Perché il nucleo di un trasformatore deve essere collegato a terra in un solo punto? Non è più affidabile un collegamento a terra multi-punto?
Campo: Produzione
China
Perché il nucleo del trasformatore deve essere collegato a terra?
Durante l'operazione, il nucleo del trasformatore, insieme alle strutture, parti e componenti metallici che fissano il nucleo e le bobine, si trovano in un campo elettrico intenso. Sotto l'influenza di questo campo elettrico, acquisiscono un potenziale relativamente alto rispetto a terra. Se il nucleo non è collegato a terra, esisterà una differenza di potenziale tra il nucleo e le strutture di fissaggio e la vasca collegate a terra, il che può portare a scariche intermittenti.
Inoltre, durante l'operazione, un forte campo magnetico circonda le bobine. Il nucleo e varie strutture, parti e componenti metallici si trovano in un campo magnetico non uniforme, e le loro distanze dalle bobine sono diverse. Di conseguenza, le forze elettromotrici indotte in queste parti metalliche dal campo magnetico sono disuguali, risultando in differenze di potenziale tra di esse. Anche se queste differenze di potenziale sono piccole, possono comunque rompere piccoli spazi di isolamento, causando possibili microscariche continue.
Sia le scariche intermittenti causate da differenze di potenziale che le microscariche continue dovute alla rottura di minuscoli spazi di isolamento sono inaccettabili, ed è estremamente difficile localizzare le posizioni esatte di tali scariche intermittenti.
La soluzione efficace è collegare a terra in modo affidabile il nucleo e tutte le strutture, parti e componenti metallici che fissano il nucleo e le bobine, in modo che siano tutti al potenziale di terra insieme alla vasca. Il collegamento a terra del nucleo del trasformatore deve essere a un solo punto—e solo a un solo punto. Questo perché le lamelle di acciaio silicio del nucleo sono isolate tra di loro per prevenire grandi correnti di fuga. Pertanto, è assolutamente vietato collegare a terra tutte le lamelle o implementare un collegamento a più punti; altrimenti, si genererebbero grandi correnti di fuga, causando un riscaldamento severo del nucleo.
Tipicamente, il collegamento a terra del nucleo del trasformatore significa collegare a terra una qualsiasi lamella del nucleo. Anche se le lamelle sono isolate tra di loro, la resistenza all'isolamento interlamellare è piuttosto bassa. Sotto l'influenza di campi elettrici e magnetici intensi e non uniformi, le cariche ad alta tensione indotte nelle lamelle possono fluire attraverso le lamelle verso il punto di collegamento a terra e poi a terra, mentre l'isolamento tra le lamelle blocca efficacemente le correnti di fuga dal fluire da una lamella all'altra. Quindi, il collegamento a terra di una singola lamella effettivamente collega a terra l'intero nucleo.
Si deve notare: il nucleo del trasformatore deve essere collegato a terra esattamente in un solo punto—non può essere collegato a due punti, figuriamoci a più punti—perché il collegamento a più punti è uno dei guasti comuni nei trasformatori.
Perché il nucleo del trasformatore non può essere collegato a terra a più punti?
Il motivo per cui le lamelle del nucleo del trasformatore possono essere collegate a terra solo in un punto è che se ci sono due o più punti di collegamento, potrebbe formarsi un anello chiuso tra questi punti di collegamento. Quando il flusso magnetico principale passa attraverso questo anello chiuso, vengono indotte correnti circolanti, causando surriscaldamenti interni e potenzialmente portando a incidenti. La fusione locale del nucleo può creare cortocircuiti tra le lamelle, aumentando significativamente le perdite del nucleo e influendo gravemente sulle prestazioni e sulla normale operazione del trasformatore. In tali casi, le lamelle di acciaio silicio danneggiate devono essere sostituite per la riparazione. Pertanto, i trasformatori non consentono il collegamento a più punti—è permesso solo un punto di collegamento, e precisamente un solo punto.
Il collegamento a più punti forma facilmente correnti circolanti e causa surriscaldamenti.
Durante l'operazione, il nucleo del trasformatore e le sue parti metalliche di fissaggio sono soggetti a un forte campo elettrico. L'induzione elettrostatica genera potenziali galleggianti sul nucleo e sulle parti metalliche, che possono scaricarsi a terra—una condizione inaccettabile. Pertanto, il nucleo e le sue parti di fissaggio (eccetto i bulloni attraverso il nucleo) devono essere adeguatamente e affidabilmente collegati a terra. Tuttavia, il nucleo è ammesso solo un punto di collegamento. Se ci sono due o più punti di collegamento, il nucleo, i punti di collegamento e la terra formeranno un anello chiuso. Durante l'operazione, il flusso magnetico che passa attraverso questo anello chiuso indurrà cosiddette correnti circolanti, portando a un surriscaldamento localizzato del nucleo e persino alla fusione di parti metalliche e isolanti.
In sintesi: il nucleo del trasformatore deve essere collegato a terra solo in un punto—non può essere collegato a due o più punti.
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