in einem ungleichförmigen magnetischen Feld, und ihre Abstände von den Wicklungen sind unterschiedlich. Daher sind die induzierten elektromotorischen Kräfte in diesen Metallteilen durch das magnetische Feld ungleich, was zu Spannungsdifferenzen zwischen ihnen führt. Obwohl diese Spannungsdifferenzen klein sind, können sie sehr kleine Isolierungslücken durchbrechen und möglicherweise kontinuierliche Mikroentladungen verursachen.
Sowohl die durch Spannungsdifferenzen verursachten intermittierenden Entladungen als auch die kontinuierlichen Mikroentladungen, die durch das Durchschlagen kleiner Isolierungslücken entstehen, sind inakzeptabel, und es ist äußerst schwierig, die genauen Positionen solcher intermittierenden Entladungen zu lokalisieren.
Die effektive Lösung besteht darin, den Kern und alle Metallstrukturen, Teile und Komponenten, die den Kern und die Wicklungen fixieren, sicher zu erden, sodass sie zusammen mit dem Gehäuse auf Erdpotential liegen. Die Erdung des Transformatorkerns muss an einem einzigen Punkt erfolgen – und nur an einem einzigen Punkt. Dies liegt daran, dass die Siliziumstahllaminas des Kerns voneinander isoliert sind, um große Wirbelströme zu verhindern. Es ist daher absolut verboten, alle Laminas oder mehrere Punkte zu erden; andernfalls würden große Wirbelströme erzeugt, was zu schwerem Erhitzen des Kerns führen würde.
Typischerweise bedeutet die Erdung des Transformatorkerns, eine beliebige Lamina des Kerns zu erden. Obwohl die Laminas voneinander isoliert sind, ist ihr Zwischenlaminen-Widerstand ziemlich gering. Unter dem Einfluss eines ungleichförmigen starken elektrischen und magnetischen Feldes können die in den Laminas induzierten Hochspannungsladungen durch die Laminas zum Erdpunkt und dann zur Erde fließen, während die Isolation zwischen den Laminas wirksam verhindert, dass Wirbelströme von einer Lamina zur anderen fließen. Daher erdet die Erdung einer einzelnen Lamina den gesamten Kern effektiv.
Es sollte beachtet werden: Der Transformatorkern muss genau an einem Punkt geerdet werden – er darf nicht an zwei Punkten, geschweige denn an mehreren Punkten geerdet werden, da Mehrpunkt-Erdung einer der häufigsten Fehler in Transformatorn ist.
Warum darf der Transformatorkern nicht an mehreren Punkten geerdet werden?
Der Grund, warum die Laminas des Transformatorkerns nur an einem Punkt geerdet werden dürfen, ist, dass bei zwei oder mehr Erdpunkten ein geschlossener Kreis zwischen diesen Erdpunkten entstehen kann. Wenn der Hauptmagnetfluss durch diesen geschlossenen Kreis fließt, werden Umlaufströme induziert, was zu interner Überhitzung und möglicherweise zu Unfällen führen kann. Lokale Schmelzungen im Kern können Kurzschlüsse zwischen den Laminas verursachen, was die Verluste im Kern erheblich erhöht und die Leistung und den normalen Betrieb des Transformators stark beeinträchtigt. In solchen Fällen müssen die beschädigten Siliziumstahllaminas ausgetauscht werden, um Reparaturarbeiten durchzuführen. Daher lassen Transformatoren keine Mehrpunkt-Erdung zu – nur ein und genau ein Erdpunkt ist erlaubt.
Mehrpunkt-Erdung bildet leicht Umlaufströme und führt zu Überhitzung.
Während des Betriebs sind der Transformatorkern und seine befestigenden Metallteile einem starken elektrischen Feld ausgesetzt. Elektrostatische Induktion erzeugt schwebende Potentiale auf dem Kern und den Metallteilen, die zu Entladungen zur Erde führen können – eine unannehmbare Bedingung. Daher müssen der Kern und seine befestigenden Teile (mit Ausnahme der Durchkernbolzen) ordnungsgemäß und sicher geerdet sein. Der Kern darf jedoch nur an einem Punkt geerdet werden. Wenn es zwei oder mehr Erdpunkte gibt, bilden der Kern, die Erdpunkte und die Erde einen geschlossenen Kreis. Während des Betriebs induziert der durch diesen geschlossenen Kreis fließende Magnetfluss sogenannte Umlaufströme, was zu lokaler Überhitzung des Kerns und sogar zum Verbrennen von Metallteilen und Isolation führen kann.
Zusammenfassend: Der Transformatorkern muss nur an einem Punkt geerdet werden – er darf nicht an zwei oder mehr Punkten geerdet werden.
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