Nienormalne zjawiska uziemienia rdzenia transformatora

(1) W rdzeniu generowane są prądy wirowe, zwiększające straty żelaza i powodujące lokalne przegrzanie rdzenia.

(2) W ciężkich przypadkach uziemienia wielopunktowego, jeśli nie zostanie ono usunięte przez dłuższy czas podczas ciągłej pracy, spowoduje to przegrzanie oleju i uzwojeń, stopniowo starzejąc izolację papierowo-olejową. Może to spowodować starzenie się i odpadnięcie warstwy izolacyjnej pomiędzy warstwami rdzenia, co prowadzi do jeszcze większego przegrzania rdzenia i potencjalnego spalenia rdzenia.

(3) Długotrwałe uziemienie wielopunktowe powoduje degradację oleju w transformatorach zanurzonych w oleju i wytwarza gazy palne, które wyzwalają przekaźnik gazowy (przekaźnik Buchholza).

(4) Przegrzanie rdzenia powoduje zwęglenie drewnianych klocków i zacisków w części aktywnej.

(5) Poważne uziemienie wielopunktowe może spowodować spalenie przewodu uziemiającego, powodując utratę normalnego jednopunktowego uziemienia transformatora, co prowadzi do katastrofalnych konsekwencji.

(6) Uziemienie wielopunktowe może również powodować zjawiska wyładowań.

3. Powody, dla których rdzeń wymaga uziemienia jednopunktowego podczas normalnej pracy:

Podczas normalnej pracy transformatora pomiędzy uzwojeniami pod napięciem a zbiornikiem oleju istnieje pole elektryczne, a rdzeń i inne elementy metalowe znajdują się w tym polu. Z powodu nierównomiernego rozkładu pojemności i zmiennego natężenia pola, jeśli rdzeń nie zostanie prawidłowo uziemiony, wystąpią zjawiska ładowania i rozładowywania, pogarszające wytrzymałość izolacji zarówno izolacji stałej, jak i oleju. Dlatego rdzeń musi mieć niezawodne uziemienie jednopunktowe.

Rdzeń składa się z laminatów stali krzemowej. Aby zmniejszyć prądy wirowe, pomiędzy warstwami występuje pewna rezystancja izolacji (zwykle tylko kilka omów do kilkudziesięciu omów). Ponieważ pojemność międzywarstwowa jest niezwykle duża, można ją uznać za ścieżkę przewodzącą w zmiennym polu elektrycznym. Dlatego wystarczy jednopunktowe uziemienie, aby połączyć potencjał całego stosu warstw rdzenia z potencjałem masy.

Jeśli rdzeń lub jego metalowe elementy mają dwa lub więcej (wielopunktowych) uziemień, pomiędzy punktami uziemienia utworzy się zamknięta pętla. Pętla ta łączy się z częścią strumienia magnetycznego, indukując siłę elektromotoryczną (EMF) i tworząc prąd krążący, który powoduje lokalne przegrzanie, a nawet może spalić rdzeń.

Jedyną akceptowalną metodą normalnego uziemienia jest rdzeń transformatora posiadający tylko jednopunktowe uziemienie. Oznacza to, że rdzeń musi być uziemiony i musi to być uziemienie jednopunktowe.

Awarie rdzenia wynikają głównie z dwóch aspektów: złego wykonania konstrukcji prowadzącego do zwarć oraz wielopunktowego uziemienia spowodowanego przez akcesoria i czynniki zewnętrzne.