چرا زمین کردن تک نقطه ای هسته ترانسفورماتور ضروری است و زمین کردن چند نقطه ای ممنوع است

در طول عملکرد ترانسفورماتور، هسته و ساختارهای فلزی و قطعاتی که هسته و پیچش‌ها را ثابت می‌کنند در معرض یک میدان الکتریکی قوی قرار دارند که بالقوه نسبت به زمین ایجاد می‌کند. اگر هسته بدون زمین شود، اختلاف پتانسیل بین هسته و بخش‌های زمین شده مانند ضامن‌ها و ظرف می‌تواند منجر به تخلیه‌های متناوب شود. علاوه بر این، میدان مغناطیسی محیط پیچش‌ها، نیروهای الکتروموتوری (EMF) متغیر را در قطعات فلزی مختلف به دلیل فواصل متغیر آنها از پیچش‌ها القا می‌کند. حتی اختلاف‌های پتانسیل کوچک نیز می‌توانند منجر به تخلیه‌های جزئی مداوم در فواصل عایق کوچک شوند—تخلیه‌هایی که نه تنها قابل قبول نیستند بلکه تشخیص و محل‌یابی آنها نیز دشوار است.

راه‌حل موثر این است که هسته و تمام ساختارهای فلزی مرتبط به صورت قابل اعتماد زمین شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها در همان پتانسیل الکتریکی با ظرف قرار دارند. با این حال، این زمین‌بندی فقط در یک نقطه باید انجام شود. لایه‌های هسته از یکدیگر عایق شده‌اند تا جریان‌های ویسکوز بزرگ که موجب گرم شدن بیش از حد می‌شوند را کاهش دهند. بنابراین، نقاط زمین‌بندی چندگانه به شدت ممنوع است، زیرا آنها می‌توانند حلقه‌های بسته‌ای را ایجاد کنند که اجازه می‌دهند جریان‌های چرخان را ایجاد کنند و منجر به گرم شدن شدید هسته شوند.

دلایل ممنوعیت نقاط زمین‌بندی چندگانه:

اگر هسته در بیش از یک نقطه زمین شود، ممکن است یک حلقه هدایت‌کننده بسته بین نقاط زمین‌بندی ایجاد شود. وقتی فلوکس مغناطیسی اصلی از این حلقه عبور می‌کند، جریان‌های چرخان القا می‌شوند که منجر به گرم شدن محلی و خسارات جدی می‌شود. این ممکن است به صورت سوختن محلی هسته یا کوتاه‌شدن بین لایه‌ها ظاهر شود، که باعث افزایش ضریب ضیاع هسته و تضعیف عملکرد ترانسفورماتور می‌شود. در موارد شدید، چنین خطاها می‌توانند منجر به خرابی کامل ترانسفورماتور شوند که نیاز به تعمیرات گسترده یا تعویض هسته دارد.

ریسک‌های زمین‌بندی چندگانه:

در حضور یک میدان الکتریکی قوی، هسته و قطعات فلزی بدون زمین یا به طور نادرست زمین شده می‌توانند ولتاژ القایی را تجربه کنند که باعث تخلیه به زمین می‌شود. زمین‌بندی تک‌نقطه‌ای از تشکیل جریان‌های چرخان (یا "حلقه‌ای") که در صورت وجود نقاط زمین‌بندی چندگانه جریان می‌یابند، جلوگیری می‌کند. این جریان‌های چرخان باعث گرم شدن محلی، تضعیف عایق و خسارت قطعات فلزی می‌شوند و تهدید قابل توجهی برای قابلیت اطمینان و عملیات ایمن ترانسفورماتور ایجاد می‌کنند.

بنابراین، زمین‌بندی تک‌نقطه‌ای هسته ترانسفورماتور برای عملیات ایمن، پایدار و کارآمد ضروری است.