¿Por qué es necesario conectar a tierra el núcleo del transformador?

1.¿Por qué es necesario conectar a tierra el núcleo del transformador?

Cuando el transformador está en funcionamiento, el núcleo de hierro, el núcleo fijo y la estructura metálica del devanado, las piezas y los componentes se encuentran en un campo eléctrico intenso. Bajo la acción de este campo, presentan un potencial de tierra elevado. Si el núcleo de hierro no está conectado a tierra, existirá una diferencia de potencial entre este, la abrazadera de conexión a tierra y el depósito de combustible. Esta diferencia de potencial puede provocar descargas intermitentes.

Además, durante el funcionamiento del transformador, se genera un campo magnético intenso alrededor del devanado. El núcleo de hierro, la estructura metálica, las piezas y los componentes se encuentran inmersos en un campo magnético no uniforme. La distancia entre estos elementos y el devanado no es la misma. Por lo tanto, la magnitud de la fuerza electromotriz inducida por el campo magnético en cada estructura metálica, pieza o componente tampoco es la misma, y ​​existen diferencias de potencial entre ellos. Si bien esta diferencia de potencial no es grande, puede provocar la ruptura de un pequeño espacio de aislamiento, lo que a su vez puede causar microdescargas continuas.

Ya sea el fenómeno de descarga intermitente que puede ser causado por el efecto de la diferencia de potencial, o el fenómeno de microdescarga continua causado por la ruptura de un pequeño espacio aislante, no está permitido, y es muy difícil verificar las partes de estas descargas intermitentes.

La solución eficaz consiste en conectar a tierra de forma fiable el núcleo de hierro, el núcleo fijo de hierro y las estructuras, piezas y componentes metálicos del bobinado, de modo que estén al mismo potencial de tierra que el depósito de combustible. El núcleo del transformador se conecta a tierra en un único punto, y solo puede conectarse a tierra en un único punto. Dado que las láminas de acero al silicio del núcleo de hierro están aisladas entre sí, esto evita la generación de grandes corrientes parásitas. Por lo tanto, no se deben conectar a tierra todas las láminas de acero al silicio o se deben conectar a tierra en múltiples puntos. De lo contrario, se producirán grandes corrientes parásitas y el núcleo se calentará considerablemente.

El núcleo de hierro del transformador está conectado a tierra, y generalmente cualquier lámina de acero al silicio que lo compone también se conecta a tierra. Si bien estas láminas están aisladas, su resistencia de aislamiento es muy baja. El campo eléctrico y magnético intensos y desiguales pueden provocar que las cargas de alto voltaje inducidas en las láminas de acero al silicio fluyan de tierra a tierra a través de ellas, pero evitan que las corrientes parásitas fluyan de una lámina a otra. Por lo tanto, con solo conectar a tierra una lámina de acero al silicio del núcleo de hierro, se equivale a conectar a tierra todo el núcleo.

Cabe señalar que el núcleo de hierro del transformador debe estar conectado a tierra en un solo punto, no en dos, y en más de uno, ya que la conexión a tierra en múltiples puntos es una de las fallas comunes del transformador.2. ¿Por qué no se puede conectar a tierra el núcleo del transformador en varios puntos?

La razón por la que las láminas del núcleo del transformador solo pueden conectarse a tierra en un punto es que, si hay más de dos puntos de conexión, se puede formar un bucle entre ellos. Cuando la vía principal pasa por este bucle cerrado, se genera una corriente circulante que provoca un accidente por sobrecalentamiento interno. El núcleo de hierro fundido forma un cortocircuito entre las virutas de hierro, lo que aumenta las pérdidas de hierro y afecta gravemente el rendimiento y el funcionamiento normal del transformador. Para su reparación, solo se puede reemplazar la lámina de acero al silicio del núcleo de hierro. Por lo tanto, no se permite conectar a tierra el transformador en múltiples puntos. Solo hay una conexión a tierra.

3. La conexión a tierra multipunto facilita la formación de una corriente circulante y la generación de calor.

Durante el funcionamiento del transformador, las partes metálicas, como el núcleo de hierro y las abrazaderas, se encuentran en un campo eléctrico intenso. La inducción electrostática genera un potencial flotante en el núcleo y las partes metálicas, que se descarga a tierra, lo cual es inaceptable. Por lo tanto, el núcleo de hierro y sus abrazaderas deben estar conectados a tierra de forma correcta y fiable (excepto los pernos del núcleo). El núcleo de hierro solo debe conectarse a tierra en un punto. Si se conectan dos o más puntos, el núcleo formará un circuito cerrado con el punto de conexión a tierra y la tierra. Cuando el transformador está en funcionamiento, el flujo magnético atraviesa este circuito cerrado, generando una corriente circulante que provoca el sobrecalentamiento localizado del núcleo de hierro e incluso la quema de las partes metálicas y las capas aislantes.

En resumen: el núcleo de hierro del transformador solo puede conectarse a tierra en un punto, y no puede conectarse a tierra en dos o más puntos.