Der Eisenkern eines ölgekühlten Transformators ist ein Kernbauteil, das sowohl als magnetischer Leiter als auch als strukturelles Gerüst dient. Er muss einpunktgeerdet Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, muss beachtet werden, dass eine Mehrfacherdung zu Zirkulation, Überhitzung und sogar schweren Unfällen führen kann. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung der Kernfunktionen, der Erdungsprinzipien und der Hauptursachen von Erdschlüssen.
1. Kernfunktionen des ölgekühlten Transformator-Eisenkerns
Die Rolle des Eisenkerns ist für den magnetoelektrischen Wirkungsgrad des Transformators von entscheidender Bedeutung, wobei zwei Schlüsselaspekte im Vordergrund stehen:
- Magnetischer LeitungspfadSie bietet einen geschlossenen Pfad mit geringem magnetischem Widerstand für den durch den Wechselstrom der Wicklung erzeugten magnetischen Fluss. Dies erhöht die gegenseitige Induktion zwischen Primär- und Sekundärwicklung und ermöglicht so eine effiziente Spannungs-/Stromumwandlung.
- TragwerksskelettSie dient als feste Halterung für Wicklungen und andere Bauteile, gewährleistet eine stabile Montage der internen Teile und erhält die mechanische Festigkeit während des Betriebs aufrecht.
Da sich das elektromagnetische Feld um die Wicklungen ändert, schwanken auch die magnetische Suszeptibilität und die magnetische Induktion des Kerns – seine Anwesenheit ist unerlässlich für die Realisierung einer effektiven gegenseitigen Induktion zwischen den Wicklungen.
2. Erdungsprinzip: Warum eine Einpunkt-Erdung zwingend erforderlich ist
Der Kern und andere Metallteile müssen strengen Erdungsregeln entsprechen, um Isolationsschäden und Entladungsgefahren zu vermeiden:
(1) Notwendigkeit der Erdung
Im Normalbetrieb treten parasitäre Kapazitäten zwischen Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen, zwischen Niederspannungswicklungen und dem Kern sowie zwischen dem Kern und dem Kessel auf. Diese Kapazitäten bewirken, dass die geladenen Wicklungen eine Spannung induzieren. schwimmendes Potenzial auf dem Kern.
- Aufgrund ungleicher Abstände zwischen dem Kern und anderen Metallteilen entstehen Potenzialdifferenzen. Überschreitet die Potenzialdifferenz die Spannungsfestigkeit der Isolierung, kommt es zu Funkenentladungen, die mit der Zeit das Isolieröl und die Feststoffisolierung schädigen.
- Durch die Einpunkt-Erdung wird das Potenzial des Kerns mit dem Potenzial des Tanks (Erde) ausgeglichen, wodurch ein Gleitpotenzial eliminiert und eine Entladung verhindert wird.
(2) Gefahren der Mehrpunkt-Erdung
Bei Mehrpunkterdung (zwei oder mehr Erdungspunkte) bildet sich eine geschlossene Schleife auf dem Kern. Unter der Einwirkung des magnetischen Wechselfeldes:
- Durch den geschlossenen Kreislauf fließt ein Zirkulationsstrom, der eine lokale Überhitzung des Kerns verursacht.
- Überhitzung führt zur Zersetzung des Isolieröls, zu einer verminderten Isolierleistung und sogar zum vollständigen Ausfall der Isolierung. In schweren Fällen Siliziumstahlbleche Der Kern kann durchbrennen oder brechen, was zu schwerwiegenden Transformatorausfällen führen kann.
Daher darf der Kern nur an einem einzigen festgelegten Punkt geerdet werden – alle weiteren Erdungspunkte müssen beseitigt werden.
3. Hauptursachen von Erdschlüssen im Kern von ölgefüllten Transformatoren
Erdungsfehler im Erdungskern (meist Mehrpunkt-Erdung) werden hauptsächlich durch bauliche, konstruktionsbedingte und umweltbedingte Faktoren verursacht, darunter:
- BaumängelMangelhafte Bauprozesse (z. B. unvollständige Entfernung von Graten an Siliziumstahlblechen) oder eine ungeeignete Erdungsplattenkonstruktion (z. B. lose Erdungsverbindungen) führen zu unbeabsichtigten Erdungspunkten.
- Zubehör und äußere Faktoren: Mehrfache Erdung, verursacht durch externes Zubehör (z. B. lose Klemmteile, beschädigte Isolierpads zwischen Kern und Tank) oder äußere Umwelteinflüsse (z. B. durch Feuchtigkeit verursachte Isolationsverschlechterung).
- Kontamination mit inneren FremdkörpernMetallische Fremdkörper (z. B. Schweißschlacke, Rost, Metallspäne), die während der Herstellung oder Wartung im Transformator zurückbleiben, bilden leitfähige Pfade und verursachen so eine mehrpunktige Erdung.
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