Cosa succede quando al trasformatore viene applicata una tensione superiore a quella nominale?
Conseguenze della sovratensione:
* Aumento delle perdite principali: Il nucleo magnetico di un trasformatore si riscalda a causa dell'isteresi e delle perdite per correnti parassite. Il superamento della tensione nominale aumenta significativamente queste perdite, portando ad un'eccessiva generazione di calore.
* Aumento delle perdite di avvolgimento: Una tensione più elevata porta a una corrente più elevata negli avvolgimenti (a causa della legge di Ohm), con conseguente aumento delle perdite nel rame (perdite I²R). Ancora una volta, questo si traduce in un calore eccessivo.
* Surriscaldamento e guasto dell'isolamento: La combinazione di maggiori perdite del nucleo e dell'avvolgimento può causare il surriscaldamento del trasformatore. Ciò può danneggiare l'isolamento degli avvolgimenti, provocando cortocircuiti e guasti catastrofici.
* Aumento della corrente magnetizzante: Una tensione più elevata porta a una corrente magnetizzante più elevata, che può saturare il nucleo. Questa saturazione riduce l'efficienza del trasformatore e può contribuire al surriscaldamento.
* Ripartizione della tensione: Il superamento della rigidità dielettrica dell'isolamento può portare alla rottura dell'isolamento tra gli avvolgimenti o tra gli avvolgimenti e il nucleo. Ciò può creare un cortocircuito, causando potenzialmente un incendio.
* Sollecitazioni meccaniche: Le maggiori forze magnetiche nel nucleo e negli avvolgimenti dovute alla tensione più elevata possono sottoporre il trasformatore a uno stress meccanico significativo, portando potenzialmente a danni strutturali.
* Durata ridotta: La sovratensione riduce significativamente la vita operativa del trasformatore.
Note importanti:
* Tensione nominale: I trasformatori sono progettati e dimensionati per livelli di tensione specifici. Operare al di fuori di questi limiti è generalmente pericoloso.
* Sovratensioni transitorie: I trasformatori possono resistere a sovratensioni di breve durata dovute a fulmini, transitori di commutazione o altri eventi. Tuttavia, una sovratensione prolungata può essere catastrofica.
* Protezione: I trasformatori sono spesso dotati di dispositivi di protezione da sovratensione come scaricatori di sovratensione per mitigare gli effetti delle sovratensioni transitorie. Tuttavia, questi dispositivi non possono proteggere da sovratensioni prolungate.
In sintesi: Applicare una tensione superiore a quella nominale a un trasformatore è estremamente pericoloso e può causare gravi danni, tra cui surriscaldamento, rottura dell'isolamento, incendi e danni permanenti al trasformatore. Utilizzare sempre i trasformatori entro l'intervallo di tensione specificato per un funzionamento sicuro ed efficiente.