Трансформаторлардағы электростатикалық экрандау

 

 

 

 

Электростатикалық экрандау, физикада, оның ішкі аймағын сыртқы электр өрістерінің әсерінен оқшаулау үшін өткізгіштен жасалған жабық қабықша қолданылатын құбылысты білдіреді. Бұл принципті трансформаторларға қолдану бізге трансформатордың электростатикалық қалқаны (E-қалқан) деп аталатын нәрсені береді.

Трансформатор құрылымында электростатикалық экран әдетте а-жабық емес мыс парақ немесе-магниттік өткізбейтін қағазбастапқы орам мен қайталама орамның арасына орналастырылады. Ол қысқа тұйықталу тізбегі мен индукциялық токтың пайда болуына жол бермеу үшін "жабық емес{1}}" етіп жасалған. Бұл өткізгіш материал трансформатор корпусына немесе сым арқылы жерге сенімді түрде қосылып, тиімді қорғаныс корпусын құрайды.

 

 

Жоғары-жиілік кедергі сигналдары (мысалы, электр желісінен шығатын ұшқындар, найзағайдың жарқылы немесе айнымалы жиілікті жетектерден жоғары-жиілікті шу) пайда болған кезде, бұл кедергі орамаралық паразиттік сыйымдылық- арқылы екінші тарапқа жұптасып, қуат сапасына әсер етеді.

Электростатикалық қалқанды қосқаннан кейін жағдай түбегейлі өзгереді. Қалқан бастапқы бір сыйымдылықты (CHL, жоғары{1}}кернеу және төмен-кернеу жақтары арасындағы сыйымдылықты) екі сериялы сыйымдылыққа бөледі: экраннан экранға дейінгі сыйымдылық және экраннан екіншіге дейінгі сыйымдылық. Қалқан тікелей жерге тұйықталғандықтан, ол ажерге өте төмен кедергі жолыжоғары{0}}жиілік кедергі токтары үшін. Бір техник сипаттағандай: «Электростатикалық қалқан шын мәнінде кернеудің маңызды құрамдас бөліктерінің екінші жағына ауысуына жол бермейтін сыйымдылық сүзгісінің рөлін атқарады». Демек, жоғары{3}} жиілікті кедергі тогы екінші реттік жүктемені жалғастырудың орнына жерге шунтталады, осылайша шығыс электр энергиясын «тазартады».

 

 

 

 

 

 

Трансформатордағы электростатикалық экран негізінен келесі функцияларды орындайды:

 

 

Ерекшеліктер мен артықшылықтар

Электростатикалық экрандарды пайдаланатын трансформаторлардың келесі маңызды ерекшеліктері мен артықшылықтары бар:

Ерекшелік	Артықшылық	Техникалық көрсеткіш/сипаттама
Жоғары анти-кедергі	Қуат көзіндегі жоғары-жиілікті шуды және жалпы{1}}режимдік кедергілерді айтарлықтай басады	Жалпы{0}}режимді енгізу жоғалуы 1МГц жиілікте 60дБ-ден жоғары немесе оған тең, найзағайдың әлсіреуі 70%-дан жоғары немесе оған тең
Муфтаның сыйымдылығы өте төмен	«Электр емес, тек магнетизмді өткізетін» жоғары оқшаулауға қол жеткізеді.	Орамдар арасындағы тең үлестірілген сыйымдылық 0,01pF төмен болуы мүмкін
Жақсартылған қуат сапасы	Шығу кернеуінің гармоникалық бұрмалануын азайтады	C3 класындағы орталарда THDU 3,1%-дан 0,8%-ға дейін төмендейді.
Жоғары қауіпсіздік	Жабдық деңгейін қорғауды қамтамасыз етеді-, ағып кету тогын азайтады	Медициналық АТ жүйесінің қолданбаларында ағып кету тогы 10 мкА-дан аз немесе оған тең болуы мүмкін
Өте жақсы ортақ{0}}режимді қабылдамау мүмкіндігі	Күшті шуды әлсірету қабілеті	Кейбір K-факторлы трансформаторлар жалпы{1}}режимдегі шуды әлсіретуге қол жеткізе алады.120дБ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Insertion Loss Tests
Бұл қалқанның жоғары жиілікті кедергілерді әлсірету мүмкіндігін өлшеудің тікелей әдісі. Сынақ принципі трансформатордың кірісіне белгілі амплитудасы (V1) жоғары{2}}жиілік сигналын енгізуді және ол трансформатор арқылы өткеннен кейін шығыстағы сигнал амплитудасын (V2) өлшеуді қамтиды. Кірістіру жоғалуы ретінде анықталады20×журнал(V1/V2)және децибелмен (дБ) көрсетіледі. Жоғары мән экранның кедергіге қарсы күштірек басу мүмкіндігін көрсетеді. Мысалы, Trafomic трансформаторында 1 МГц жиілікте 60 дБ-ден жоғары немесе оған тең -режимді енгізудің жалпы жоғалуы бар.

2. Жалпы{1}}режим сынақтары
Жалпы{0}}режим кедергісі әрбір өткізгіш пен жер арасындағы кедергіні білдіреді. Жалпы{2}}режимді тексерудің мақсаты трансформатордың жалпы-режимдік шуды басу мүмкіндігін бағалау болып табылады. Сынақ кезінде, әдетте, кіріске жалпы{5}}режимдік сигнал (барлық кіріс желілері мен жердің арасында бірдей фазамен қолданылатын сигнал) қолданылады және шығыстағы жалпы{6}}режимдік жауап өлшенеді. Жақсы электростатикалық қалқан дизайны жалпы{8}}режимдегі шуды өте төмен деңгейге дейін әлсіретуі керек. ABB компаниясының K-Факторлық трансформатор құжаттамасы жалпы{11}}режим шуылының әлсіреуін көрсетеді.120дБ.

3. Жалпы-режим/көлденең-режим сынақтары
Көлденең{0}}режимдік кедергі (дифференциалды{1}}режимдік кедергі ретінде де белгілі) сигнал сызығы мен оның қайтару жолы арасындағы кедергіні білдіреді. Тәжірибелік сынақта жиі трансформатордың кедергінің екі түрін де басу мүмкіндігін жан-жақты бағалау қажет. Мысалы, желілік трансформаторларды сынау кезінде желі анализаторы балун трансформаторларымен бірге кірістіру жоғалуын (жалпы сигналдың әлсіреуін көрсететін) және жалпы{4}}режимді қабылдамау коэффициентін (нақты түрде жалпы{5}}режимдік сигналдың әлсіреуін көрсететін) өлшеу үшін пайдаланылады.

4. Қуат факторын тексерудегі аномалия диагностикасы
Бір қызығы, электростатикалық қалқанның болуы кейде тестерлерді «шатастыруы» мүмкін. Трансформатордың қуат факторын сынау кезінде экран төмен{1}}кедергі жер жолын қамтамасыз ететіндіктен, жоғары{2}}кернеуден төмен{3}}кернеу оқшаулағышына (CHL) өтуі тиіс ток жерге шунтталады. Бұл UST (Анықталмаған үлгі сынағы) режимінде өлшенген өте аз CHL тогына әкеледі, кейде тіпті теріс қуат факторының көрсеткіштеріне әкеледі – бұл шын мәнінде физикалық құбылыс емес, ағымдағы өлшеу нүктесін таңдаудан туындаған артефакт. Тәжірибелі сынақшылар трансформатордың оқшаулау күйін жан-жақты бағалау үшін GST-G (Grounded sample Test with Guard) және UST нәтижелерін біріктіреді.

 

 

Құрылымдық түрде жерге тұйықтағыш қалқан төлкесі әдетте трансформатордың резервуар қақпағына немесе резервуар қабырғасына енеді. Бір ұшы трансформатор ішіндегі электростатикалық қалқанға (мысалы, мыс қаңылтыр немесе өткізгіш қағаз) мықтап қосылған, ал екінші ұшы жерге қосу торына қосылу үшін трансформатордың сыртына шығады. Кейбір конструкцияларда төлкенің өзі экрандау функцияларын-біріктіруі мүмкін, мысалы, электр өрісінің шоғырлануын немесе жоғары вольтты қосылым нүктелерінде (мысалы, мыс шина түйіндері)-болуы мүмкін ішінара разрядты басу үшін втулка қабырғасына жерге тұйықталған металл торды салу.

 

Жерлендіру қалқанының төлкесінің функциялары

Оның негізгі рөлдері ретінде қорытындылауға боладықауіпсіз жол-шығадыжәнежоғары-жиілікті блоктау:

1. Электростатикалық қорғаныс үшін қауіпсіз, төмен{1}}кедергі бар жерге қосу жолын қамтамасыз ету

Бұл оның негізгі қызметі. Жерге жоғары жиілікті кедергі токтарын өткізу үшін электростатикалық қалқан тиімді түрде жерге тұйықталуы керек. Жерлендіру қалқаны втулкасы стандартталған, оқшауланған және сенімді өткізгішпен қамтамасыз етеді, ол ішкі қалқанды трансформатор багы арқылы сыртқы жерге тұйықтау сымына бағыттайды, жерге қосу жолының электрлік үздіксіздігін және механикалық тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

2. Жоғары жиілікті кедергі токтарының-айналмауына жол бермеу

Арнайы жерге қосу экранының төлкесі болмаса, электростатикалық экранның жерге қосу сымы трансформатор корпусы немесе басқа компоненттер арқылы өтуі қажет, бұл қосымша индуктивтілікті тудыруы немесе антенна әсерін тудыруы мүмкін, осылайша жоғары жиіліктегі кедергілерді басуды әлсіретуі мүмкін. Арнайы втулка конструкциясы кедергі токтарының жерге тиімді айналып өтуін қамтамасыз ете отырып, жоғары жиіліктерде жерге қосу жолының төмен кедергі қасиетін сақтайды.

3. Тығыздау және оқшаулау

Резервуарға-өтетін компонент ретінде жерге тұйықтау қалқаны втулкасы ағып кетуді болдырмау үшін трансформатор майының тығыздалуын қамтамасыз етуі керек. Сонымен қатар, ол ішкі электростатикалық қалқан мен жер потенциалы арасындағы кернеуге төтеп беру үшін жердің бұзылуын болдырмайтын жеткілікті оқшаулау күшін қажет етеді.

4. Ішінара разрядты жою (қалқан{1}}біріктірілген төлкелер үшін)

Кейбір жоғары вольтты қолданбаларда төлке арқылы трансформаторға кіретін өткізгіштердің өрескел беттері (мысалы, мыс шиналар) ұштық разрядты тудыруы мүмкін, бұл шу тудырып қана қоймай, оқшаулауды да нашарлатады. Втулка құрылымына жерлендірілген экрандау қабатын (мысалы, металл тор немесе металл түтік) біріктіру арқылы біркелкі емес электр өрістерін экрандауға болады, осылайша разрядты болдырмайды және жабдықтың қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.