Requisitos normales de funcionamiento y composición de las laminaciones del núcleo del transformador

Operación normal y requisitos de conexión a tierra de laminaciones del núcleo del transformador

Durante el funcionamiento normal, existe un campo eléctrico entre los devanados energizados y el tanque de aceite. Dentro de este campo eléctrico se encuentran el núcleo de hierro y otros componentes metálicos. Debido a la distribución desigual de la capacitancia, la intensidad del campo eléctrico varía en diferentes áreas. Si el núcleo de hierro no está conectado a tierra correctamente, se producirán fenómenos de carga y descarga. Esto puede dañar tanto el aislamiento sólido como la rigidez dieléctrica del aceite aislante; por lo tanto, es fundamental que el núcleo de hierro tenga una conexión a tierra de un solo punto.

Las laminaciones del núcleo del transformador están compuestas de láminas de acero al silicio. Para minimizar las corrientes parásitas, debe haber un cierto nivel de resistencia de aislamiento entre las laminaciones (que normalmente oscila entre unos pocos ohmios y varias decenas de ohmios). Debido a que la capacitancia interlaminar es extremadamente alta, estos espacios pueden considerarse como vías eléctricas bajo un campo eléctrico alterno. Por lo tanto, poner a tierra el núcleo en un solo punto es suficiente para fijar el potencial de todas las laminaciones apiladas al potencial de tierra.

Si el núcleo del transformador o sus componentes metálicos están conectados a tierra en dos o más puntos (conexión a tierra multipunto), se formará un circuito cerrado entre los puntos de conexión a tierra. Este bucle vincula parte del flujo magnético, induciendo una fuerza electromotriz (EMF) y creando una corriente circulante. Esto provoca un sobrecalentamiento localizado y puede incluso quemar el núcleo de hierro. Por lo tanto, una conexión a tierra de un solo punto es la única configuración de conexión a tierra normal y aceptable para el núcleo de un transformador. En resumen, el núcleo de hierro debe estar conectado a tierra, y estrictamente en un solo punto.

Se debe instalar un cable de conexión a tierra separado específicamente para las abrazaderas del yugo. Si el núcleo de hierro entra accidentalmente en contacto con la abrazadera superior y causa una falla de conexión a tierra multipunto, la corriente de falla circularía solo internamente entre el núcleo y la abrazadera, sin que fluya corriente a través del cable de conexión a tierra del núcleo principal. Esto podría inducir al personal de mantenimiento a creer que no se ha producido ningún fallo. Al instalar este cable dedicado, cualquier contacto entre el núcleo y la abrazadera, independientemente de la ubicación, creará un circuito detectable a través de los dos cables de conexión a tierra externos. Esto garantiza que la corriente de puesta a tierra pueda detectarse con precisión externamente.