เหตุใดแกนหม้อแปลงจึงต้องต่อลงดิน?

1.เหตุใดแกนหม้อแปลงจึงต้องต่อลงดิน?

เมื่อหม้อแปลงทำงาน แกนเหล็ก แกนเหล็กยึด และโครงสร้างโลหะของขดลวด ชิ้นส่วน และส่วนประกอบต่างๆ จะอยู่ในสนามไฟฟ้าแรงสูง ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า พวกมันจะมีศักย์ไฟฟ้าลงดินสูงขึ้น หากแกนเหล็กไม่ได้ต่อลงดิน จะเกิดความต่างศักย์ระหว่างแกนเหล็กกับแคลมป์ที่ต่อลงดินและถังเชื้อเพลิง ภายใต้การกระทำของความต่างศักย์นี้ อาจเกิดการคายประจุเป็นช่วงๆ ได้

นอกจากนี้ เมื่อหม้อแปลงทำงาน จะมีสนามแม่เหล็กแรงสูงอยู่รอบขดลวด แกนเหล็ก โครงสร้างโลหะ ชิ้นส่วน และส่วนประกอบต่างๆ ล้วนอยู่ในสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอ ระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนเหล่านั้นกับขดลวดไม่เท่ากัน ดังนั้น ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากสนามแม่เหล็กของโครงสร้างโลหะ ชิ้นส่วน และส่วนประกอบต่างๆ จึงไม่เท่ากัน และยังมีความต่างศักย์ระหว่างกันอีกด้วย แม้ว่าความต่างศักย์จะไม่มาก แต่ก็สามารถทำให้ฉนวนเสียหายได้เล็กน้อย ซึ่งอาจทำให้เกิดการปล่อยประจุขนาดเล็กอย่างต่อเนื่องได้

ไม่ว่าจะเป็นปรากฏการณ์การปล่อยประจุเป็นช่วงๆ ที่อาจเกิดจากผลกระทบของความต่างศักย์ หรือปรากฏการณ์การปล่อยประจุขนาดเล็กอย่างต่อเนื่องที่เกิดจากการชำรุดของช่องว่างฉนวนขนาดเล็ก ก็ไม่สามารถอนุญาตได้ และเป็นการยากมากที่จะตรวจสอบชิ้นส่วนของการปล่อยประจุเป็นช่วงๆ เหล่านี้

วิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพคือ การต่อสายดินแกนเหล็ก แกนเหล็กคงที่ และโครงสร้างโลหะขดลวด ชิ้นส่วน และส่วนประกอบต่างๆ อย่างน่าเชื่อถือ เพื่อให้มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับถังเชื้อเพลิง แกนของหม้อแปลงจะต่อสายดินเพียงจุดเดียวเท่านั้น เนื่องจากแผ่นเหล็กซิลิคอนของแกนเหล็กเป็นฉนวนแยกจากกัน การต่อสายดินเพียงจุดเดียวจึงช่วยป้องกันการเกิดกระแสไหลวนขนาดใหญ่ ดังนั้น แผ่นเหล็กซิลิคอนทั้งหมดจึงไม่ควรต่อสายดิน หรือควรต่อสายดินหลายจุด มิฉะนั้นจะทำให้เกิดกระแสไหลวนขนาดใหญ่และทำให้แกนร้อนจัด

แกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้านั้นต่อลงดิน โดยปกติแล้วแผ่นเหล็กซิลิคอนส่วนใดส่วนหนึ่งของแกนเหล็กจะถูกต่อลงดิน แม้ว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนจะเป็นฉนวน แต่ค่าความต้านทานฉนวนของมันต่ำมาก สนามไฟฟ้าแรงสูงและสนามแม่เหล็กแรงสูงที่ไม่สม่ำเสมอสามารถทำให้ประจุไฟฟ้าแรงสูงที่เหนี่ยวนำในแผ่นเหล็กซิลิคอนไหลจากพื้นดินไปยังพื้นดินผ่านแผ่นเหล็กซิลิคอนได้ แต่สามารถป้องกันกระแสไหลวนจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งได้ ดังนั้น ตราบใดที่แผ่นเหล็กซิลิคอนส่วนใดส่วนหนึ่งของแกนเหล็กถูกต่อลงดิน ก็เท่ากับว่าแกนเหล็กทั้งหมดถูกต่อลงดิน

ควรสังเกตว่าแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องต่อลงดินเพียงจุดเดียว ไม่ใช่สองจุด และไม่ควรต่อลงดินหลายจุด เพราะการต่อลงดินหลายจุดเป็นหนึ่งในข้อผิดพลาดที่พบบ่อยของหม้อแปลงไฟฟ้า2.เหตุใดจึงไม่สามารถต่อสายดินแกนหม้อแปลงที่หลายจุดได้?

เหตุผลที่ต้องต่อสายดินแผ่นเหล็กแกนหม้อแปลงเพียงจุดเดียวเท่านั้นก็คือ หากมีจุดต่อสายดินมากกว่าสองจุด อาจเกิดวงจรปิดขึ้นได้ เมื่อกระแสไฟฟ้าหลักไหลผ่านวงจรปิดนี้ จะเกิดกระแสหมุนเวียนขึ้น ทำให้เกิดอุบัติเหตุเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปภายใน แกนเหล็กที่หลอมละลายเฉพาะจุดจะทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างเศษเหล็ก ส่งผลให้การสูญเสียเหล็กเพิ่มขึ้น และส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพและการทำงานปกติของหม้อแปลง การซ่อมแซมทำได้โดยการเปลี่ยนเฉพาะแผ่นเหล็กซิลิคอนแกนเหล็กเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่อนุญาตให้ต่อสายดินหม้อแปลงหลายจุด ต้องมีจุดต่อสายดินเพียงจุดเดียวเท่านั้น

3. การต่อสายดินหลายจุดทำให้เกิดกระแสหมุนเวียนและเกิดความร้อนได้ง่าย

ในระหว่างการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า ชิ้นส่วนโลหะ เช่น แกนเหล็กและตัวยึด จะอยู่ในสนามไฟฟ้าแรงสูง เนื่องจากไฟฟ้าสถิตจะทำให้เกิดศักย์ลอยตัวบนแกนเหล็กและชิ้นส่วนโลหะ และศักย์นี้จะคายประจุลงสู่พื้นดิน ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถยอมรับได้ ดังนั้น แกนเหล็กและตัวยึดจะต้องต่อลงดินอย่างถูกต้องและเชื่อถือได้ (ยกเว้นสลักเกลียวแกนเหล็กเท่านั้น) อนุญาตให้ต่อลงดินแกนเหล็กได้เพียงจุดเดียวเท่านั้น หากต่อลงดินสองจุดขึ้นไป แกนเหล็กจะเกิดเป็นวงปิดระหว่างจุดต่อลงดินกับพื้นดิน เมื่อหม้อแปลงทำงาน ฟลักซ์แม่เหล็กจะไหลผ่านวงปิดนี้ ทำให้เกิดกระแสหมุนเวียน ส่งผลให้แกนเหล็กเกิดความร้อนสูงเฉพาะจุด และอาจทำให้ชิ้นส่วนโลหะและฉนวนไหม้ได้

สรุปได้ว่า แกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถต่อลงดินได้เพียงจุดเดียวเท่านั้น และไม่สามารถต่อลงดินได้สองจุดขึ้นไป