Dlaczego przekładniki napięciowe i przekładniki prądowe muszą być uziemione?

W systemach elektroenergetycznych strona pierwotna transformatora łączy się z liniami-wysokiego napięcia, natomiast strona wtórna łączy się z przyrządami pomiarowymi i urządzeniami zabezpieczającymi przekaźniki, co wymaga częstego kontaktu operatorów.

Zapobieganie awariom wysokiego-napięcia: jeśli izolacja między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym transformatora ulegnie uszkodzeniu w wyniku starzenia, wilgoci lub przepięcia, wysokie napięcie (np. 10 kV, 35 kV) ze strony pierwotnej przedostanie się bezpośrednio do obwodu wtórnego. W tej sytuacji na całym sprzęcie wtórnym i okablowaniu będzie znajdować się pod niebezpiecznie wysokie napięcie, które bezpośrednio zagraża życiu operatorów.

Funkcja uziemienia ochronnego: po niezawodnym uziemieniu jednego końca strony wtórnej, w przypadku-skoku wysokiego napięcia, ogromny prąd zwarciowy szybko popłynie do ziemi przez punkt uziemienia, wymuszając dociśnięcie napięcia po stronie wtórnej do potencjału uziemienia (tj. potencjału zerowego), zapewniając w ten sposób, że personel stojący na ziemi nie zostanie porażony prądem podczas dotykania wyposażenia dodatkowego.

Rozproszona pojemność występuje pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym przekładnika oraz pomiędzy uzwojeniem wtórnym a ziemią. Podczas normalnej pracy efekt podziału napięcia przez te pojemności spowoduje, że nieuziemione uzwojenie wtórne będzie generować potencjał pływający względem masy, tj. istnieje określone napięcie. Chociaż napięcie to zwykle nie jest wysokie, w pewnych okolicznościach może spowodować obrażenia słabo izolowanego sprzętu dodatkowego lub personelu. Uziemienie strony wtórnej eliminuje ten potencjał pływający.

W niektórych systemach (takich jak systemy uziemiające o niskim-prądzie) uziemienie punktu zerowego po stronie pierwotnej przekładnika napięciowego zapewnia ścieżkę dla składowej-prądu systemu. Umożliwia to urządzeniu monitorującemu izolację prawidłowe wykrycie składowej zerowej napięcia i wygenerowanie sygnału alarmowego w przypadku wystąpienia jednofazowego zwarcia doziemnego, powiadamiając operatorów o konieczności niezwłocznego zaradzenia sytuacji.

Chociaż strona wtórna musi być uziemiona, w podłączonym obwodzie wtórnym (np. w całym obwodzie od transformatora do sterowni) może znajdować się tylko jeden punkt uziemienia.

Jeśli istnieją dwa lub więcej punktów uziemiających, ponieważ sieć uziemiająca podstacji nie jest idealnie ekwipotencjalna, różnica potencjałów zostanie wygenerowana pomiędzy różnymi punktami uziemienia, gdy do sieci zostanie wprowadzony duży prąd (taki jak-prąd zwarciowy). Powoduje to wytwarzanie dodatkowego prądu krążącego w obwodzie wtórnym, co prowadzi do niedokładnych danych pomiarowych, a nawet powoduje nieprawidłowe działanie lub awarię urządzeń zabezpieczających przekaźniki, co skutkuje poważnymi konsekwencjami.