ٹرانسفارمرز میں الیکٹروسٹیٹک شیلڈنگ

 

 

 

 

الیکٹروسٹیٹک شیلڈنگ، طبیعیات میں، اس رجحان سے مراد ہے جہاں کنڈکٹر سے بنا ایک بند خول اس کے اندرونی علاقے کو بیرونی برقی شعبوں کے اثر سے الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس اصول کو ٹرانسفارمرز پر لاگو کرنے سے ہمیں وہ چیز ملتی ہے جسے ٹرانسفارمر الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ (E-Shield) کہا جاتا ہے۔

ٹرانسفارمر کے ڈھانچے میں، الیکٹرو اسٹاٹک شیلڈ عام طور پر ایک ہوتی ہے۔غیر-بند تانبے کی چادر یا غیر-مقناطیسی ترسیلی کاغذبنیادی وائنڈنگ اور سیکنڈری وائنڈنگ کے درمیان رکھا گیا ہے۔ اسے "نان-بند" ہونے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ اسے شارٹ سرکٹ لوپ بننے اور کرنٹ پیدا کرنے سے روکا جا سکے۔ یہ ترسیلی مواد قابل اعتماد طریقے سے ٹرانسفارمر کیسنگ یا تار کے ذریعے گراؤنڈ سے جڑا ہوا ہے، جو ایک موثر شیلڈنگ باڈی بناتا ہے۔

 

 

جب ہائی-فریکوئنسی مداخلت کے سگنلز (جیسے پاور گرڈ سے اسپائکس، بجلی کی چمک، یا متغیر فریکوئنسی ڈرائیوز سے ہائی-فریکوئنسی شور) پرائمری سائیڈ پر نمودار ہوتے ہیں، تو یہ مداخلت انٹر-سمیٹک پرجیوی گنجائش کے ذریعے ثانوی سائیڈ سے جوڑتی ہے، جس سے پاور کوالٹی متاثر ہوتی ہے۔

الیکٹرو اسٹاٹک شیلڈ کو شامل کرنے کے بعد، صورتحال بنیادی طور پر بدل جاتی ہے۔ شیلڈ اصل واحد کیپیسیٹینس (CHL، ہائی-وولٹیج اور کم-وولٹیج سائیڈز کے درمیان کیپیسیٹینس) کو دو سیریز کیپیسیٹینس میں تقسیم کرتی ہے: پرائمری سے شیلڈ تک کیپیسیٹینس اور شیلڈ سے سیکنڈری تک کیپیسیٹینس۔ کیونکہ شیلڈ براہ راست گراؤنڈ ہے، یہ فراہم کرتا ہے aزمین کی طرف بہت کم مائبادا راستہہائی-فریکوئنسی مداخلت کرنٹ کے لیے۔ جیسا کہ ایک ٹیکنیشن نے بیان کیا: "الیکٹرو اسٹیٹک شیلڈ بنیادی طور پر ایک کیپسیٹو فلٹر کے طور پر کام کرتی ہے، اہم وولٹیج کے اجزاء کو سیکنڈری سائیڈ میں منتقل ہونے سے روکتی ہے۔" نتیجتاً، ہائی-فریکوئنسی مداخلت کرنٹ کو ثانوی بوجھ کو جاری رکھنے کے بجائے زمین پر بند کر دیا جاتا ہے، اس طرح آؤٹ پٹ برقی توانائی کو "صاف" کرتا ہے۔

 

 

 

 

 

 

ٹرانسفارمر میں الیکٹرو اسٹاٹک شیلڈ بنیادی طور پر درج ذیل کام انجام دیتی ہے۔

 

 

خصوصیات اور فوائد

الیکٹرو اسٹاٹک شیلڈ استعمال کرنے والے ٹرانسفارمرز میں درج ذیل قابل ذکر خصوصیات اور فوائد ہیں:

فیچر	فائدہ	تکنیکی اشارے/تفصیل
ہائی اینٹی-مداخلت	بجلی کی فراہمی میں اعلی-فریکوئنسی شور اور عام-موڈ مداخلت کو نمایاں طور پر دباتا ہے	عام-موڈ داخل کرنے کا نقصان 1MHz پر 60dB سے زیادہ یا اس کے برابر، بجلی کی تیز رفتار کشیدگی 70% سے زیادہ یا اس کے برابر
انتہائی کم کپلنگ کی گنجائش	اعلی تنہائی حاصل کرتا ہے، "صرف مقناطیسیت کی ترسیل، بجلی نہیں"	وائنڈنگز کے درمیان مساوی تقسیم شدہ گنجائش 0.01pF تک کم ہو سکتی ہے۔
بہتر پاور کوالٹی	آؤٹ پٹ وولٹیج کی ہارمونک مسخ کو کم کرتا ہے۔	C3 کلاس ماحول میں، THDU 3.1% سے گر کر 0.8% ہو جاتا ہے
ہائی سیفٹی	سامان-سطح کا تحفظ فراہم کرتا ہے، رساو کرنٹ کو کم کرتا ہے۔	میڈیکل آئی ٹی سسٹم ایپلی کیشنز میں لیکیج کرنٹ 10µA سے کم یا اس کے برابر ہو سکتا ہے۔
بہترین عام-موڈ کو مسترد کرنے کی صلاحیت	طاقتور شور کشینن کی صلاحیت	کچھ K-فیکٹر ٹرانسفارمر عام-موڈ شور کی کشندگی کو حاصل کر سکتے ہیں120dB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. اندراج کے نقصان کے ٹیسٹ
یہ شیلڈ کی اعلی-تعدد مداخلت کو کم کرنے کی صلاحیت کی پیمائش کرنے کا ایک براہ راست طریقہ ہے۔ ٹیسٹ کے اصول میں ٹرانسفارمر کے ان پٹ پر معلوم طول و عرض (V1) کے اعلی-فریکوئنسی سگنل کا انجیکشن لگانا اور ٹرانسفارمر سے گزرنے کے بعد آؤٹ پٹ پر سگنل کے طول و عرض (V2) کی پیمائش کرنا شامل ہے۔ اندراج نقصان کی تعریف کی گئی ہے۔20×log(V1/V2)اور ڈیسیبلز (dB) میں ظاہر ہوتا ہے۔ ایک اعلی قدر مداخلت کے خلاف ڈھال کی مضبوط دبانے کی صلاحیت کی نشاندہی کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، ٹرافومک ٹرانسفارمر实测 میں 1MHz پر 60dB سے زیادہ یا اس کے برابر کا ایک عام-موڈ داخل کرنے کا نقصان ہوتا ہے۔

2. عام-موڈ ٹیسٹ
کامن-موڈ مداخلت سے مراد ہر کنڈکٹر اور گراؤنڈ کے درمیان ہونے والی مداخلت ہے۔ کامن-موڈ ٹیسٹنگ کا مقصد ٹرانسفارمر کی عام-موڈ شور کو دبانے کی صلاحیت کا جائزہ لینا ہے۔ ٹیسٹ کے دوران، ایک عام-موڈ سگنل (ایک سگنل جو تمام ان پٹ لائنوں اور زمین کے درمیان ایک ہی مرحلے کے ساتھ لاگو ہوتا ہے) عام طور پر ان پٹ پر لاگو ہوتا ہے، اور آؤٹ پٹ پر مشترکہ-موڈ ردعمل کی پیمائش کی جاتی ہے۔ ایک اچھے الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ ڈیزائن کو عام-موڈ کے شور کو بہت کم سطح تک کم کرنا چاہیے۔ ABB کی K-فیکٹر ٹرانسفارمر دستاویزات عام-موڈ کے شور کی کشندگی کی نشاندہی کرتی ہے120dB.

3. عام-موڈ/ٹرانسورس-موڈ ٹیسٹ
ٹرانسورس-موڈ مداخلت (جسے ڈیفرینشل-موڈ مداخلت بھی کہا جاتا ہے) سے مراد سگنل لائن اور اس کے واپسی کے راستے کے درمیان موجود مداخلت ہے۔ عملی جانچ میں، یہ اکثر ضروری ہوتا ہے کہ ٹرانسفارمر کی دونوں قسم کی مداخلت کو دبانے کی صلاحیت کا جامع جائزہ لیا جائے۔ مثال کے طور پر، نیٹ ورک ٹرانسفارمرز کی جانچ کرتے وقت، بلون ٹرانسفارمرز کے ساتھ مل کر نیٹ ورک تجزیہ کار کا استعمال اندراج کے نقصان (مجموعی سگنل کی کشندگی کی عکاسی کرتا ہے) اور عام-موڈ ریجیکشن ریشو (خاص طور پر عام-موڈ سگنل کی کشندگی کی عکاسی کرتا ہے) کی پیمائش کے لیے کیا جاتا ہے۔

4. پاور فیکٹر ٹیسٹنگ میں بے ضابطگی کی تشخیص
دلچسپ بات یہ ہے کہ الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ کی موجودگی بعض اوقات ٹیسٹرز کو "الجھا" سکتی ہے۔ ٹرانسفارمر کی پاور فیکٹر ٹیسٹنگ کے دوران، کیونکہ شیلڈ کم-امپیڈنس گراؤنڈ پاتھ فراہم کرتی ہے، اس لیے کرنٹ جو ہائی-وولٹیج سے کم-وولٹیج کی موصلیت (CHL) سے گزرنا چاہیے، زمین پر بند کر دیا جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں یو ایس ٹی (غیر مخصوص نمونہ ٹیسٹ) موڈ میں ماپا جانے والا ایک بہت ہی چھوٹا CHL کرنٹ ہوتا ہے، جو بعض اوقات منفی پاور فیکٹر ریڈنگ کا باعث بھی بنتا ہے – جو دراصل موجودہ پیمائشی نقطہ کے انتخاب کی وجہ سے ایک نمونہ ہے، نہ کہ حقیقی جسمانی رجحان۔ تجربہ کار ٹیسٹرز GST-G (Grounded Specimen Test with Gard) اور UST کے نتائج کو یکجا کرتے ہیں تاکہ ٹرانسفارمر کی موصلیت کی حالت کا جامع اندازہ لگایا جا سکے۔

 

 

ساختی طور پر، گراؤنڈنگ شیلڈ بشنگ عام طور پر ٹرانسفارمر کے ٹینک کور یا ٹینک کی دیوار میں گھس جاتی ہے۔ ایک سرا محفوظ طریقے سے ٹرانسفارمر کے اندر الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ (مثلاً، تانبے کی چادر یا کنڈیکٹیو پیپر) سے جڑا ہوا ہے، جبکہ دوسرا سرا گراؤنڈنگ گرڈ سے کنکشن کے لیے ٹرانسفارمر کے باہر پھیلا ہوا ہے۔ کچھ ڈیزائنوں میں، بشنگ خود ہی شیلڈنگ کے افعال کو مربوط کر سکتی ہے-مثال کے طور پر، برقی میدان کے ارتکاز یا جزوی خارج ہونے والے مادہ کو دبانے کے لیے بشنگ وال کے اندر ایک گراؤنڈ میٹل میش لگانا جو ہائی-وولٹیج کنکشن پوائنٹس (جیسے تانبے کے بسبار جوائنٹس) پر ہو سکتا ہے۔

 

گراؤنڈنگ شیلڈ بشنگ کے افعال

اس کے بنیادی کرداروں کا خلاصہ یوں کیا جا سکتا ہے۔محفوظ لیڈ-آؤٹاورہائی-فریکوئنسی بلاک کرنا:

1. الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ کے لیے ایک محفوظ، کم-امپیڈنس گراؤنڈنگ پاتھ فراہم کرنا

یہ اس کا بنیادی کام ہے۔ الیکٹرو اسٹیٹک شیلڈ کو زمین پر ہائی-فریکوئنسی مداخلتی کرنٹ چلانے کے لیے مؤثر طریقے سے گراؤنڈ کیا جانا چاہیے۔ گراؤنڈنگ شیلڈ بشنگ ایک معیاری، موصل اور قابل اعتماد کنڈکٹر فراہم کرتی ہے جو اندرونی شیلڈ کو ٹرانسفارمر ٹینک کے ذریعے بیرونی زمینی تار تک لے جاتی ہے، جس سے گراؤنڈنگ پاتھ کے برقی تسلسل اور مکینیکل استحکام کو یقینی بنایا جاتا ہے۔

2. ہائی-فریکوئنسی مداخلت والے کرنٹ کے چکر کو روکنا

کسی وقف شدہ گراؤنڈنگ شیلڈ بشنگ کے بغیر، الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ کے گراؤنڈنگ تار کو ٹرانسفارمر انکلوژر یا دیگر اجزاء سے گزرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے، جو اضافی انڈکٹنس متعارف کرا سکتا ہے یا اینٹینا اثر پیدا کر سکتا ہے، اس طرح ہائی-فریکوئنسی مداخلت کے دباو کو کمزور کر سکتا ہے۔ وقف شدہ بشنگ ڈیزائن اعلی تعدد پر گراؤنڈنگ پاتھ کی کم-امپیڈنس پراپرٹی کو برقرار رکھتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ مداخلت کے دھارے کو مؤثر طریقے سے زمین پر چھوڑ دیا جائے۔

3. سگ ماہی اور موصلیت

ٹینک کے اندر داخل ہونے والے جزو کے طور پر، گراؤنڈنگ شیلڈ بشنگ کو ٹرانسفارمر آئل سیلنگ کو یقینی بنانا چاہیے تاکہ رساو کو روکا جا سکے۔ دریں اثنا، اسے اندرونی الیکٹرو سٹیٹک شیلڈ اور زمینی صلاحیت کے درمیان وولٹیج کو برداشت کرنے کے لیے کافی موصلیت کی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، زمینی ٹوٹ پھوٹ سے گریز۔

4. جزوی خارج ہونے والے مادہ کو ختم کرنا (شیلڈ-انٹیگریٹڈ بشنگ کے لیے)

کچھ ہائی-وولٹیج ایپلی کیشنز میں، کنڈکٹرز کی کھردری سطحیں (مثلاً، تانبے کی بس بار) بشنگ کے ذریعے ٹرانسفارمر میں لے جانے سے ٹپ ڈسچارج ہو سکتی ہے، جو نہ صرف شور پیدا کرتی ہے بلکہ موصلیت کو بھی کم کرتی ہے۔ ایک گراؤنڈ شیلڈنگ پرت (جیسے دھاتی جالی یا دھاتی ٹیوب) کو بشنگ ڈھانچے میں ضم کرنے سے، ناہموار برقی میدانوں کو ڈھال دیا جا سکتا ہے، اس طرح خارج ہونے والے مادہ کو ختم کیا جا سکتا ہے اور سامان کی حفاظت کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔