Normale Betriebs- und Zusammensetzungsanforderungen von Transformatorkernlaminierungen

Normale Betriebs- und Erdungsanforderungen von Transformatorkernlaminierungen

Im Normalbetrieb besteht zwischen den unter Spannung stehenden Wicklungen und dem Öltank ein elektrisches Feld. In diesem elektrischen Feld befinden sich der Eisenkern und andere metallische Komponenten. Aufgrund der ungleichmäßigen Kapazitätsverteilung variiert die elektrische Feldstärke in verschiedenen Bereichen. Wenn der Eisenkern nicht ordnungsgemäß geerdet ist, kommt es zu Lade- und Entladeerscheinungen. Dadurch kann sowohl die Feststoffisolierung als auch die Spannungsfestigkeit des Isolieröls beschädigt werden; Daher ist es wichtig, dass der Eisenkern über eine Einpunkt-Erdungsverbindung verfügt.

Transformatorkernbleche bestehen aus Siliziumstahlblechen. Um Wirbelströme zu minimieren, muss zwischen den Lamellen ein gewisser Isolationswiderstand vorhanden sein (normalerweise im Bereich von wenigen Ohm bis zu mehreren zehn Ohm). Da die interlaminare Kapazität extrem hoch ist, können diese Lücken als elektrische Pfade unter einem elektrischen Wechselfeld betrachtet werden. Somit reicht die Erdung des Kerns an nur einem Punkt aus, um das Potenzial der gesamten gestapelten Bleche auf Erdpotenzial zu legen.

Wenn der Transformatorkern oder seine metallischen Komponenten an zwei oder mehr Punkten geerdet sind (Mehrpunkterdung), entsteht ein geschlossener Kreis zwischen den Erdungspunkten. Diese Schleife verbindet einen Teil des magnetischen Flusses, induziert eine elektromotorische Kraft (EMF) und erzeugt einen zirkulierenden Strom. Dies führt zu örtlicher Überhitzung und kann sogar zum Durchbrennen des Eisenkerns führen. Daher ist eine Einzelpunkterdung die einzig akzeptable und normale Erdungskonfiguration für einen Transformatorkern. Kurz gesagt, der Eisenkern muss geerdet sein, und zwar ausschließlich an einem Punkt.

Speziell für die Jochklemmen sollte ein separates Erdungskabel installiert werden. Wenn der Eisenkern versehentlich die obere Klemme berührt und einen Mehrpunkt-Erdungsfehler verursacht, würde der Fehlerstrom andernfalls nur intern zwischen dem Kern und der Klemme zirkulieren, ohne dass Strom durch die Erdungsleitung des Hauptkerns fließt. Dies könnte das Wartungspersonal zu der Annahme verleiten, dass kein Fehler vorliegt. Durch die Installation dieses speziellen Anschlusskabels erzeugt jeder Kontakt zwischen dem Kern und der Klemme – unabhängig vom Standort – einen erkennbaren Stromkreis über die beiden externen Erdungskabel. Dadurch wird sichergestellt, dass der Erdungsstrom von außen genau erfasst werden kann.