Dlaczego rdzeń transformatora musi być zazemblony?
Podczas działania, rdzeń transformatora, wraz z metalowymi strukturami, częściami i komponentami, które mocują rdzeń i cewki, znajduje się w silnym polu elektrycznym. W wyniku wpływu tego pola nabywają one względem ziemi stosunkowo wysoki potencjał. Jeśli rdzeń nie jest zazemblony, istnieć będzie różnica potencjałów między rdzeniem a zazemblonymi strukturami zaciskowymi i kadłubem, co może prowadzić do przerywistych wyładowań.
Ponadto, podczas działania, silne pole magnetyczne otacza cewki. Rdzeń oraz różne metalowe struktury, części i komponenty znajdują się w nieregularnym polu magnetycznym, a ich odległości od cewek są różne. W konsekwencji, siły elektromotoryczne indukowane w tych metalowych częściach przez pole magnetyczne są nierówne, co powoduje różnice potencjałów między nimi. Chociaż te różnice potencjałów są małe, mogą one nadal przebić bardzo małe luki izolacyjne, co może prowadzić do ciągłych mikrowyładowań.
Oba te zjawiska - przerywiste wyładowania spowodowane różnicami potencjałów oraz ciągłe mikrowyładowania wynikające z przebicia małych luków izolacyjnych - są nieakceptowalne, a dokładne lokalizowanie miejsc takich przerywistych wyładowań jest ekstremalnie trudne.
Skutecznym rozwiązaniem jest solidne zazemblenie rdzenia i wszystkich metalowych struktur, części i komponentów, które mocują rdzeń i cewki, tak aby były one razem z kadłubem na potencjale ziemi. Zazemblenie rdzenia transformatora musi być jednopunktowe - i tylko jednopunktowe. Wynika to z faktu, że warstwy żelaza krzemu tworzące rdzeń są izolowane od siebie, aby zapobiec powstawaniu dużych wirów prądotoków. Dlatego jest absolutnie zabronione zazemblenie wszystkich warstw lub wielopunktowe zazemblenie; w przeciwnym razie, powstawałyby duże wiry prądotoków, powodując silne nagrzewanie rdzenia.
Typowo, zazemblenie rdzenia transformatora oznacza zazemblenie dowolnej jednej warstwy rdzenia. Mimo że warstwy są izolowane od siebie, opór izolacji międzywarstwowej jest stosunkowo niewielki. W wyniku wpływu nieregularnego silnego pola elektrycznego i magnetycznego, wysokie napięcia indukowane w warstwach mogą przepływać przez warstwy do punktu zazemblenia, a następnie do ziemi, podczas gdy izolacja między warstwami skutecznie blokuje prądotoki wirujące od jednej warstwy do drugiej. Dlatego zazemblenie jednej pojedynczej warstwy skutecznie zazembluje cały rdzeń.
Warto zauważyć: rdzeń transformatora musi być zazemblony dokładnie w jednym punkcie - nie może być zazemblony w dwóch punktach, a tym bardziej w wielu - ponieważ wielopunktowe zazemblenie jest jednym z powszechnych uszkodzeń transformatorów.
Dlaczego rdzeń transformatora nie może być zazemblony w wielu punktach?
Powód, dla którego warstwy rdzenia transformatora mogą być zazemblone tylko w jednym punkcie, polega na tym, że jeśli istnieją dwa lub więcej punktów zazemblenia, może powstać zamknięta pętla między tymi punktami zazemblenia. Gdy główny strumień magnetyczny przechodzi przez tę zamkniętą pętlę, indukowane będą prądy wirujące, powodując wewnętrzne nagrzewanie i potencjalnie prowadząc do awarii. Lokalne topienie rdzenia może tworzyć zwarcia między warstwami, znacznie zwiększając straty w rdzeniu i poważnie wpływając na wydajność i normalną pracę transformatora. W takich przypadkach, uszkodzone warstwy żelaza krzemu muszą być wymienione w celu naprawy. Dlatego transformatory nie dopuszczają wielopunktowego zazemblenia - dozwolony jest tylko jeden, dokładnie jeden, punkt zazemblenia.
Wielopunktowe zazemblenie łatwo powoduje powstanie prądów wirujących i nagrzewanie.
Podczas działania, rdzeń transformatora i jego metalowe części zaciskowe są narażone na silne pole elektryczne. Elektrostatyczna indukcja generuje potencjały pływające na rdzeniu i częściach metalowych, które mogą wyładowywać się do ziemi - stan nieakceptowalny. Dlatego rdzeń i jego części zaciskowe (poza śrubami przewodnikowymi) muszą być prawidłowo i solidnie zazemblone. Jednak rdzeń może być zazemblony tylko w jednym punkcie. Jeśli istnieją dwa lub więcej punktów zazemblenia, rdzeń, punkty zazemblenia i ziemia utworzą zamkniętą pętlę. Podczas działania, strumień magnetyczny przechodzący przez tę zamkniętą pętlę indukuje tak zwane prądy wirujące, prowadząc do lokalnego nagrzewania rdzenia i nawet spalania części metalowych i izolacji.
Podsumowując: rdzeń transformatora musi być zazemblony tylko w jednym punkcie - nie może być zazemblony w dwóch ani wielu punktach.