คู่มือการใช้งานแผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิต (E-shields) สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า

อี-ชิลด์ คืออะไร?
แผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิตเป็นแผ่นตัวนำไฟฟ้าบางๆ ที่ไม่มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก อาจทำจากทองแดงหรืออะลูมิเนียม แผ่นบางๆ นี้จะวางอยู่ระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง แผ่นในแต่ละขดลวดจะเชื่อมต่อกันด้วยตัวนำเส้นเดียวที่ยึดติดกับตัวถังของหม้อแปลง

E-shield ทำหน้าที่อะไรในหม้อแปลงไฟฟ้า?
แผ่นป้องกันแรงดันไฟฟ้า (E-shields) ช่วยเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่ผิดปกติซึ่งเป็นอันตรายออกจากขดลวดของหม้อแปลงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า ซึ่งจะช่วยปกป้องหม้อแปลงและระบบที่เชื่อมต่ออยู่
เรามาดูรายละเอียดเพิ่มเติมกัน เริ่มจากสิ่งที่ E-shields ป้องกันก่อน

การลดทอน
วงจรไฟฟ้าสมัยใหม่จำนวนมากอาจเกิดการกระชากของสัญญาณและสัญญาณรบกวนชั่วขณะได้ แผ่นป้องกันไฟฟ้าที่ต่อลงดินจะช่วยลดทอน (ทำให้น้อยที่สุด) การรบกวนเหล่านี้

ภาพด้านบนซ้ายแสดงให้เห็นถึงแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วขณะทั่วไป การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของแรงดันไฟฟ้าประเภทนี้เกิดจากอุปกรณ์สำนักงานทั่วไป เช่น คอมพิวเตอร์หรือเครื่องถ่ายเอกสาร อินเวอร์เตอร์ก็เป็นแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้ากระชากชั่วขณะเช่นกัน ภาพด้านขวาแสดงตัวอย่างของสัญญาณรบกวนโหมดในวงจรไฟฟ้า สัญญาณรบกวนโหมดพบได้ทั่วไปในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ระบบที่เดินสายไม่ดีและมีการป้องกันสายเคเบิลที่ไม่เหมาะสมมักประสบปัญหาสัญญาณรบกวนโหมด
ต่อไปเรามาดูกันว่า E-shield รับมือกับการรบกวนเหล่านี้ได้อย่างไร

การเชื่อมต่อแบบคาปาซิทีฟ
แผ่นป้องกัน E-shield ที่ต่อลงดินช่วยลดการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ แทนที่จะเหนี่ยวนำกับขดลวดทุติยภูมิ ขดลวดปฐมภูมิจะเหนี่ยวนำกับแผ่นป้องกัน E-shield แทน แผ่นป้องกัน E-shield ที่ต่อลงดินจะให้เส้นทางที่มีความต้านทานต่ำไปยังกราวด์ ความผิดปกติของแรงดันไฟฟ้าจะถูกเบี่ยงเบนออกจากขดลวดทุติยภูมิ หลักการนี้ยังใช้ได้ผลจากปลายอีกด้านของหม้อแปลง (จากขดลวดทุติยภูมิไปยังขดลวดปฐมภูมิ) ด้วย

สัญญาณรบกวนชั่วขณะและสัญญาณรบกวนในโหมดต่างๆ อาจสร้างความเสียหายให้กับหม้อแปลงและอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ การใช้แผ่นป้องกันไฟฟ้าสถิตระหว่างขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำจะช่วยลดความเสี่ยงดังกล่าว ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อสัญญาณรบกวน

ตัวอย่างของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้แผ่นป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
หม้อแปลงพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม
การรบกวนฮาร์มอนิกและการสลับการทำงานพิเศษจากอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกส่งต่อไปยังโครงข่ายไฟฟ้า การรบกวนแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้สร้างผลกระทบคล้ายพัลส์ในขดลวดแรงดันสูงที่จ่ายไฟให้กับโครงข่าย แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะในฝั่งโครงข่ายไฟฟ้ายังสามารถส่งผ่านไปยังอินเวอร์เตอร์ได้ เหตุการณ์แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าของอินเวอร์เตอร์ได้ แผ่นป้องกัน E-shield ช่วยปกป้องทั้งหม้อแปลงไฟฟ้า โครงข่ายไฟฟ้า และอินเวอร์เตอร์
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดขนาดและข้อกำหนดด้านการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ขับ หม้อแปลงแยกส
หม้อแปลงแยกวงจรขับเคลื่อนถูกสร้างขึ้นเพื่อทนต่อการรบกวนแรงดันไฟฟ้าความถี่สูง (ฮาร์โมนิก) การรบกวนดังกล่าวเกิดจากอุปกรณ์ต่างๆ เช่น มอเตอร์ขับเคลื่อน (หรือ VFD) ดังนั้นจึงมีคำว่า "ขับเคลื่อน" อยู่ในชื่อ นอกจากฮาร์โมนิกแล้ว มอเตอร์ขับเคลื่อนอาจทำให้เกิดการรบกวนแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ (เช่น สัญญาณรบกวนโหมด) นี่คือจุดที่แผ่นป้องกัน E-shield เข้ามามีบทบาท หม้อแปลงแยกวงจรขับเคลื่อนจะมีแผ่นป้องกัน E-shield อย่างน้อยหนึ่งแผ่นอยู่ระหว่างขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำ อาจใช้แผ่นป้องกันหลายแผ่นก็ได้ แผ่นป้องกัน E-shield อาจวางไว้ระหว่างขดลวดด้านในและแกนกลางก็ได้
การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า (เช่น ไฟกระชากชั่วขณะและสัญญาณรบกวน) จะได้รับประโยชน์จากหม้อแปลงที่มี E-shield E-shield มีราคาไม่แพง และให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่คุ้มค่าอย่างมากในกรณีที่คุณภาพไฟฟ้ามีความเสี่ยง