Guía de blindajes electrostáticos para transformadores (E-shields)

¿Qué es un escudo E?
Un blindaje electrostático es una lámina conductora delgada no magnética. Puede ser de cobre o aluminio. Esta lámina se coloca entre los devanados primario y secundario del transformador. La lámina de cada bobina se conecta mediante un único conductor que se une al chasis del transformador.

¿Qué función cumplen los blindajes eléctricos en los transformadores?
Los blindajes eléctricos desvían las perturbaciones de voltaje dañinas, alejándolas de las bobinas del transformador y de los componentes electrónicos sensibles de los sistemas eléctricos. Esto protege tanto al transformador como al sistema conectado a él.
Analicemos esto con más detalle, comenzando por lo que protegen los escudos eléctricos.

Atenuación
Muchos circuitos eléctricos modernos están sujetos a picos transitorios y ruido modal. Un blindaje eléctrico conectado a tierra atenúa (minimiza) estas perturbaciones.

La imagen superior izquierda muestra un pico de tensión transitorio típico. Este tipo de aumento brusco en la tensión de alimentación se produce en equipos de oficina comunes, como ordenadores o fotocopiadoras. Los inversores también son una fuente frecuente de picos transitorios. La imagen de la derecha muestra un ejemplo de ruido modal en un circuito eléctrico. El ruido modal es común en los circuitos electrónicos. Los sistemas mal cableados con un apantallamiento inadecuado de los cables suelen sufrir ruido modal.
Ahora veamos cómo un escudo E gestiona estas interrupciones.

Acoplamiento capacitivo
Una pantalla de protección conectada a tierra reduce el acoplamiento capacitivo entre los devanados primario y secundario. En lugar de acoplarse con el devanado secundario, el devanado primario se acopla con la pantalla de protección. Esta pantalla proporciona una ruta de baja impedancia a tierra. Las perturbaciones de voltaje se desvían lejos del devanado secundario. Esto también funciona en el otro extremo del transformador (del secundario al primario).

Los picos transitorios y el ruido modal pueden dañar transformadores y otros equipos eléctricos. Un blindaje electrostático entre las bobinas de alta y baja tensión reduce estos riesgos. Esto es fundamental al alimentar equipos electrónicos sensibles.

Ejemplos de transformadores que utilizan un blindaje E
Transformadores solares y eólicos
Las distorsiones armónicas y las conmutaciones especiales de los inversores solares se transmiten a la red eléctrica. Estas perturbaciones de voltaje generan efectos impulsivos en el devanado de alta tensión que alimenta la red. Los picos de sobretensión transitorios en el lado de la red también pueden transmitirse al inversor. Estos eventos de sobretensión pueden dañar los componentes sensibles del inversor. Los blindajes eléctricos brindan protección tanto al transformador como a la red y al inversor.
Obtenga más información sobre el dimensionamiento y los requisitos de diseño de los transformadores solares.

Conducir Transformador de aislamientos
Los transformadores de aislamiento para variadores de frecuencia están diseñados para soportar perturbaciones de voltaje de alta frecuencia (armónicos). Estas perturbaciones se originan en equipos como variadores de frecuencia (o VFD). De ahí la palabra "drive" en su nombre. Además de los armónicos, los variadores de frecuencia también pueden introducir otras perturbaciones de voltaje (como ruido modal). Aquí es donde entra en juego el blindaje E. Los transformadores de aislamiento para variadores de frecuencia incluyen al menos un blindaje E entre las bobinas de alta y baja tensión. También se pueden utilizar varios blindajes. Los blindajes E también pueden colocarse entre las bobinas internas y las ramas del núcleo.
Las aplicaciones con perturbaciones de voltaje (como picos transitorios y ruido modal) se benefician de un transformador con blindaje eléctrico. Los blindajes eléctricos son económicos y ofrecen un retorno de la inversión significativo cuando existe riesgo de problemas de calidad de la energía.