ట్రాన్స్ఫార్మర్లలో ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డింగ్

 

 

 

 

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డింగ్, భౌతిక శాస్త్రంలో, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రాల ప్రభావం నుండి దాని అంతర్గత ప్రాంతాన్ని వేరుచేయడానికి కండక్టర్‌తో చేసిన క్లోజ్డ్ షెల్ ఉపయోగించే దృగ్విషయాన్ని సూచిస్తుంది. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు ఈ సూత్రాన్ని వర్తింపజేయడం వల్ల ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ (E-షీల్డ్) అని పిలుస్తారు.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ నిర్మాణంలో, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ సాధారణంగా aనా-మూసివేయబడని రాగి షీట్ లేదా-అయస్కాంత వాహక కాగితంప్రాథమిక వైండింగ్ మరియు ద్వితీయ వైండింగ్ మధ్య ఉంచబడింది. ఇది షార్ట్ సర్క్యూట్ లూప్ మరియు ప్రేరేపిత కరెంట్‌ను ఏర్పరచకుండా నిరోధించడానికి "నాన్-మూసివేయబడకుండా" రూపొందించబడింది. ఈ వాహక పదార్థం విశ్వసనీయంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ కేసింగ్‌కు లేదా వైర్ ద్వారా భూమికి అనుసంధానించబడి, సమర్థవంతమైన షీల్డింగ్ బాడీని ఏర్పరుస్తుంది.

 

 

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్య సంకేతాలు (పవర్ గ్రిడ్ నుండి వచ్చే స్పైక్‌లు, మెరుపు ఉప్పెనలు లేదా వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌ల నుండి అధిక{1}}ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్ వంటివి) ప్రాథమిక వైపు కనిపించినప్పుడు, ఈ జోక్యం ఇంటర్‌{2}}వైండింగ్ పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ ద్వారా ద్వితీయ వైపుకు చేరి, పవర్ నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ను జోడించిన తర్వాత, పరిస్థితి ప్రాథమికంగా మారుతుంది. షీల్డ్ అసలైన సింగిల్ కెపాసిటెన్స్‌ని (CHL, హై-వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ{2}}వోల్టేజ్ సైడ్‌ల మధ్య కెపాసిటెన్స్) రెండు సిరీస్ కెపాసిటెన్స్‌లుగా విభజిస్తుంది: ప్రైమరీ నుండి షీల్డ్‌కు కెపాసిటెన్స్ మరియు షీల్డ్ నుండి సెకండరీకి ​​కెపాసిటెన్స్. షీల్డ్ నేరుగా గ్రౌన్దేడ్ అయినందున, ఇది అందిస్తుందిభూమికి చాలా తక్కువ ఇంపెడెన్స్ మార్గంఅధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అంతరాయ ప్రవాహాల కోసం. ఒక సాంకేతిక నిపుణుడు వివరించినట్లుగా: "ఎలక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ తప్పనిసరిగా కెపాసిటివ్ ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తుంది, క్లిష్టమైన వోల్టేజ్ భాగాలను ద్వితీయ వైపుకు బదిలీ చేయకుండా నిరోధిస్తుంది." పర్యవసానంగా, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇంటర్‌ఫరెన్స్ కరెంట్ సెకండరీ లోడ్‌కు కొనసాగడానికి బదులుగా భూమికి మార్చబడుతుంది, తద్వారా అవుట్‌పుట్ ఎలక్ట్రికల్ ఎనర్జీని "శుద్ధి" చేస్తుంది.

 

 

 

 

 

 

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోని ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ ప్రధానంగా క్రింది విధులను నిర్వహిస్తుంది:

 

 

ఫీచర్లు మరియు ప్రయోజనాలు

ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్‌లను ఉపయోగించే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు క్రింది గుర్తించదగిన లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి:

ఫీచర్	అడ్వాంటేజ్	సాంకేతిక సూచిక/వివరణ
అధిక వ్యతిరేక-జోక్యం	విద్యుత్ సరఫరాలో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ నాయిస్ మరియు సాధారణ-మోడ్ జోక్యాన్ని గణనీయంగా అణిచివేస్తుంది	సాధారణ-మోడ్ ఇన్సర్షన్ నష్టం 1MHz వద్ద 60dB కంటే ఎక్కువ లేదా సమానంగా ఉంటుంది, మెరుపు ఉప్పెన క్షీణత 70% కంటే ఎక్కువ లేదా సమానంగా ఉంటుంది
చాలా తక్కువ కప్లింగ్ కెపాసిటెన్స్	అధిక ఐసోలేషన్‌ను సాధిస్తుంది, "అయస్కాంతత్వాన్ని మాత్రమే ప్రసారం చేస్తుంది, విద్యుత్తు కాదు"	వైండింగ్‌ల మధ్య సమానమైన పంపిణీ కెపాసిటెన్స్ 0.01pF కంటే తక్కువగా ఉంటుంది
మెరుగైన శక్తి నాణ్యత	అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క హార్మోనిక్ వక్రీకరణను తగ్గిస్తుంది	C3 తరగతి వాతావరణంలో, THDU 3.1% నుండి 0.8%కి పడిపోతుంది
అధిక భద్రత	పరికరాలు{0}}స్థాయి రక్షణను అందిస్తుంది, లీకేజ్ కరెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది	మెడికల్ IT సిస్టమ్ అప్లికేషన్‌లలో లీకేజ్ కరెంట్ 10µA కంటే తక్కువ లేదా సమానంగా ఉంటుంది
అద్భుతమైన సాధారణ{0}}మోడ్ తిరస్కరణ సామర్థ్యం	శక్తివంతమైన నాయిస్ అటెన్యుయేషన్ సామర్థ్యం	కొన్ని K-ఫాక్టర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు సాధారణ-మోడ్ నాయిస్ అటెన్యూయేషన్‌ను సాధించగలవు120dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. చొప్పించడం నష్టం పరీక్షలు
అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యాన్ని తగ్గించడానికి షీల్డ్ సామర్థ్యాన్ని కొలవడానికి ఇది ప్రత్యక్ష పద్ధతి. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఇన్‌పుట్ వద్ద తెలిసిన యాంప్లిట్యూడ్ (V1) యొక్క అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌ను ఇంజెక్ట్ చేయడం మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ గుండా వెళ్ళిన తర్వాత అవుట్‌పుట్ వద్ద సిగ్నల్ ఆంప్లిట్యూడ్ (V2)ని కొలవడం పరీక్ష సూత్రంలో ఉంటుంది. చొప్పించే నష్టం ఇలా నిర్వచించబడింది20×లాగ్(V1/V2)మరియు డెసిబెల్స్ (dB)లో వ్యక్తీకరించబడింది. అధిక విలువ జోక్యానికి వ్యతిరేకంగా షీల్డ్ యొక్క బలమైన అణచివేత సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. ఉదాహరణకు, ట్రాఫోమిక్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ 实测 1MHz వద్ద 60dB కంటే ఎక్కువ లేదా సమానమైన-మోడ్ ఇన్సర్షన్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

2. సాధారణ-మోడ్ పరీక్షలు
సాధారణ-మోడ్ జోక్యం అనేది ప్రతి కండక్టర్ మరియు గ్రౌండ్ మధ్య జరిగే జోక్యాన్ని సూచిస్తుంది. సాధారణ-మోడ్ టెస్టింగ్ యొక్క ఉద్దేశ్యం సాధారణ-మోడ్ శబ్దాన్ని అణిచివేసేందుకు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడం. పరీక్ష సమయంలో, సాధారణ-మోడ్ సిగ్నల్ (అన్ని ఇన్‌పుట్ లైన్‌లు మరియు గ్రౌండ్ మధ్య ఒకే దశతో వర్తించే సిగ్నల్) సాధారణంగా ఇన్‌పుట్‌కి వర్తించబడుతుంది మరియు అవుట్‌పుట్ వద్ద సాధారణ-మోడ్ ప్రతిస్పందన కొలవబడుతుంది. మంచి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ డిజైన్ సాధారణ-మోడ్ శబ్దాన్ని చాలా తక్కువ స్థాయికి తగ్గించాలి. ABB యొక్క K-ఫాక్టర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ డాక్యుమెంటేషన్ సాధారణ{11}}మోడ్ నాయిస్ అటెన్యుయేషన్‌ను సూచిస్తుంది120dB.

3. సాధారణ{1}}మోడ్/ట్రాన్స్‌వర్స్-మోడ్ పరీక్షలు
ట్రాన్స్‌వర్స్-మోడ్ జోక్యం (డిఫరెన్షియల్-మోడ్ ఇంటర్‌ఫరెన్స్ అని కూడా పిలుస్తారు) సిగ్నల్ లైన్ మరియు దాని రిటర్న్ పాత్ మధ్య ఉన్న జోక్యాన్ని సూచిస్తుంది. ఆచరణాత్మక పరీక్షలో, రెండు రకాల జోక్యాలను అణిచివేసేందుకు ట్రాన్స్ఫార్మర్ సామర్థ్యాన్ని సమగ్రంగా విశ్లేషించడం తరచుగా అవసరం. ఉదాహరణకు, నెట్‌వర్క్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను పరీక్షించేటప్పుడు, చొప్పించే నష్టాన్ని (మొత్తం సిగ్నల్ యొక్క అటెన్యూయేషన్‌ను ప్రతిబింబిస్తుంది) మరియు సాధారణ-మోడ్ రిజెక్షన్ రేషియో (ప్రత్యేకంగా సాధారణ-మోడ్ సిగ్నల్ యొక్క అటెన్యుయేషన్‌ను ప్రతిబింబిస్తుంది) కొలవడానికి నెట్‌వర్క్ ఎనలైజర్ మరియు నెట్‌వర్క్ ఎనలైజర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

4. పవర్ ఫ్యాక్టర్ టెస్టింగ్‌లో అనోమలీ డయాగ్నోసిస్
ఆసక్తికరంగా, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ యొక్క ఉనికి కొన్నిసార్లు పరీక్షకులను "గందరగోళం" చేస్తుంది. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క పవర్ ఫ్యాక్టర్ టెస్టింగ్ సమయంలో, షీల్డ్ తక్కువ-ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండ్ పాత్‌ను అందిస్తుంది కాబట్టి, అధిక{2}}వోల్టేజ్ నుండి తక్కువ-వోల్టేజ్ ఇన్సులేషన్ (CHL) ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ భూమికి షంట్ చేయబడుతుంది. ఇది UST (స్పెసిఫైడ్ స్పెసిమెన్ టెస్ట్) మోడ్‌లో కొలవబడిన చాలా చిన్న CHL కరెంట్‌కి దారి తీస్తుంది, కొన్నిసార్లు ఇది ప్రతికూల పవర్ ఫ్యాక్టర్ రీడింగ్‌లకు కూడా దారి తీస్తుంది - ఇది వాస్తవానికి ప్రస్తుత కొలత పాయింట్‌ను ఎంపిక చేయడం వల్ల ఏర్పడిన కళాకృతి, నిజమైన భౌతిక దృగ్విషయం కాదు. అనుభవజ్ఞులైన టెస్టర్లు GST-G (గ్రౌండెడ్ స్పెసిమెన్ టెస్ట్ విత్ గార్డ్) మరియు UST ఫలితాలను కలిపి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ఇన్సులేషన్ స్థితిని సమగ్రంగా అంచనా వేస్తారు.

 

 

నిర్మాణాత్మకంగా, గ్రౌండింగ్ షీల్డ్ బుషింగ్ సాధారణంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ట్యాంక్ కవర్ లేదా ట్యాంక్ గోడలోకి చొచ్చుకుపోతుంది. ఒక చివర ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లోపల ఉన్న ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ (ఉదా, రాగి షీట్ లేదా కండక్టివ్ పేపర్)కి సురక్షితంగా అనుసంధానించబడి ఉంది, మరొక చివర గ్రౌండింగ్ గ్రిడ్‌కు కనెక్ట్ చేయడానికి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ వెలుపల విస్తరించి ఉంటుంది. కొన్ని డిజైన్‌లలో, బషింగ్ స్వయంగా షీల్డింగ్ ఫంక్షన్‌లను ఏకీకృతం చేయవచ్చు-ఉదాహరణకు, అధిక{5}}వోల్టేజ్ కనెక్షన్ పాయింట్‌ల వద్ద (రాగి బస్‌బార్ జాయింట్లు వంటివి) సంభవించే విద్యుత్ క్షేత్ర సాంద్రత లేదా పాక్షిక ఉత్సర్గను అణిచివేసేందుకు బుషింగ్ గోడలో గ్రౌన్దేడ్ మెటల్ మెష్‌ను పొందుపరచడం.

 

గ్రౌండింగ్ షీల్డ్ బుషింగ్ యొక్క విధులు

దీని ప్రధాన పాత్రలను ఇలా సంగ్రహించవచ్చుసురక్షితమైన దారి{0}}అవుట్మరియుఅధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ బ్లాకింగ్:

1. ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ కోసం సురక్షితమైన, తక్కువ{1}}ఇంపెడెన్స్ గ్రౌండింగ్ మార్గాన్ని అందించడం

ఇది దాని ప్రాథమిక విధి. భూమికి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అంతరాయ ప్రవాహాలను నిర్వహించడానికి ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ తప్పనిసరిగా గ్రౌన్దేడ్ చేయబడాలి. గ్రౌండింగ్ షీల్డ్ బుషింగ్ అనేది ప్రామాణికమైన, ఇన్సులేట్ చేయబడిన మరియు విశ్వసనీయ కండక్టర్‌ను అందిస్తుంది, ఇది ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ట్యాంక్ ద్వారా అంతర్గత షీల్డ్‌ను బాహ్య గ్రౌండ్ వైర్‌కు దారి తీస్తుంది, గ్రౌండింగ్ మార్గం యొక్క విద్యుత్ కొనసాగింపు మరియు యాంత్రిక స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

2. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఇంటర్‌ఫరెన్స్ కరెంట్‌ల డొంకను నిరోధించడం

ప్రత్యేక గ్రౌండింగ్ షీల్డ్ బుషింగ్ లేకుండా, ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ యొక్క గ్రౌండింగ్ వైర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఎన్‌క్లోజర్ లేదా ఇతర భాగాల గుండా వెళ్ళవలసి ఉంటుంది, ఇది అదనపు ఇండక్టెన్స్‌ను పరిచయం చేస్తుంది లేదా యాంటెన్నా ప్రభావాన్ని సృష్టించగలదు, తద్వారా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యాన్ని అణచివేయడం బలహీనపడుతుంది. అంకితమైన బుషింగ్ డిజైన్ అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద గ్రౌండింగ్ పాత్ యొక్క తక్కువ-ఇంపెడెన్స్ ప్రాపర్టీని నిర్వహిస్తుంది, అంతరాయ ప్రవాహాలు భూమికి సమర్ధవంతంగా దాటవేయబడతాయని నిర్ధారిస్తుంది.

3. సీలింగ్ మరియు ఇన్సులేషన్

ట్యాంక్-పెనెట్రేటింగ్ కాంపోనెంట్‌గా, లీకేజీని నిరోధించడానికి గ్రౌండింగ్ షీల్డ్ బుషింగ్ తప్పనిసరిగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ఆయిల్ సీలింగ్‌ను నిర్ధారించాలి. ఇంతలో, అంతర్గత ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ షీల్డ్ మరియు గ్రౌండ్ పొటెన్షియల్ మధ్య వోల్టేజ్‌ను తట్టుకోవడానికి, గ్రౌండ్ బ్రేక్‌డౌన్‌ను నివారించేందుకు దీనికి తగినంత ఇన్సులేషన్ బలం అవసరం.

4. పాక్షిక ఉత్సర్గను తొలగించడం (షీల్డ్-ఇంటిగ్రేటెడ్ బుషింగ్‌ల కోసం)

కొన్ని అధిక-వోల్టేజ్ అప్లికేషన్‌లలో, బషింగ్ ద్వారా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లోకి దారితీసే కండక్టర్ల యొక్క కఠినమైన ఉపరితలాలు (ఉదా, రాగి బస్‌బార్లు) చిట్కా ఉత్సర్గకు కారణం కావచ్చు, ఇది శబ్దాన్ని ఉత్పత్తి చేయడమే కాకుండా ఇన్సులేషన్‌ను క్షీణింపజేస్తుంది. బుషింగ్ నిర్మాణంలో గ్రౌన్దేడ్ షీల్డింగ్ లేయర్‌ను (మెటల్ మెష్ లేదా మెటల్ ట్యూబ్ వంటివి) ఏకీకృతం చేయడం ద్వారా, అసమాన విద్యుత్ క్షేత్రాలను కవచం చేయవచ్చు, తద్వారా ఉత్సర్గను తొలగిస్తుంది మరియు పరికరాల భద్రతను నిర్ధారిస్తుంది.