Guia para blindagens eletrostáticas de transformadores (E-shields)

O que é um E-shield?
Uma blindagem eletrostática é uma fina folha condutora não magnética. A blindagem pode ser de cobre ou alumínio. Essa fina folha é colocada entre os enrolamentos primário e secundário do transformador. A folha em cada bobina se conecta a ela por meio de um único condutor que se liga ao chassi do transformador.

Qual a função dos blindagens eletromagnéticas (E-shields) em transformadores?
Os blindagens eletromagnéticas redirecionam as perturbações de tensão prejudiciais, protegendo as bobinas de um transformador e os componentes eletrônicos sensíveis em sistemas elétricos. Isso protege o transformador e o sistema a ele conectado.
Vamos analisar isso com mais detalhes, começando por aquilo contra o que os escudos eletrônicos protegem.

Atenuação
Muitos circuitos elétricos modernos estão sujeitos a picos transitórios e ruído de modo. Uma blindagem E aterrada atenua (minimiza) essas perturbações.

A imagem à esquerda mostra um pico de tensão transitório típico. Esse tipo de aumento repentino na tensão de alimentação resulta de equipamentos comuns de escritório, como computadores ou fotocopiadoras. Inversores também são uma fonte comum de picos transitórios. A imagem à direita mostra um exemplo de ruído de modo em um circuito elétrico. O ruído de modo é comum em circuitos eletrônicos. Sistemas com fiação inadequada e blindagem de cabos imprópria frequentemente sofrem com ruído de modo.
Agora vejamos como um escudo eletrônico lida com essas interrupções.

Acoplamento capacitivo
Um blindagem E aterrada reduz o acoplamento capacitivo entre os enrolamentos primário e secundário. Em vez de acoplar com o enrolamento secundário, o enrolamento primário acopla-se com a blindagem E. A blindagem E aterrada proporciona um caminho de baixa impedância para o terra. As perturbações de tensão são redirecionadas para longe do enrolamento secundário. Isso também funciona na outra extremidade do transformador (secundário para primário).

Picos transitórios e ruído de modo podem danificar transformadores e outros equipamentos elétricos. Uma blindagem eletrostática entre as bobinas de alta e baixa tensão reduz esses riscos. Uma consideração crucial ao fornecer energia a componentes eletrônicos sensíveis.

Exemplos de transformadores que utilizam blindagem eletrônica (E-shield).
Transformadores solares e eólicos
Distúrbios harmônicos e manobras especiais de inversores solares são transferidos para a rede elétrica. Essas perturbações de tensão criam efeitos impulsivos no enrolamento de alta tensão que alimenta a rede. Picos de sobretensão transitória na rede elétrica também podem ser transmitidos para o inversor. Esses eventos de sobretensão podem danificar os componentes sensíveis do inversor. Os blindagens eletromagnéticas (E-shields) oferecem proteção tanto para o transformador quanto para a rede elétrica e o inversor.
Saiba mais sobre o dimensionamento e os requisitos de projeto de transformadores solares.

Dirigir Transformador de isolamentos
Os transformadores de isolamento de acionamento são projetados para suportar distúrbios de tensão de alta frequência (harmônicos). Esses distúrbios resultam de equipamentos como inversores de frequência (ou VFDs). Daí o termo "acionamento" no nome. Além dos harmônicos, os inversores de frequência também podem introduzir outros distúrbios de tensão (como ruído de modo). É aí que entra a blindagem eletromagnética (E-shield). Os transformadores de isolamento de acionamento incluem pelo menos uma blindagem eletromagnética entre as bobinas de alta e baixa tensão. Blindagens múltiplas também podem ser usadas. As blindagens eletromagnéticas podem ser colocadas entre as bobinas internas e os núcleos.
Aplicações com distúrbios de tensão (como picos transitórios e ruído de modo) se beneficiam de um transformador com blindagem eletromagnética (E-shield). As blindagens eletromagnéticas são de baixo custo e oferecem um retorno significativo sobre o investimento em aplicações onde problemas de qualidade de energia representam uma ameaça.