Почему магнитопровод трансформатора должен быть заземлён?

Во время работы трансформатора магнитопровод, а также металлические конструкции и детали, крепящие магнитопровод и обмотки, находятся под воздействием сильного электрического поля. Это создаёт высокую разность потенциалов между этими элементами и землёй. Если магнитопровод не заземлён, разность потенциалов между магнитопроводом и заземлёнными элементами, такими как прессующие балки и бак, может вызывать периодические разряды. Кроме того, магнитное поле вокруг обмоток наводит переменные электродвижущие силы (ЭДС) в различных металлических элементах из-за их разного удаления от обмоток. Даже эти небольшие разности потенциалов могут вызывать постоянные слабые разряды через малые изоляционные промежутки, что недопустимо и затрудняет локализацию неисправности.

Эффективное решение — надёжно заземлить магнитопровод и все связанные с ним металлические конструкции, обеспечив их нахождение под тем же потенциалом, что и бак. Заземление магнитопровода трансформатора должно выполняться только в одной точке. Листы магнитопровода изолированы друг от друга для предотвращения значительных вихревых токов, которые в противном случае вызывали бы чрезмерный нагрев. Поэтому заземление магнитопровода в нескольких точках запрещено, так как это привело бы к появлению нежелательных вихревых токов и сильному перегреву магнитопровода.

Почему магнитопровод трансформатора нельзя заземлять в нескольких точках:

Если листы магнитопровода заземлены более чем в одной точке, между точками заземления может образоваться замкнутый контур. Когда основной магнитный поток проходит через этот контур, в нём наводятся циркулирующие токи, вызывающие внутренний перегрев и потенциально серьёзные повреждения. Такие повреждения могут включать местное выгорание магнитопровода и короткие замыкания между листами магнитопровода, что увеличивает потери в стали и ухудшает характеристики трансформатора. В тяжёлых случаях это может привести к отказу трансформатора и потребовать замены или ремонта магнитопровода.

Риски заземления в нескольких точках:

Во время работы трансформатора на магнитопроводе и металлических деталях, находящихся в сильном электрическом поле, наводятся напряжения, и при ненадлежащем заземлении они будут разряжаться на землю. Заземление в одной точке предотвращает циркулирующие токи (кольцевые токи), которые могут возникнуть при заземлении магнитопровода в нескольких точках. Эти циркулирующие токи вызывают локальный перегрев и могут повредить металлические элементы и изоляцию, что создаёт риск для работы трансформатора.

Таким образом, заземление в одной точке необходимо для безопасной и эффективной работы трансформатора.