Prinzip und Bedeutung der Erdung des Transformator-Eisenkerns
Die Erdung des Eisenkerns von Transformatoren ist eine entscheidende Sicherheitsmaßnahme in Energiesystemen. Der Hauptgrund liegt in der Gewährleistung eines stabilen Gerätebetriebs und der Vermeidung potenzieller Sicherheitsrisiken. Es gewährleistet den sicheren und effizienten Betrieb von Transformatoren, indem es Potenzialunterschiede beseitigt und zirkulierende Ströme und Überspannungen begrenzt.
Schlüsselprinzip
Der Eisenkern muss die Methode der „Ein-Punkt-Erdung“ anwenden, um Probleme mit der Zirkulation von Strömen zu vermeiden, die durch Mehrpunkt-Erdung verursacht werden. Die Hauptgründe für die Erdung des Eisenkerns des Transformators sind folgende:
1. Eliminieren Sie schwebendes Potenzial und verhindern Sie Entladungsschäden
Während des Betriebs eines Transformators befinden sich der Eisenkern und die Metallkomponenten in einem starken elektrischen Feld, und aufgrund der elektrostatischen Induktion wird Schwebepotential erzeugt, was zu einer Erdpotentialdifferenz führt. Wenn das Gerät nicht geerdet ist, kann dieser Potenzialunterschied zu anhaltender Entladung führen, die Isolierung zerstören oder Transformatoröl zersetzen, was zu Schäden an der Ausrüstung führt. Schwebendes Potenzial kann zu Lichtbogenentladungen führen, die zu lokaler Überhitzung, Verschlechterung der Isolierung und sogar zu Feuer oder Explosion führen.
2. Vermeiden Sie zirkulierende Ströme, die durch Mehrpunkterdung verursacht werden
Der Eisenkern ist so konzipiert, dass er nur an einem-Punkt geerdet werden muss. Wenn eine Mehrpunkterdung auftritt, bildet sich ein geschlossener Kreis zwischen verschiedenen Erdungspunkten, und unter der Wirkung des magnetischen Streufelds werden zirkulierende Ströme erzeugt. Solche Ströme können mehrere zehn Ampere erreichen und zu lokaler Überhitzung, Ölzersetzung oder Durchbrennen des Eisenkerns führen. Der normale Erdungsstrom sollte weniger als 100 mA betragen; Eine Überschreitung dieses Wertes kann zu schwerwiegenden Störungen führen.
3. Unterdrücken Sie resonante Überspannung
Die parasitäre Kapazität zwischen dem Eisenkern und den Wicklungen kann einen Resonanzkreis bilden, der zu einer Überspannung führt. Durch die Erdung kann die Resonanzenergie des Transformators (während Betrieb, Inspektion und Wartung) begrenzt und das Isolationssystem des Transformators geschützt werden.
4. Reduzieren Sie elektromagnetische Störungen
Durch die Erdung können die Auswirkungen der Magnetfeldstrahlung auf umliegende Geräte verringert, die Systemstabilität und die Entstörungsfähigkeit verbessert werden. Es kann auch das Schließen der Magnetflussschleife beschleunigen, den Streufluss reduzieren und die Effizienz verbessern.
5. Sicherheitsschutzfunktion
Wenn ein Erdschluss auftritt, kann das Erdungssystem den Fehlerstrom schnell zur Erde leiten und so Geräteschäden und das Risiko eines Stromschlags für Personen vermeiden. Wenn der Erdungsstrom während des Betriebs 100 mA überschreitet, müssen strombegrenzende Maßnahmen ergriffen werden.
Methoden zur Erdung des Eisenkerns von Transformatoren
6. Einfache Struktur: Direkte Erdung
Der Eisenkern ist über ein Metallblech oder einen Leiter mit dem Erdungskörper verbunden, was für eine regelmäßige Wartung geeignet ist. Es hat einen einfachen und zuverlässigen Aufbau, eignet sich jedoch nicht für die Online-Überwachung des Erdungsstroms.
7. Buchse-Leitungserdung
Das Erdungskabel wird durch eine isolierte Durchführung herausgeführt, was die Online-Überwachung des Erdungsstroms erleichtert. Es wird häufig in großen Transformatoren verwendet und ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Erdungsstatus und die rechtzeitige Erkennung von Anomalien.
Vorsichtsmaßnahmen für die Erdung des Eisenkerns
Ermitteln Sie regelmäßig den Erdungsstrom (der Standard liegt unter oder gleich 100 mA), um Datenanomalien zu vermeiden, die durch Fehlmessungen oder Geräteausfälle verursacht werden.
Überprüfen Sie während der Wartung die Unversehrtheit des Erdungsleiters, um Korrosion oder Bruch zu verhindern.
Halten Sie sich strikt an das Prinzip der „Ein-Punkt-Erdung“, um Probleme mit dem Umlaufstrom zu vermeiden, die durch eine Mehrfach-Erdung verursacht werden.
Bei großen Transformatoren wird empfohlen, die Erdungsmethode mit Durchführungskabeln zu verwenden, um die Online-Überwachung zu erleichtern.
Zusammenfassung
Die Erdung des Eisenkerns des Transformators gewährleistet die Sicherheit der Geräte und die Betriebseffizienz, indem sie Potenzialunterschiede beseitigt und zirkulierende Ströme und Überspannungen begrenzt. In praktischen Anwendungen muss das „One-Point Grounding“-Prinzip strikt befolgt werden und eine Online-Überwachung sollte verwendet werden, um ein dynamisches Management zu erreichen.