Guide till transformatorelektrostatiska skärmar (E-skärmar)

Vad är en E-sköld?
En elektrostatisk skärm är en tunn, icke-magnetisk ledande platta. Skärmen kan vara av koppar eller aluminium. Denna tunna platta sitter mellan transformatorns primär- och sekundärlindningar. Plattan i varje spole ansluts till en enda ledare som binds till transformatorns chassi.

Vad gör E-sköldar i transformatorer?
E-skärmar omdirigerar skadliga spänningsstörningar bort från transformatorns spolar och känslig elektronik i elektriska system. Detta skyddar transformatorn och det system som är anslutet till den.
Låt oss titta på detta mer i detalj och börja med vad E-sköldar skyddar mot.

Försvagning
Många moderna elektriska kretsar utsätts för transienta spikar och modbrus. En jordad E-skärm dämpar (minimerar) dessa störningar.

Bilden ovan till vänster visar en typisk transient spänningstopp. Denna typ av kraftig ökning av matningsspänningen är ett resultat av vanlig kontorsutrustning som datorer eller kopiatorer. Växelriktare är också en vanlig källa till transienta toppar. Bilden till höger visar ett exempel på modbrus i en elektrisk krets. Modbrus är vanligt i elektroniska kretsar. Dåligt kopplade system med felaktig kabelskärmning drabbas ofta av modbrus.
Nu ska vi titta på hur en E-sköld hanterar dessa störningar.

Kapacitiv koppling
En jordad E-skärm minskar kapacitiv koppling mellan primär- och sekundärlindningen. Istället för att kopplas till sekundärlindningen kopplas primärlindningen till E-skärmen. Den jordade E-skärmen ger en lågimpedansväg till jord. Spänningsstörningar omdirigeras bort från sekundärlindningen. Detta fungerar även från transformatorns andra ände (sekundär till primär).

Transienta spikar och modbrus kan skada transformatorer och annan elektrisk utrustning. En elektrostatisk skärmning mellan högspännings- och lågspänningsspolarna minskar sådana risker. En viktig faktor att beakta vid strömförsörjning till känslig elektronik.

Exempel på transformatorer som använder en E-sköld
Sol- och vindtransformatorer
Harmoniska störningar och speciella omkopplingar från solväxelriktare överförs till elnätet. Dessa spänningsstörningar skapar impulsliknande effekter i högspänningslindningen som matar elnätet. Transienta överspänningstoppar på elsidan kan också överföras till växelriktaren. Dessa överspänningshändelser kan skada en växelriktares känsliga komponenter. E-skärmar skyddar både transformatorn, elnätet och växelriktaren.
Läs mer om dimensionering och designkrav för soltransformatorer.

Köra Isoleringstransformators
Isoleringstransformatorer för drivning är byggda för att motstå högfrekventa spänningsstörningar (övertoner). Sådana störningar uppstår från utrustning som motordrivningar (eller VFD:er). Därav ordet "drive" i namnet. Förutom övertoner kan motordrivningar också introducera andra spänningsstörningar (som modbrus). Det är här E-skärmen kommer in i bilden. Isoleringstransformatorer för drivning inkluderar minst en E-skärm mellan hög- och lågspänningsspolarna. Flera skärmar kan också användas. E-skärmar kan också placeras mellan de inre spolarna och kärnlemmarna.
Applikationer med spänningsstörningar (som transienta toppar och modbrus) gynnas av en transformator med E-skärm. E-skärmar är billiga och ger en betydande avkastning på investeringen där problem med elkvaliteten är ett hot.