Transformatorlarda elektrostatik ekranlama

 

 

 

 

Fizikada elektrostatik qoruma, daxili bölgəni xarici elektrik sahələrinin təsirindən təcrid etmək üçün keçiricidən hazırlanmış qapalı qabığın istifadə edildiyi fenomenə aiddir. Bu prinsipi transformatorlara tətbiq etmək bizə transformator elektrostatik qalxanı (E-Qalxan) kimi tanınan şeyi verir.

Transformator strukturunda elektrostatik qoruyucu adətən a-qapalı mis təbəqə və ya-maqnit keçirməyən kağızbirincil sarğı və ikincil sarğı arasında yerləşdirilir. Qısaqapanma dövrəsinin yaranmasının və cərəyan induksiyasının qarşısını almaq üçün "-qapalı deyil" üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu keçirici material tel vasitəsilə transformator korpusuna və ya yerə etibarlı şəkildə bağlanaraq effektiv qoruyucu gövdə əmələ gətirir.

 

 

Yüksək-tezlikli müdaxilə siqnalları (məsələn, elektrik şəbəkəsindən sıçrayışlar, ildırım çaxmaları və ya dəyişkən tezlikli sürücülərdən yüksək{1}}tezlikli səs-küy kimi) birinci tərəfdə göründükdə, bu müdaxilə dolamalararası-parazitar tutum vasitəsilə ikinci tərəfə birləşərək enerji keyfiyyətinə təsir göstərir.

Elektrostatik qalxanı əlavə etdikdən sonra vəziyyət əsaslı şəkildə dəyişir. Qalxan orijinal tək tutumu (CHL, yüksək{1}}gərginlik və aşağı{2}}gərginlik tərəfləri arasındakı tutum) iki seriyalı tutuma bölür: birincidən qalxana qədər olan tutum və qalxandan ikinciliyə qədər olan tutum. Qalxan birbaşa yerə bağlandığından, ayerə çox aşağı empedans yoluyüksək{0}}tezlikli müdaxilə cərəyanları üçün. Bir texnikin təsvir etdiyi kimi: "Elektrostatik qalxan mahiyyətcə, kritik gərginlik komponentlərinin ikinci dərəcəli tərəfə ötürülməsinə mane olan tutumlu filtr rolunu oynayır." Nəticə etibarilə, yüksək-tezlikli müdaxilə cərəyanı ikinci dərəcəli yükə davam etmək əvəzinə, yerə ötürülür və bununla da çıxış elektrik enerjisini "təmizləyir".

 

 

 

 

 

 

Transformatordakı elektrostatik qalxan əsasən aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir:

 

 

Xüsusiyyətlər və Üstünlüklər

Elektrostatik ekranlardan istifadə edən transformatorlar aşağıdakı diqqətəlayiq xüsusiyyətlərə və üstünlüklərə malikdir:

Xüsusiyyət	Üstünlük	Texniki Göstərici/Təsvir
Yüksək Anti{0}}Müdaxilə	Enerji təchizatında yüksək-tezlikli səs-küyü və ümumi{1}}rejim müdaxiləsini əhəmiyyətli dərəcədə sıxışdırır	Ümumi{0}}rejimin daxil edilməsi itkisi 1MHz-də 60dB-dən çox və ya ona bərabər, ildırım dalğasının zəifləməsi 70%-dən çox və ya ona bərabərdir
Son dərəcə aşağı birləşmə tutumu	Yüksək izolyasiyaya nail olur, "elektrik deyil, yalnız maqnit ötürür"	Sargılar arasında ekvivalent paylanmış tutum 0,01pF qədər aşağı ola bilər
Təkmilləşdirilmiş Enerji Keyfiyyəti	Çıxış gərginliyinin harmonik təhrifini azaldır	C3 sinif mühitlərində THDU 3,1%-dən 0,8%-ə düşür
Yüksək Təhlükəsizlik	Avadanlıq{0}}səviyyəli qoruma təmin edir, sızma cərəyanını azaldır	Tibbi İT sistem tətbiqlərində sızma cərəyanı 10µA-dan az və ya ona bərabər ola bilər
Əla Ümumi-Rejim Rədd etmə Bacarığı	Güclü səs-küyü azaltma qabiliyyəti	Bəzi K-faktor transformatorları ümumi-rejim səs-küyünün azaldılmasına nail ola bilər.120dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. İnsertion Loss Tests
Bu, qalxanın yüksək-tezlikli müdaxiləni zəiflətmək qabiliyyətini ölçmək üçün birbaşa üsuldur. Test prinsipi transformatorun girişinə məlum amplituda (V1) yüksək{2}}tezlikli siqnalın vurulmasını və transformatordan keçdikdən sonra çıxışda siqnal amplitudasının (V2) ölçülməsini nəzərdə tutur. Daxiletmə itkisi kimi müəyyən edilir20×log(V1/V2)və desibellə (dB) ifadə edilir. Daha yüksək dəyər, qalxanın müdaxiləyə qarşı daha güclü yatırma qabiliyyətini göstərir. Məsələn, Trafomic transformatoru 1MHz-də 60dB-dən çox və ya ona bərabər olan ümumi{2}}rejim daxiletmə itkisinə malikdir.

2. Ümumi-Rejim Testləri
Ümumi{0}}rejim müdaxiləsi hər bir keçirici və torpaq arasında baş verən müdaxiləyə aiddir. Ümumi{2}}rejim sınağının məqsədi transformatorun ümumi-rejim səs-küyünü boğmaq qabiliyyətini qiymətləndirməkdir. Sınaq zamanı ümumi{5}}rejim siqnalı (bütün giriş xətləri və torpaq arasında eyni faza ilə tətbiq olunan siqnal) adətən girişə tətbiq edilir və çıxışda ümumi{6}}rejim reaksiyası ölçülür. Yaxşı elektrostatik qalxan dizaynı ümumi{8}}rejim səs-küyünü çox aşağı səviyyələrə endirməlidir. ABB-nin K-faktor transformator sənədləri ümumi-rejim səs-küyünün azalmasını göstərir.120dB.

3. Ümumi-Rejim/Transvers-Rejim Testləri
Transvers{0}}rejim müdaxiləsi (diferensial{1}}rejim müdaxiləsi kimi də tanınır) siqnal xətti ilə onun qayıdış yolu arasında mövcud olan müdaxiləyə aiddir. Praktik sınaqda çox vaxt transformatorun hər iki növ müdaxiləni yatırmaq qabiliyyətini hərtərəfli qiymətləndirmək lazımdır. Məsələn, şəbəkə transformatorlarını sınaqdan keçirərkən şəbəkə analizatoru balun transformatorları ilə birlikdə daxiletmə itkisini (ümumi siqnalın zəifləməsini əks etdirən) və ümumi{4}}rejimdən imtina nisbətini (xüsusən ümumi{5}}rejim siqnalının zəifləməsini əks etdirir) ölçmək üçün istifadə olunur.

4. Power Faktor Testində Anomaliya Diaqnozu
Maraqlıdır ki, elektrostatik qalxanın olması bəzən testçiləri "çaşdıra" bilər. Transformatorun güc faktoru sınağı zamanı, qalxan aşağı{1}}empedanslı torpaq yolunu təmin etdiyinə görə, yüksək{2}}gərginlikdən aşağı{3}}gərginlik izolyasiyasına (CHL) keçməli olan cərəyan yerə manevr edilir. Bu, UST (Müəyyən edilməmiş Nümunə Testi) rejimində ölçülmüş çox kiçik bir CHL cərəyanı ilə nəticələnir, bəzən hətta mənfi güc faktorunun oxunuşlarına gətirib çıxarır - bu, əslində həqiqi fiziki hadisə deyil, cari ölçmə nöqtəsinin seçimindən qaynaqlanan artefaktdır. Təcrübəli sınaqçılar transformatorun izolyasiya vəziyyətini hərtərəfli qiymətləndirmək üçün GST-G (Grounded Specimen Test with Guard) və UST nəticələrini birləşdirir.

 

 

Struktur olaraq, torpaqlama qalxanı kolları adətən transformatorun çən qapağına və ya çənin divarına nüfuz edir. Bir ucu transformatorun içərisindəki elektrostatik qalxana (məsələn, mis təbəqə və ya keçirici kağız) etibarlı şəkildə bağlanır, digər ucu isə torpaqlama şəbəkəsinə qoşulmaq üçün transformatordan kənarda uzanır. Bəzi dizaynlarda kolun özü qoruyucu funksiyaları-birləşdirə bilər, məsələn, elektrik sahəsinin konsentrasiyasını və ya yüksək gərginlikli birləşmə nöqtələrində (məsələn, mis şin birləşmələri kimi) baş verə biləcək qismən boşalmanı boğmaq üçün kol divarına torpaqlanmış metal tor yerləşdirmək-.

 

Torpaqlama Qalxanının Funksiyaları

Onun əsas rolları kimi ümumiləşdirmək olartəhlükəsiz yol-çıxınvəyüksək{0}}tezlik bloklanması:

1. Elektrostatik qalxan üçün təhlükəsiz, aşağı{1}}empedanslı torpaqlama yolunun təmin edilməsi

Bu, onun əsas funksiyasıdır. Yerə yüksək tezlikli müdaxilə cərəyanları keçirmək üçün elektrostatik qoruyucu effektiv şəkildə torpaqlanmalıdır. Torpaqlama qoruyucu bushing standartlaşdırılmış, izolyasiya edilmiş və etibarlı keçirici təmin edir ki, bu da daxili ekranı transformator çəni vasitəsilə xarici torpaq naqilə istiqamətləndirir, torpaqlama yolunun elektrik davamlılığını və mexaniki dayanıqlığını təmin edir.

2. Yüksək tezlikli müdaxilə cərəyanlarının -dolaşımının qarşısının alınması

Xüsusi torpaqlama qoruyucu bushing olmadan, elektrostatik ekranın torpaqlama naqili transformator korpusundan və ya digər komponentlərdən keçməlidir ki, bu da əlavə endüktans yarada və ya antena effekti yarada bilər, beləliklə, yüksək{0}}tezlikli müdaxilənin qarşısının alınmasını zəiflədə bilər. Xüsusi kol dizaynı yüksək tezliklərdə torpaqlama yolunun aşağı -empedans xassəsini qoruyur, müdaxilə cərəyanlarının yerə səmərəli şəkildə yan keçməsini təmin edir.

3. Sızdırmazlıq və izolyasiya

Tankın{0}} içinə girən komponenti olaraq, torpaqlama qoruyucu burç sızmanın qarşısını almaq üçün transformator yağının möhürlənməsini təmin etməlidir. Eyni zamanda, yerin parçalanmasının qarşısını almaq üçün daxili elektrostatik qalxan və torpaq potensialı arasındakı gərginliyə tab gətirmək üçün kifayət qədər izolyasiya gücü lazımdır.

4. Qismən boşalmanın aradan qaldırılması (qalxan{1}}birləşdirilmiş kollar üçün)

Bəzi yüksək gərginlikli tətbiqlərdə, kol vasitəsilə transformatora daxil olan keçiricilərin kobud səthləri (məsələn, mis şinlər) uc boşalmasına səbəb ola bilər ki, bu da nəinki səs-küy yaradır, həm də izolyasiyanı pisləşdirir. Torpaqlanmış qoruyucu təbəqəni (məsələn, metal mesh və ya metal boru) kol strukturuna inteqrasiya etməklə, qeyri-bərabər elektrik sahələrini qoruya bilər, bununla da boşalmanı aradan qaldırır və avadanlıqların təhlükəsizliyini təmin edir.