В процессе работы трансформатора магнитопровод, а также металлические конструкции и детали, удерживающие магнитопровод и обмотки, находятся под воздействием сильного электрического поля. Это приводит к возникновению значительной разности потенциалов между указанными элементами и землёй. Если магнитопровод не заземлён, разность потенциалов между ним и заземлёнными элементами — такими как прессующие балки и бак — может вызывать периодические разряды. Кроме того, магнитное поле вокруг обмоток индуцирует различные электродвижущие силы (ЭДС) в металлических деталях на разных расстояниях от обмоток. Даже небольшие разности потенциалов способны вызывать непрерывные малые разряды через незначительные зазоры в изоляции, что является недопустимым и крайне трудно поддаётся локализации.
Эффективным решением является надёжное заземление магнитопровода и всех связанных с ним металлических конструкций, обеспечивающее их нахождение на том же потенциале, что и бак трансформатора. При этом заземление магнитопровода должно выполняться строго в одной точке. Пластины магнитопровода изолированы друг от друга для предотвращения значительных токов Фуко, которые в противном случае привели бы к чрезмерному нагреву. Именно поэтому многоточечное заземление магнитопровода недопустимо: оно создаёт паразитные вихревые токи, вызывающие сильный перегрев магнитопровода.
Почему магнитопровод трансформатора нельзя заземлять в нескольких точках
Если пластины магнитопровода заземлены более чем в одной точке, между точками заземления может образоваться замкнутый контур. При прохождении основного магнитного потока через этот контур в нём индуцируются уравнительные токи, вызывающие локальный перегрев и способные привести к серьёзным повреждениям. К числу таких повреждений относятся местные оплавления пластин магнитопровода и короткие замыкания между ними, что увеличивает потери в стали и ухудшает характеристики трансформатора. В тяжёлых случаях это может привести к выходу трансформатора из строя и необходимости замены или ремонта магнитопровода.
Риски многоточечного заземления
В процессе работы трансформатора магнитопровод и металлические детали, находящиеся в зоне сильного электрического поля, приобретают наведённые напряжения и при отсутствии надлежащего заземления разряжаются на землю. Одноточечное заземление исключает возникновение уравнительных (кольцевых) токов, которые появляются при многоточечном заземлении магнитопровода. Эти токи вызывают локальные перегревы и могут повредить металлические элементы и изоляцию, создавая угрозу для нормальной работы трансформатора.
Таким образом, одноточечное заземление является обязательным условием безопасной и эффективной эксплуатации трансформатора.