Prečo musia byť napäťové a prúdové transformátory uzemnené?

V napájacích systémoch sa primárna strana transformátora pripája k vysokonapäťovým vedeniam, zatiaľ čo sekundárna strana sa pripája k meracím prístrojom a reléovým ochranným zariadeniam, čo vyžaduje časté kontakty operátorov.

Prevencia vysokonapäťového{0}}poruchy: Ak sa izolácia medzi primárnym a sekundárnym vinutím transformátora poruší v dôsledku starnutia, vlhkosti alebo prepätia, vysoké napätie (napr. 10 kV, 35 kV) z primárnej strany sa dostane priamo do sekundárneho okruhu. V tejto situácii budú všetky sekundárne zariadenia a elektroinštalácie niesť nebezpečne vysoké napätie, ktoré priamo ohrozuje životy operátorov.

Funkcia ochranného uzemnenia: Po spoľahlivom uzemnení jedného konca sekundárnej strany v prípade vysoko{0}}napäťového rázu do zeme cez uzemňovací bod rýchlo pretečie obrovský poruchový prúd, ktorý násilne privedie napätie na sekundárnej strane k potenciálu zeme (tj nulovému potenciálu), čím sa zabezpečí, že personál stojaci na zemi nebude pri dotyku so sekundárnym zariadením zasiahnutý elektrickým prúdom.

Rozložená kapacita existuje medzi primárnym a sekundárnym vinutím prístrojového transformátora a medzi sekundárnym vinutím a zemou. Počas normálnej prevádzky efekt delenia napätia týchto kapacít spôsobí, že neuzemnené sekundárne vinutie generuje plávajúci potenciál vzhľadom na zem, tj existuje určité napätie. Aj keď toto napätie zvyčajne nie je vysoké, za určitých okolností môže spôsobiť zranenie slabo izolovaného sekundárneho zariadenia alebo personálu. Uzemnenie sekundárnej strany eliminuje tento plávajúci potenciál.

V niektorých systémoch (ako sú nízkoprúdové uzemňovacie systémy) uzemnenie neutrálneho bodu na primárnej strane napäťového transformátora poskytuje cestu pre nulovú-sekvenciu prúdu systému. To umožňuje zariadeniu na monitorovanie izolácie správne zistiť nulovú-sekvenciu napätia a vydať poplachový signál, keď sa vyskytne jednofázová zemná porucha, čím upozorní operátorov, aby situáciu rýchlo riešili.

Hoci sekundárna strana musí byť uzemnená, v pripojenom sekundárnom okruhu (napr. celý okruh od transformátora až po velín) môže byť len jeden uzemňovací bod.

Ak existujú dva alebo viac uzemňovacích bodov, pretože uzemňovacia mriežka rozvodne nie je dokonale ekvipotenciálna, medzi rôznymi uzemňovacími bodmi sa vytvorí potenciálny rozdiel, keď sa do siete vstrekne veľký prúd (ako je skratový{0} poruchový prúd). To vytvára dodatočný cirkulujúci prúd v sekundárnom okruhu, čo vedie k nepresným meraným údajom a dokonca spôsobuje poruchu alebo nefunkčnosť reléových ochranných zariadení, čo má za následok vážne následky.