¿Por Qué el Núcleo del Transformador Solo Debe Tener una Conexión a Tierra?

Autor: Hengfengyou Electric Fecha: 2025-11-19 Vistas:

Durante la operación del transformador, el núcleo, las fijaciones del núcleo, el devanado y otros componentes metálicos se encuentran en un fuerte campo eléctrico. Bajo la influencia de este campo, adquieren un potencial muy alto respecto a tierra. Si el núcleo no está conectado a tierra, se crea una diferencia de potencial entre él y las abrazaderas conectadas a tierra o el tanque. Esta diferencia de potencial puede provocar descargas intermitentes.

Además, cuando el transformador está en funcionamiento, existe un fuerte campo magnético alrededor de los devanados. El núcleo, la estructura metálica y los componentes están en un campo magnético no uniforme y a distancias variables del devanado. Por lo tanto, la fuerza electromotriz inducida por el campo magnético en cada pieza metálica es diferente, creando diferencias de potencial entre ellos. Aunque esta diferencia de potencial no sea grande, puede perforar pequeños espacios de aislamiento, potentially causing descargas continuas de baja intensidad (micro-descargas).

Tanto las descargas intermitentes como las micro-descargas continuas son inaceptables. Además, localizar estos puntos de descarga es extremadamente difícil.

La solución efectiva es conectar a tierra de manera confiable el núcleo, sus fijaciones, la estructura metálica del devanado y los componentes, equiparando su potencial al del tanque (potencial de tierra). La conexión a tierra del núcleo del transformador es una única conexión a tierra, y solo una. Esto se debe a que las láminas de acero al silicio del núcleo están aisladas entre sí para evitar grandes corrientes parásitas (corrientes de Foucault). Por lo tanto, no todas las láminas deben estar conectadas a tierra ni debe haber múltiples puntos de conexión a tierra, ya que esto crearía un camino para grandes corrientes parásitas, causando un sobrecalentamiento severo del núcleo.

La conexión a tierra del núcleo se realiza típicamente conectando a tierra cualquier una de las láminas de acero al silicio. Aunque las láminas estén aisladas entre sí, su resistencia de aislamiento es baja. Los campos eléctricos y magnéticos intensos y no uniformes pueden inducir cargas de alto voltaje en las láminas, que pueden fluir a tierra a través de esta única conexión, mientras que el aislamiento entre láminas bloquea el flujo de corrientes parásitas significativas entre ellas. Por lo tanto, al conectar a tierra una sola lámina, todo el núcleo queda efectivamente puesto a tierra.

1. ¿Por Qué el Núcleo del Transformador No Puede Tener Múltiples Puntos a Tierra?

La razón por la cual solo se permite una mínima conexión a tierra (una sola) en el apilado del núcleo es que si hay más de un punto de conexión a tierra, se puede formar un lazo o circuito cerrado entre ellos. Cuando el flujo magnético principal atraviesa este circuito cerrado, induce una corriente circulante (corriente en bucle) dentro de él. Esta corriente circulante provoca sobrecalentamiento interno y puede desencadenar fallos. El calor localizado puede fundir parcialmente el núcleo, creando cortocircuitos entre las láminas, lo que aumenta las pérdidas en el núcleo (pérdidas de hierro) y afecta gravemente el rendimiento y la operación normal del transformador. Reparar esto requiere reemplazar las láminas de acero al silicio del núcleo dañado, una tarea compleja y costosa. Por lo tanto, el transformador no permite múltiples conexiones a tierra, solo una.

2. Múltiples Puntos a Tierra Fácilmente Forman Corrientes Circulantes y Calor

Durante la operación, el núcleo y sus sujetadores u otros componentes metálicos están en un fuerte campo eléctrico. Por inducción electrostática, adquieren un potencial flotante. Si este potencial flotante descarga a tierra, es inaceptable. Por lo tanto, el núcleo y sus sujetadores (excepto pernos pasantes aislados) deben estar conectados a tierra de forma correcta y confiable. El núcleo solo permite una conexión a tierra. Si hay dos o más puntos conectados a tierra, el núcleo, los puntos de conexión y la tierra formarán un circuito cerrado. Durante la operación, el flujo magnético que atraviesa este circuito inducirá la mencionada corriente circulante, causando sobrecalentamiento localizado del núcleo e incluso pudiendo quemar componentes metálicos y dañar el aislamiento.