Zašto je potrebno zemljište transformatora?
Tijekom rada, jezgra transformatora, zajedno s metalnim strukturama, dijelovima i komponentama koje fiksiraju jezgru i zavojnice, nalaze se u jakom električnom polju. Pod utjecajem tog električnog polja, stječu relativno visok potencijal u odnosu na zemlju. Ako jezgra nije zemljena, postojat će razlika u potencijalu između jezgre i zemljenih pričvršćujućih struktura i rezervoara, što može dovesti do intermitentnog iskra.
Dodatno, tijekom rada, jako magnetsko polje okružuje zavojnice. Jezgra i razne metalne strukture, dijelovi i komponente nalaze se u neuniformnom magnetskom polju, a njihove udaljenosti od zavojnica se razlikuju. Tako su elektromotorni naponi inducirani u tim metalnim dijelovima magnetskim poljem neravnomjeran, što rezultira razlikama u potencijalu među njima. Iako su te razlike u potencijalu male, one mogu i dalje rušiti vrlo male izolacijske prostore, što može uzrokovati kontinuirane mikroiskre.
I intermitentne iskre uzrokovane razlikama u potencijalu i kontinuirane mikroiskre kao posljedica rušenja malihih izolacijskih prostore ne su prihvatljive, a točna lokacija takvih intermitentnih iskri je izuzetno teška za otkrivanje.
Učinkovito rješenje je pouzdano zemljenje jezgre i svih metalnih struktura, dijelova i komponenti koje fiksiraju jezgru i zavojnice, tako da svi budu na zemljini potencijal zajedno s rezervoarom. Zemljenje jezgre transformatora mora biti jednotočkovno - i samo jednotočkovno. To je zato jer su silikonske željezne folije jezgre izolirane jedna od druge kako bi se spriječili veliki vrtlogasti strujni tokovi. Stoga je apsolutno zabranjeno zemljiti sve folije ili implementirati višetočkovno zemljenje; inače, generirat će se veliki vrtlogasti strujni tokovi, što će dovesti do ozbiljnog zagrijavanja jezgre.
Obično, zemljenje jezgre transformatora znači zemljenje bilo koje jedne folije jezgre. Iako su folije izolirane jedna od druge, njihova izolacijska otpornost između folija je vrlo niska. Pod utjecajem neuniformnog jakog električnog i magnetskog polja, visokonaponski naboje inducirani u folijama mogu protjecati kroz folije do točke zemljenja, a zatim do zemlje, dok izolacija između folija učinkovito blokira protjecanje vrtlogastih strujnih tokova s jedne folije na drugu. Stoga, zemljenje bilo koje jedne folije efektivno zemlji cijelu jezgru.
Treba napomenuti: jezgra transformatora mora biti zemljena točno na jednu točku - ne može biti zemljena na dvije točke, niti na više točaka - jer višetočkovno zemljenje jedna je od čestih grešaka u transformatorima.
Zašto ne može jezgra transformatora biti zemljena na više točaka?
Razlog zašto folije jezgre transformatora mogu biti zemljene samo na jednu točku jest taj što ako postoje dvije ili više točaka zemljenja, može se formirati zatvorena petlja između tih točaka zemljenja. Kada glavni magnetski fluks prođe kroz tu zatvorenu petlju, inducirat će se cirkulacijski strujni tokovi, što će dovesti do unutarnjeg pregrjevanja i potencijalno do nesreća. Lokalno taloženje jezgre može stvoriti kratične spojeve između folija, povećavajući gubitke jezgre značajno i ozbiljno utječeći na performanse i normalno funkcioniranje transformatora. U takvim slučajevima, oštećene silikonske željezne folije moraju se zamijeniti za popravak. Stoga, transformatori ne dopuštaju višetočkovno zemljenje - dopuštena je samo jedna i točno jedna točka zemljenja.
Višetočkovno zemljenje lako stvara cirkulacijske strujne tokove i dovodi do pregrjevanja.
Tijekom rada, jezgra transformatora i njegove pričvršćujuće metalne dijelove podvrgava se jakom električnom polju. Elektrostatička indukcija generira plivajuće potencijale na jezgri i metalnim dijelovima, koji mogu iskrivati na zemlju - stanje koje nije prihvatljivo. Stoga, jezgra i njeni pričvršćujući dijelovi (osim propustnih vijaka) moraju biti pravilno i pouzdano zemljeni. Međutim, jezgra smije imati samo jednu točku zemljenja. Ako postoje dvije ili više točaka zemljenja, jezgra, točke zemljenja i zemlja formirat će zatvorenu petlju. Tijekom rada, magnetski fluks koji prođe kroz tu zatvorenu petlju inducirat će tzv. cirkulacijske strujne tokove, što će dovesti do lokalnog pregrjevanja jezgre i čak taloženja metalnih dijelova i izolacije.
U skraćenoj formi: jezgra transformatora mora biti zemljena samo na jednu točku - ne može biti zemljena na dvije ili više točaka.