Operationele vereisten en samenstelling van transformatorkernlamineringen

Tijdens normaal bedrijf van een transformator bestaat er een elektrisch veld tussen de bekrachtigde wikkelingen en de tank, waarbij de kern en andere metalen componenten zich binnen dit veld bevinden. Als gevolg van een ongelijkmatige capaciteitsverdeling en variërende veldsterktes zullen, als de kern niet op betrouwbare wijze is geaard, laad- en ontlaadverschijnselen optreden. Dit kan de vaste isolatie aantasten en de diëlektrische sterkte van de olie verminderen; daarom moet de kern een betrouwbare éénpuntsaarding hebben.

De transformatorkernlamineringen zijn samengesteld uit siliciumstaalplaten. Om wervelstromen te minimaliseren, is er een bepaald niveau van isolatieweerstand tussen de platen (meestal variërend van enkele ohm tot enkele tientallen ohm). Omdat de capaciteit tussen de platen extreem groot is, kan deze worden beschouwd als een geleidend pad in een elektrisch wisselveld. Het aarden van de kern op een enkel punt is dus voldoende om de potentiaal van de gehele gestapelde kernlamineringen op het aardpotentiaal vast te zetten.

Als de transformatorkern of zijn metalen componenten op twee of meer punten zijn geaard, ontstaat er een gesloten lus tussen de aardingspunten. Deze lus verbindt een deel van de magnetische flux, induceert een elektromotorische kracht (EMF) en creëert een circulerende stroom. Dit leidt tot plaatselijke oververhitting en kan zelfs de kern doorbranden.

Een enkelpuntsaarde is de enige acceptabele en normale aardingsvoorwaarde voor een transformatorkern. Met andere woorden: de kern moet geaard zijn, en wel op precies één punt.

Voor de jukklemconstructie moet een aparte aardleiding worden geïnstalleerd. Als de kern per ongeluk in contact komt met de bovenste klemstructuur, waardoor een meerpuntsaardfout ontstaat, zal de foutstroom alleen binnen de kern en de klemstructuur circuleren. Er zal geen stroom door de aardleiding van de kern stromen, waardoor het personeel zou kunnen worden misleid door te geloven dat er geen sprake is van een storing. Door deze afzonderlijke kabel te installeren, wordt er een gesloten lus gevormd via de twee externe aardingskabels, ongeacht waar de kern in contact komt met de klemstructuur, waardoor de aardingsstroom extern nauwkeurig kan worden gedetecteerd.