Электростатический экран трансформатора это

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электростатический экран

Электростатический экран 3 и фланец 4 электрически соединены друг с другом. Для точного определения распределения поля в этих или других проходных и опорных изоляторах необходимо построить картину распределения силовых линий. [1]

Электростатические экраны 18 выравнивают электрическое поле около токовадущих частей, что позволяет уменьшить расстояние между токоведущими и заземленными частями. [2]

Электростатические экраны применяют часто для устранения емкостной связи между обмотками трансформаторов. [4]

Электростатический экран представляет собой лист медной фольги, который укладывают между обмотками по ширине катушки; концы листа должны находить внахлестку, но не замыкаться между собой. Вместо фольги используют также эмалированную проволоку толщиной 0 18 — 0 35 мм. Ее наматывают в один слой виток к витку. Обязательным условием является заземление экрана в одной точке для частоты 50 гц и в двух точках для частоты 400 гц. [6]

Электростатический экран представляет собой лист медной фольги, который укладывают между обмотками по ширине катушки; концы листа должны находить внахлестку, но не замыкаться между собой. Вместо фольги используют также эмалированную проволоку толщиной 0 18 — 0 35 мм. Ее наматывают в один слой виток к витку. Обязательным условием является заземление экрана в одной точке для частоты 50 гц и в двух точках для частоты 400 гц. [7]

Электростатический экран — металлический проводник, в большинстве случаев Заземленный и служащий для экранирования тех или иных проводников от воздействия мешающих электрических полей. Силовые линии мешающего поля заканчиваются на экране и не доходят до проводников, защищаемых экраном. При переменном электрическом поле заряды, индуцируемые на экране, все время изменяются, и по экрану протекают токи. Чтобы экран выполнял свое назначение в этом случае ( особенно при высоких частотах), он должен обладать малым сопротивлением. [8]

Электростатический экран — металлический проводник, в большинстве случаев заземленный и предназначенный для экранирования тех или иных проводников от воздействия мешающих электрических полей. Силовые линии мешающего поля заканчиваются на экране и не доходят до проводников, защищаемых экраном. При переменном электрическом поле заряды индуцируемые на экране, все время изменяются и по экрану протекают токи. Чтобы экран выполнял свое назначение в этом случае ( особенно при высоких частотах), он должен обладать малым сопротивлением. [9]

Электростатический экран — металлический проводник, в большинстве случаев заземленный и служащий для экранирования тех или иных проводников от воздействия мешающих электрических полей. Силовые линии мешающего поля заканчиваются на экране и не доходят до проводников, защищаемых экраном. При переменном электрическом поле заряды, индуцируемые на экране, все время изменяются, и по экрану протекают токи. Чтобы экран выполнял свое назначение в этом случае ( особенно при высоких частотах), он должен обладать малым сопротивлением. [10]

Электростатический экран — заземленный металлический проводник, служащий для защиты каких-либо других проводников от воздействия посторонних электрических полей. [11]

Электростатический экран — металлический проводник, в большинстве случаев заземленный и служащий для экранирования ( см.) тех или иных проводников от воздействия мешающих электрических полей. [12]

Электростатический экран — металлический проводник, в большинстве случаев заземленный и служащий для экранирования ( см.) тех или иных проводников от воздействия мешающих электрических полей. [13]

Электростатический экран должен иметь относительно низкий импеданс на частоте помехи и располагаться между источником помехи и помехочувствительной схемой. Для отвода на землю наводимой через емкостную связь помехи экран должен быть заземлен. Действие электростатического экрана иллюстрируется фиг. [14]

Магнитные и электростатические экраны эффективны для защиты от воздействия не только статических полей, но и медленно изменяющихся ( с частотой десятки и сотни герц) полей. На высоких частотах ( десятки килогерц и более) применяются электромагнитные экраны. Их экранирующий эффект обусловлен явлениями частичногоЪтражения электромагнитных волн от поверхности экрана и поглощением энергии в техе экрана. [15]

Источник

Технические характеристики и принципы изготовления экрана трансформатора

Экран трансформатора представляет собой устройство, при помощи которого пользование прибором становится эффективней и точней. Погрешностей в работу не вносит, так как не оказывает действий на преобразователи, работа оборудования эффективней. Выполняются экраны из одного или несколько стальных слоев. Возможно самостоятельное изготовление, но понадобится знать характеристики устройства, рассчитывать схему потребления и преобразования энергии, выбрать правильный тип подключения.

Общие технические характеристики

Экран для трансформатора — его магнитно-провод. Устройство монтируется целой пластиной или множественными на питающую часть прибора. Ферромагнитные материалы востребованы. Они имеют малые показатели удельного сопротивления, но высокую магнитную проницаемостью. В результате беспрепятственного прохождения электрического тока на первичной и вторичной обмотке не возникает дополнительных шумов, что благоприятно сказывается на работе устройства.

При правильной установке не возникает погрешностей и снижения коэффициента полезного действия. Емкостный ток, образуемый между экраном трансформатора не образует взаимодействий с преобразователем электрической энергии. Потому важно при самостоятельной установке соблюдать ограничения и пользоваться схемой.

Принципы изготовления экрана

Экранирование тороидального трансформатора выполняется блочным способом. Берется замкнутая металлическая сетка или камера и размещается согласно схеме использования на конденсаторе. Экранирование высокочастотного трансформатора ведется при помощи специального экрана, помещенного в стальной кожух. При этом обязательно заземление для обеспечения стабильности выполняемых работы и безопасности специалистов.

Экранирующая обмотка трансформатора плавильного, предназначенного для работ с высокими температурными показателями, ведется благодаря специальной металлической камере. Она подвижная, во время взаимодействия с высокими температурными показателями опускается, а с низкими или при комнатной температуре в режиме покоя — поднимается. Это позволяет определять заочно, как функционирует прибор. Иногда в плавильном механизме устанавливают неподвижные камеры с дверцей — они не так удобны, как предыдущий вариант.

Экран трансформатора подключение с применением сердечника Л-образного затруднено. Конструкция потребует разбиения обмоток на две равнозначные части. Каждая половина располагается на керне, экран выполняется толщиной 1 мм или 0,3 (для двойного экранирования с зазорами до 0,2 миллиметров).

Экранирование импульсного, ПЧ трансформатора ведется при помощи алюминиевых держателей. Конденсаторы, катушки располагаются в кожухах из прочного полиэтилена. Пластмассовыми вкладками защищаются трансформаторы, в которых экраны не отделены друг от друга перегородками.

Принцип действия позволяет избегать короткого замыкания из-за экранирования.

Эффективность экранирования

Специалисты задумаются, как экранировать магнитное поле трансформатора в домашних условиях, если величина нагрузок значительная и это может привести к поломке оборудования. Полезное свойство трансформатора любого типа — способность смягчать шумы и стабилизировать скачки напряжения в приборе, что приводит к стабильной работе и подаче напряжение другой технике. Хотя возникающая спонтанно ненужная энергическая составляющая начинает не в трансформаторе, а в импульсном источнике, корректирующими мерами оснащается именно тс.

Для избежания проблем с возникновением помех и электрических шумов используются экраны межу первичной и вторничной обмоткой. Это стабилизирует магнитное поле, не только влияет на качество и количество подаваемой в приборы энергии, но и срок службы трансформатора. Необходимость этого дополнения обусловлена требованиями оборудования. Для питания периферийной техники, в том числе и компьютерных устройств, строго обязательно использование дополнительных корректирующих мер на тс.

Шумы и скачки напряжения обуславливаются двумя независимыми причинами. Первая — это общий вид, а вторые — нормальные, поперечные вариации. Общие помехи и скачки являются возмущениями со стороны фазы земли и первичными линиями функционала. Поперечные скачки и шумовые помехи вызываются возмущениями собственных фаз прибора. Экранировать помехи возможно только первого типа — общие. Возмущение фаз при установке экрана на трансформатор или усилитель не приведет к положительному результату. Поперечные возмущения снимаются вне зависимости от подключения — убираются собственным импедансом оборудования.

Подавители скачков используются для подавления поперечных аберраций и снижения показателей напряжения. Фильтры применяются для борьбы с возникающими шумами. Экран, вопреки частому мнению не профессионалов, не снимает и не устраняет подавляющие искажения прибора. Дело в том, что если посмотреть синусоидальную кривую напряжения, то можно увидеть, как она воздействует на фазы и растет соответственно возмущению в них. Экранирование не касается поперечных характеристик устройства, следовательно, искажения при помощи него не убираются.

Функционал

Функционал трансформаторного экрана, в том числе и когда подразумевают экранирование тороидального трансформатора в усилителе, ограничивается фильтрацией шумов общей типологии. Электростатический экран представляет собой технологическое устройство, изготовляемое из одной или нескольких кусков качественного металла, которые не поддается изменениям с течением времени. Его в обязательном порядке заземляют, так как в противном случае это грозит не только серьезными помехами механического характера и неэффективностью избавления от помех, но и скачками напряжения в оборудовании, отсутствием безопасности специалистов при работе.

Устанавливается заземленный барьер между вторичными и первичные обмотками, при этом при самостоятельном подключении используется схема размещения. Важно правильно установить оборудование, знать, в каком месте наблюдается наибольшие скачки, особенно если речь идет о тороидальном трансформаторе. Металлический экран фильтрует шумовые характеристики общего типа, никак не воздействуя на поперечные. Он может устанавливаться в совокупности с другими устройствами, в том числе и фильтрами, которые положительно воздействуют именно на поперечные характеристики. В результате экранирования трансформатора:

• поставляется чистая энергетическая составляющая, без дополнительной ненужной энергии;
• отсутствуют шумы и помехи;
• уменьшаются пики на входе и выходе;
• нет скачков напряжения общего вида.

Функционал заключается в том, что он принимает энергетические составляющие с помехами и скачками на себя. Устройство не перерабатывая их убирает благодаря функции заземления.

В результате установки дополнительного оборудования устройства, работающие от энергии трансформатора, получают качественный и безопасный поток.

Эксплуатация

Перед установкой экрана следует убедиться в том, что помехи вызываются именно общими возмущениями, а не между фазовыми. Обязательно высчитываются показатели ослабления помех трансформатора. В пример можно привести случай получения тс энергии от вспышки молнии. Установка экрана перевела бы благодаря заземлению излишнюю составляющую в землю, оставил удар на вторичную обмотку, на ответвление не более одного Вольта.

Устройства, находящиеся по ответвлению, могли бы еще более снизить показатель и-за экранирования. Такие постепенные снижения по ответвлениям называются каскадными. Экранирование трансформаторов в большинстве случаев необходимо. Особенно это важно, если присутствуют подключенные устройства, не имеющие такой функции.

Источник

Разбираемся с заземлением, экранированием и защитой от утечек в высокоомных приложениях. Часть 2 — Практические методы экранирования и заземления

Защитное заземление

Защитный экран, окружающий электростатический экран, предохраняет пользователя прибора от прикосновения к токоведущим частям, находящимся под высоким напряжением. Он должен подключаться к заземлению прибора и выдерживать ток, больший максимального выходного тока источника-измерителя (SMU) и тока от других источников, подключённых между LO клеммой и землёй. Если произойдёт случайное замыкание измерительных проводов, электростатического экрана или охранных проводников на заземлённый защитный экран, его потенциал относительно земли останется низким. Защитный экран также предохраняет от поражения сетевым напряжением, имеющимся внутри прибора. В этом случае он выступает в роли шасси прибора, которое также соединяется с землёй. Система защитного заземления является частью питающей сети для обеспечения этого соединения. Оборудование заземляется на вводе сети, гарантируя, что металлический корпус прибора безопасен при прикосновении. Даже если фазный провод коснётся корпуса изнутри, защитное заземление удержит потенциал корпуса на безопасном для прикосновения уровне.

Заземлённый защитный экран никогда не должен использоваться как электростатический. Даже хорошо спроектированный прибор создаёт ток в жиле сетевого шнура, соединяющей его с защитным заземлением. Ток через Y-конденсаторы в блоке питания и ВЧ токи от импульсного БП, протекая через индуктивное сопротивление заземляющей жилы в сетевом шнуре, могут создать напряжения помех между шасси прибора и внешними шинами защитного заземления. Результирующее напряжение проявляется как синфазная помеха между шасси и защитным заземлением. Это напряжение помехи доставляет проблемы, поскольку общий провод измерительного прибора не полностью изолирован от шасси (которое заземлено). Каждый прибор создаёт некоторые постоянные и переменные токи утечки через изоляцию от питающей сети и конечную ёмкость между общим проводом прибора и его защитным заземлением. Эта ёмкость понижает сопротивление изоляции для переменного тока. Мы не хотим, чтобы эти токи протекали через какую бы то ни было часть измерительной установки (Рисунок 4). Эти токи вызывают падения напряжения на измерительных проводах, а также на остальных сопротивлениях измерительной цепи.

Рисунок 4.	Иллюстрация создания тока синфазной помехи компонентами питающей сети, а также протекания через ёмкости изоляции переменных токов, вызываемых извне.

Поскольку прибор может предназначаться для работы под «плавающим» потенциалом в сотни вольт относительно заземления, а все электростатические экраны должны подключаться к его общему проводу, нужно всегда иметь в виду, что эти экраны небезопасны для прикосновения.

Заземление экрана

Должен ли экран (подключенный к LO клемме прибора) соединяться с защитным заземлением? Да, но только если измерительная система не управляет потенциалом LO клеммы, и это должно быть сделано таким образом, чтобы исключить протекание тока через измерительные провода. В общем, единственная причина соединения LO с защитным заземлением заключается в том, чтобы удерживать синфазное напряжение на измерительных клеммах в допустимых пределах. Учитывая, что во многих конструкциях приборов LO клемма имеет «плавающий» потенциал, можно добавить высокоомный резистор (порядка 100 кОм) между ним и защитным заземлением.

Ток синфазной помехи

В разделе «Защитное заземление» было упомянуто, что сами приборы создают некоторый ток, вызывающий напряжение синфазной помехи V_X (см. Рисунок 4). Эти синфазные токи – прямое следствие воздействия напряжений первичной и вторичной обмоток силового трансформатора на неэкранированную межобмоточную ёмкость.

На Рисунке 4 показан типичный силовой трансформатор для измерительных приборов с экранами на первичной и вторичной сторонах. Эти экраны выполняют ту же функцию, что и рассмотренные ранее экраны приборов. В случае с приборами, если часть чувствительной цепи остаётся неэкранированной, линии внешнего поля могут наводить в них токи. Это остаётся справедливым и для силового трансформатора, за исключением того, что в нём наведённые токи будут гораздо сильнее из-за близости первичной и вторичной обмоток и значительной величины напряжений обмоток. C1 представляет собой неэкранированную ёмкость между вторичной обмоткой и первичным экраном, а C2 – неэкранированную ёмкость между первичной обмоткой и вторичным экраном. Результирующий ток синфазной помехи является суммой токов через все эти ёмкости. Этот ток будет увеличиваться по мере роста напряжений на обмотках трансформатора или его рабочей частоты. Реактивное сопротивление неэкранированных ёмкостей трансформатора падает с ростом частоты, увеличивая синфазный ток.

Часть синфазного тока, начинаясь на первичной обмотке, течёт через ёмкость C2 в цепи вторичной обмотки, в шасси через измерительные провода и, наконец, возвращается к нулевому проводу первичной обмотки. Другая его часть, начинаясь на вторичной обмотке, через ёмкость C1 течёт в первичную цепь, через шасси к вводу питания, затем через измерительные провода и, наконец, возвращается к вторичной обмотке. Общий синфазный ток вызывает падения напряжения на индуктивном сопротивлении сетевого шнура, а также на проводнике между тестируемым устройством и «землёй» прибора. По этой причине лучше соединять все шасси, как предусмотрено в приборах, чтобы, по возможности, избежать добавления в систему нового соединения с защитным заземлением. Неэкранированная ёмкость и, в меньшей мере, сопротивление межобмоточной изоляции трансформатора могут внести токи помех от других источников, создающих различные потенциалы точек подключения к защитному заземлению по всему зданию.

Пример хорошо экранированной и заземлённой системы с одним источником-измерителем

В примере, показанном на Рисунке 5а, если LO клемма должна быть заземлена на стороне тестируемого устройства, либо напрямую, либо через ёмкость, токи заземления будут течь через измерительные провода, и понадобилось бы 4-проводное подключение для исключения влияния паразитного напряжения, созданного электрическим полем между двумя защитными заземлениями. На Рисунке 5б, если бы экран вокруг тестируемого устройства был заземлён, ток не протекал бы через измерительный LO провод. Тогда ёмкость между тестируемым устройством и экраном должна быть минимизирована. На Рисунке 5в экран заземлен через общий провод прибора и токоограничивающий резистор. В этом случае разность потенциалов между защитными заземлениями, представленная как V_X, не вызывает никаких токов, поскольку есть только одна точка заземления.

Рисунок 5а.	С одним источником-измерителем, заземление тестируемого устройства либо напрямую, либо через ёмкость может создать путь для протекания тока через LO провод.

Рисунок 5б.	При таком использовании источника-измерителя, заземление LO на стороне тестируемого устройства, напрямую либо через ёмкость, не приводит к протеканию паразитных токов через LO провод.

Рисунок 5в.	С одним источником-измерителем, заземление экрана с прибором через резистор не приводит к паразитным токам в LO проводе.

Во всех этих примерах охранный проводник должен быть проведен как можно ближе к тестируемому устройству и заканчиваться только внутри экрана.

Пример хорошо экранированной и заземлённой комплексной испытательной системы

На Рисунке 5г представлена испытательная система с двумя приборами. В такой конфигурации трудно предотвратить проникновение всех токов заземления в систему, поскольку здесь есть две различные точки заземления. Но можно уменьшить результирующий ток, соединив LO с защитным заземлением в одной точке через резистор и подключив экраны обоих приборов к экрану тестируемого устройства, как показано на Рисунке 5г. В этом случае основная часть тока потечёт через паразитные ёмкости и сопротивления обоих силовых трансформаторов и через соединённые экраны. Некоторый ток будет течь через измерительные провода, поэтому также понадобится 4-проводное подключение.

Рисунок 5г.	С двумя источниками-измерителями 4-проводные линии компенсируют ток, протекающий в проводах из-за использования двух разных точек заземления.

Заключение

Большинство погрешностей измерения может быть связано с токами, наводимыми в тестируемом устройстве или измерительных проводах внешними электрическими (высокоимпедансными) полями. Добавление электростатического экрана, правильно заземлённого на LO клемму прибора, может полностью исключить эти источники помех. В некоторых случаях при работе с очень малыми токами вместо электростатического экрана или в дополнение к нему должна использоваться эквипотенциальная защита. Разность потенциалов точек защитного заземления, вызванная токами от оборудования с сетевым питанием, также может привести к погрешностям, если вызванный ею ток потечёт по измерительным проводам. Синфазный ток от приборов также вносит вклад в погрешности. Силовой трансформатор прибора замыкает цепь этого тока, поэтому любое подключение к защитному заземлению должно выполняться так, как было описано. Защитный экран, обеспечивающий безопасность оператора, даёт, вдобавок, некоторое экранирование низкочастотного радиоизлучения. Если общий провод прибора соединён с защитным заземлением через относительно высокоомный резистор, энергия РЧ излучения не проникнет в прибор, и паразитные напряжения от выпрямления электромагнитной помехи могут быть сведены к минимуму.

Перевод: Вишняков Кирилл по заказу РадиоЛоцман

Источник