¿Por qué hay que poner a tierra el núcleo de un transformador?

Durante el funcionamiento de un transformador, el núcleo y las estructuras y piezas metálicas que fijan el núcleo y los devanados están sometidos a un intenso campo eléctrico. Esto induce una elevada diferencia de potencial entre dichos componentes y tierra. Si el núcleo no está puesto a tierra, la diferencia de potencial entre el núcleo y componentes conectados a tierra, como las abrazaderas y el tanque, puede provocar descargas intermitentes. Además, el campo magnético alrededor de los devanados induce fuerzas electromotrices (FEM) variables en los distintos componentes metálicos, debido a sus diferentes distancias respecto a los devanados. Estas pequeñas diferencias de potencial pueden provocar igualmente descargas menores continuas a través de diminutos huecos de aislamiento, algo inaceptable y de difícil localización.

La solución eficaz consiste en poner a tierra de forma fiable el núcleo y todas las estructuras metálicas asociadas, garantizando que se encuentren al mismo potencial que el tanque. La puesta a tierra del núcleo del transformador debe realizarse en un único punto. Las chapas del núcleo están aisladas entre sí para evitar corrientes de Foucault (corrientes parásitas) significativas, que de otro modo provocarían un calentamiento excesivo. Por ello, está prohibido poner a tierra el núcleo en varios puntos, ya que generaría corrientes de Foucault no deseadas que causarían un grave sobrecalentamiento del núcleo.

Por qué el núcleo de un transformador no debe ponerse a tierra en varios puntos:

Si las chapas del núcleo se conectan a tierra en más de un punto, puede formarse un lazo cerrado entre los puntos de puesta a tierra. Cuando el flujo magnético principal atraviesa este lazo, inducirá en su interior corrientes circulantes, causando un sobrecalentamiento interno y, potencialmente, daños graves. Entre tales daños pueden incluirse la combustión local del núcleo y los cortocircuitos entre chapas del núcleo, lo que aumenta las pérdidas en el núcleo y afecta al rendimiento del transformador. En casos graves, esto puede conducir al fallo del transformador y hacer necesaria la sustitución o reparación del núcleo.

Riesgos de una puesta a tierra en varios puntos:

Durante el funcionamiento del transformador, el núcleo y las piezas metálicas situadas dentro del intenso campo eléctrico adquieren tensiones inducidas, lo que provoca que se descarguen a tierra si no están correctamente puestas a tierra. La puesta a tierra en un único punto evita las corrientes circulantes (corrientes de anillo) que pueden producirse si el núcleo se conecta a tierra en varios puntos. Estas corrientes circulantes provocan sobrecalentamientos localizados y pueden dañar los componentes metálicos y el aislamiento, poniendo en riesgo el funcionamiento del transformador.

Por lo tanto, la puesta a tierra en un único punto es esencial para un funcionamiento seguro y eficiente del transformador.