Per què és necessària la connexió a terra d'un sol punt del nucli del transformador i està prohibit la connexió múltiple?

Durant l'operació del transformador, el nucli i les estructures i components metàl·lics que asseguren el nucli i les bobines es veuen exposats a un fort camp elèctric, induint un alt potencial relatiu a terra. Si el nucli es deixa sense connectar a terra, pot desenvolupar-se una diferència de potencial entre el nucli i les parts a terra com ara les preses i la cisterna, provocant descàrregues intermitents. A més, el camp magnètic que envolta les bobines induce forces electromotrius (FEM) variables en diferents components metàl·lics degut a les seves distàncies variables respecte a les bobines. fins i tot petites diferències de potencial poden resultar en descàrregues parcials contínues a través de petites discontinuïtats d'aislament—descàrregues que no només són inacceptables sinó també difícils de detectar i localitzar.

La solució efectiva és connectar fiablement a terra el nucli i totes les estructures metàl·liques associades, assegurant que estiguin al mateix potencial elèctric que la cisterna. No obstant això, aquesta connexió a terra ha de ser implementada només en un únic punt. Les laminacions del nucli estan aïllades entre elles per suprimir grans corrents de Foucault, que de diversa manera causarien un escalfament excessiu. Per tant, es prohibeixen estrictament múltiples punts de connexió a terra, ja que poden crear bucles tancats que permeten corrents circulants, conduint a un sobrescalçament sever del nucli.

Per què es prohibeixen els punts de connexió a terra múltiples:

Si el nucli es connecta a terra en més d'un punt, es pot formar un bucle conductor tancat entre els punts de connexió a terra. Quan el flux magnètic principal passa a través d'aquest bucle, induce corrents circulants, resultant en un sobrescalçament localitzat i potencialment danys greus. Això pot manifestar-se com una cremadura localitzada del nucli o curts circuits entre laminacions, incrementant les pèrdues del nucli i degradant el rendiment del transformador. En casos extrems, aquests defectes poden portar a un fallament complet del transformador, necessitant reparacions extenses o substitució del nucli.

Riscos de la connexió a terra múltiple:

En presència d'un fort camp elèctric, el nucli i les parts metàl·liques sense connectar a terra o connectades incorrectament poden desenvolupar tensions induïdes, causant descàrregues a terra. La connexió a terra en un únic punt evita la formació de corrents circulants (o "corrents anell") que de diversa manera fluirien si hi hagués punts de connexió a terra múltiples. Aquestes corrents circulants causen un sobrescalçament localitzat, degraden l'aislament i danysen els components metàl·lics, posant un risc significatiu a la fiabilitat i operació segura del transformador.

Per tant, la connexió a terra en un únic punt del nucli del transformador és essencial per a una operació segura, estable i eficient.