Wymagania operacyjne i skład laminatów rdzenia transformatora

Podczas normalnej pracy transformatora pomiędzy uzwojeniami pod napięciem a zbiornikiem 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 niezawodnie uziemiony, wystąpią zjawiska ładowania i rozładowywania. Może to spowodować uszkodzenie izolacji stałej i zmniejszenie wytrzymałości dielektrycznej oleju; dlatego rdzeń musi mieć niezawodne uziemienie jednopunktowe.

Laminacje rdzenia transformatora składają się z arkuszy stali krzemowej. Aby zminimalizować prądy wirowe, pomiędzy arkuszami występuje pewien poziom rezystancji izolacji (zazwyczaj od kilku omów do kilkudziesięciu omów). Ponieważ pojemność między arkuszami jest niezwykle duża, można ją uznać za ścieżkę przewodzącą w zmiennym polu elektrycznym. Zatem uziemienie rdzenia w jednym punkcie jest wystarczające, aby połączyć potencjał całych ułożonych w stos warstw rdzenia z potencjałem uziemienia.

Jeżeli rdzeń transformatora lub jego metalowe elementy zostaną uziemione w dwóch lub więcej punktach, pomiędzy punktami uziemienia utworzy się zamknięta pętla. Pętla ta łączy część strumienia magnetycznego, indukując siłę elektromotoryczną (EMF) i tworząc prąd krążący. Prowadzi to do miejscowego przegrzania, a nawet może spalić rdzeń.

Uziemienie jednopunktowe jest jedynym akceptowalnym i normalnym warunkiem uziemienia rdzenia transformatora. Inaczej mówiąc, rdzeń musi być uziemiony i to dokładnie w jednym punkcie.

Dla konstrukcji zaciskowej jarzma należy zainstalować oddzielny przewód uziemiający. Jeżeli rdzeń przypadkowo zetknie się z górną konstrukcją zaciskową, powodując wielopunktowe zwarcie doziemne, prąd zwarciowy będzie krążył tylko wewnątrz rdzenia i struktury zaciskowej. Przez przewód uziemiający rdzenia nie będzie przepływał prąd, co mogłoby wprowadzić personel w błąd i uwierzyć, że nie ma usterki. Instalując ten oddzielny przewód, tworzy się pętla zamknięta poprzez dwa zewnętrzne przewody uziemiające, niezależnie od tego, gdzie rdzeń styka się ze strukturą zaciskową, co pozwala na dokładne wykrywanie prądu uziemiającego na zewnątrz.