Gefahren von Mehrpunkt-Erdungsfehlern in Transformatorkernen

Gefahren von Mehrpunkt-Erdungsfehlern in Transformatorkernen

Während des normalen Transformatorbetriebs ist eine Mehrpunkterdung des Kerns strengstens untersagt. Dies liegt daran, dass unter normalen Betriebsbedingungen magnetische Wechselfelder um die Wicklungen herum vorhanden sind. Durch elektromagnetische Induktion bilden sich parasitäre Kapazitäten zwischen der Hochspannungs- und der Niederspannungswicklung, zwischen der Niederspannungswicklung und dem Kern sowie zwischen Kern und Tank.

Durch den Kopplungseffekt dieser parasitären Kapazitäten induzieren die unter Spannung stehenden Wicklungen im Kern ein schwebendes Potenzial gegenüber der Erde. Da die Abstände zwischen dem Kern (und anderen Metallkomponenten) und den Wicklungen ungleich sind, bestehen Potenzialunterschiede zwischen den verschiedenen Komponenten. Wenn die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten groß genug ist, um die Isolierung zwischen ihnen aufzubrechen, kommt es zu einer Funkenentladung. Diese Art der Entladung erfolgt intermittierend und beeinträchtigt langfristig sowohl das Transformatoröl als auch die Feststoffisolierung.

Um dieses Phänomen zu beseitigen, wird der Kern zuverlässig mit dem Tank verbunden und so auf das gleiche elektrische Potenzial wie der Tank gebracht. Wenn der Kern oder andere Metallkomponenten jedoch über zwei oder mehr Erdungspunkte verfügen, bildet sich zwischen diesen Punkten ein geschlossener Stromkreis. Dadurch entsteht ein zirkulierender Strom, der zu örtlicher Überhitzung und Ölzersetzung führt, was die Isolationsleistung beeinträchtigt. In schweren Fällen kann es dazu kommen, dass die Siliziumstahlbleche des Kerns durchbrennen, was zu einem schweren Unfall mit dem Leistungstransformator führt. Daher muss der Haupttransformatorkern an genau einem Punkt geerdet werden.