Zusammensetzungsanforderungen und normaler Betrieb von geglühten Transformatorkernen

Während des normalen Betriebs eines geglühten Transformators besteht zwischen den unter Spannung stehenden Wicklungen und dem Tank ein elektrisches Feld, wobei sich der Kern und andere metallische Komponenten in diesem Feld befinden. Aufgrund ungleichmäßiger Kapazitätsverteilung und unterschiedlicher Feldstärken kommt es bei nicht sicherer Erdung des Kerns zu Lade- und Entladephänomenen. Dies kann die Feststoffisolierung beeinträchtigen und die Durchschlagsfestigkeit des Öls verringern; Daher muss der Kern über eine zuverlässige Einzelpunkterdung verfügen.

Der Kern eines geglühten Transformators besteht aus Siliziumstahlblechen. Um Wirbelströme zu minimieren, besteht zwischen den Blechen ein gewisser Isolationswiderstand (typischerweise im Bereich von einigen Ohm bis zu mehreren zehn Ohm). Da die Kapazität zwischen den Blättern extrem groß ist, kann sie als leitender Pfad in einem elektrischen Wechselfeld betrachtet werden. Somit reicht die Erdung des Kerns an einem einzigen Punkt aus, um das Potenzial der gesamten gestapelten Kernbleche auf Erdpotenzial zu legen.

Wenn der Kern eines geglühten Transformators oder seine metallischen Komponenten an zwei oder mehr Punkten geerdet sind, entsteht zwischen den Erdungspunkten ein geschlossener Kreis. 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 Kerns führen. Eine Einzelpunkterdung ist die einzig akzeptable und normale Erdungsbedingung für einen Transformatorkern. Mit anderen Worten: Der Kern muss geerdet sein, und zwar an genau einem Punkt.

Kernfehler werden hauptsächlich durch zwei Faktoren verursacht: schlechte Konstruktionstechniken, die zu Kurzschlüssen führen, und externe Faktoren oder Zubehör, die eine Mehrpunkterdung verursachen.