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隔离变压器作用是什么

发布日期:2021-01-07 19:14浏览次数:

什么是隔离变压器


隔离变压器是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器,隔离变压器用以避免偶然同时触及带电体,变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。早期为欧洲国家用在电力行业,广泛用于电子工业或工矿企业、机床和机械设备中一般电路的控制电源、安全照明及指示灯的电源。





一次侧、二次侧绕组间有较高绝缘强度以隔离不同电位抑制共模干扰的专用变压器。隔离变压器的变比通常是1:1。



隔离变压器工作原理


隔离变压器的原理和普通变压器的原理是一样的。都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般是指1:1的变压器。由于次级不和地相连。次级任一根线与地之间没有电位差。使用安全。常用作维修电源。

隔离变压器不全是1:1变压器。控制变压器和电子管设备的电源也是隔离变压器。如电子管扩音机,电子管收音机和示波器和车床控制变压器等电源都是隔离变压器。如为了安全维修彩电常用1比1的隔离变压器。隔离变压器是使用比较多的,在空调中也是使用的。

一般变压器原、副绕组之间虽也有隔离电路的作用,但在频率较高的情况下,两绕组之间的电容仍会使两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰,隔离变压器的原、副绕组一般分置于不同的心柱上,以减小两者之间的电容;也有采用原、副绕组同心放置的,但在绕组之间加置静电屏蔽,以获得高的抗干扰特性。

静电屏蔽就是在原、副绕组之间设置一片不闭合的铜片或非磁性导电纸,称为屏蔽层。铜片或非磁性导电纸用导线连接于外壳。有时为了取得更好的屏蔽效果,在整个变压器,还罩一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端子也加屏蔽,以防止其他外来的电磁干扰。这样可使原、副绕组之间主要只剩磁的耦合,而其间的等值分布电容可小于0.01pF,从而大大减小原、副绕组间的电容电流,有效地抑制来自电源以及其他电路的各种干扰。


隔离变压器的作用


1、使一次侧与二次侧的电气完全绝缘,也使该回路隔离。另外,利用其铁芯的高频损耗大的特点,从而抑制高频杂波传入控制回路。用隔离变压器使二次对地悬浮,只能用在供电范围较小、线路较短的场合。此时,系统的对地电容电流小得不足以对人身造成伤害。

2、电气隔离——一个是保护设备,还有一个很重要的作用就是保护人身安全!隔离危险电压。隔离变压器输出输入电容耦合小,对由于闪电,放电,电网切换,电机启动和其它电网燥声引起的干扰更具有抑制作用,是比较有效的电源噪声抑制器。从这点看隔离变压器更具有保护设备的作用。所谓保护人身安全,即对操作此设备的人的一个保护。因为隔离变压器的电动势是通过二次感应获得,与一次侧(与大地形成回路)不形成一个回路,因此不会造成触电。

3、改变电压,比如将220V的交流电压变成交流15V,但由一个更大的作用是将220V的GND与15V的GND进行了分离,这一点很重要。我们知道,当人体手握220V零线然后与大地接触后,是不会有电流流过的,而手握火线然后与大地接触,就会有生命危险。隔离变压器的这种能够隔离参考点(即地)的作用是很大的。经过变压器的隔离后,比如仍然还是220V的电压,只要保证这两根线不与大地接触,那么人体手握任何一根与大地相连,就不会有问题。

使用隔离变压器要注意两点

1.变压器的次级两端都不能接地。

2.人体不能同时触及次级两端,否者就有触电的危险。

实验室调试强电设备如变频器、伺服驱动器时,常见的保护措施除了将金属外壳良好接地外,还有使用隔离变压器。隔离变压器是一种1比1的变压器。常见有单相和三相隔离变压器——初级220v,次级也是220v的单相隔离变压器,或者初级3相380V,次级也是3相380V的三相隔离变压器。



隔离变压器的分类


普通隔离变压器由于一次侧、二次侧绕组之间没有直接的电气连接,故一般的电力变压器不论变比为多少都具有电位隔离的功能,而隔离变压器则可以隔离更高的电位差。它被广泛应用于交流电源线上、通信线上,隔离接地回路,有效抑制低频、音频范围内的共模干扰,但不能抑制差模干扰。信号与脉冲隔离变压器也广泛地应用在音频到视频范围,用于中断地环路,实现耦合交流、隔离直流成分、阻抗匹配等功能。由于隔离变压器的一次侧与二次侧之间存在分布电容,从而降低了接地回路阻抗。当由于某种原因,B点电位升高出现干扰电压en时,高频共模干扰可从一次侧耦合到二次侧。

屏蔽隔离变压器在隔离变压器的一次侧和二次侧之间插入一层金属屏蔽层,屏蔽层将一次侧与二次侧之间的电容分为两个,起到了屏蔽作用。如将金属屏蔽层与变压器接地端连接,则来自一次侧的共模干扰在到达二次侧前被屏蔽层阻抗旁路。如将金属层与变压器一次侧输入端(有调压抽头时接调压抽头或接地端和零线端)连接,来自一次侧的差模干扰在到达二次侧前也被屏蔽层短路。

双重屏蔽隔离变压器当一次侧同时出现共模和差模干扰时,将一层屏蔽层连接到一次侧以降低差模噪声,将另一层屏蔽层连接到共模干扰的基准面或地线上以降低共模噪声。隔离变压器外壳也被连接到安全地线上。屏蔽层的连接线必须短而可靠,否则在高频时,屏蔽效果明显降低。

三重屏蔽的隔离变压器当需要更高隔离要求的时候,可选用三重屏蔽的隔离变压器。三种不同屏蔽层的连接方法取决于变压器的安装方法以及接地条件。一般将变压器安装在设备机架的隔板或屏蔽室的隔墙上,并将机架接设备安全地线,输入电源安全地被断开加绝缘管保护。

对隔离变压器的要求在变电所、发电厂中电子设备使用的隔离变压器,应参照国家对设备的标准要求进行选择,电源用的隔离变压器应满足如下几项指标:①额定电压:220V±20%;②额定电流:按设备的输入最大工作电流再加50%选定;③绝缘电阻:》10MΩ;④工频耐压:2500V,1min,泄漏电流《10mA;⑤高频干扰抑制:共模2500V(1MHz衰减振荡波)抑制》60dB,差模1250V(1MHz衰减振荡波)抑制》40dB。隔离变压器泄漏电流的大小,以及屏蔽效能视不同设备应用需要进行选择。



隔离变压器的选型


选择变压器一般应从变压器容里 、电压、电流及环境条件几方面综合考虑。其中容里选择应根据用户用电设备的容里、性质和使用时间来确定所需的负荷里,以此来选择变压器容里。变压器的容里是个功率单位(视在功率), 用AV (伏安)或KVA(千伏安)表示。它是交流电压和交流电流有效值的乘积,计算公式S=UI。


在平时选用配电变压器时,如果把容里选择过大,那么就会形成“大马拉小车”的现象,这样不仅仅是增加了设备投资,而且还会使变压器长期处于一个空载的状态,使无功损失增加;如果变压器容里选择过小,将会使变压器长期处与过负荷状态,易烧毁变压器,不管是自耦变压器还是三相变压器,都是一样的。因此,正确选择变压器容里是电网降损节能的重要措施之一,在实际应用中,们可以根据以下的简便方法来选择变压器容里。


应该坚持着“小容里,密布点”的原则,配电变压器应尽里位于负荷中心,供电半径不超过0. 5千米。配电变压器的负载率在0.5~0.6之间效率最高,而在此时变压器的容里称为经济容里。但是负载如果比较稳定,那么连续生产的情况可按经济容里选择变压器容里。


根据农村电网用户分散、负荷密度小、负荷季节性和间隙性强等特点,可采用调容童变压器。调容里变压器是-种可以根据负荷大小进行无负荷调整容里的变压器,它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于变电所或用电负荷较大的工矿企业,一般采用母子变压器供电方式,其中一台(母)按最大负荷配置,另一台(次)按低负荷状态选择,就可以大大提高配电变压器利用率,降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变-年中除了少里高峰用电负荷外,长时间处于低负荷运行状态实际情况,对有条件的用户,也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。


在负荷变化较大时,根据电能损耗最低的原则,投入不同容里的变压器。对于仅向排灌等动力负载供电的专用变压器,一般可按异步电动机铭牌功率的1.2倍选用变压器的容里,一般电动机的启动电流是额定电流的四到七倍,变压器应能承受住这种冲击,直接启动的电动机中最大的一台的容里,一般不应超过变压器容里的百分之三十左右。应当指出的是:排灌专用变压器-般不应接入其他负荷,以便在非排灌期及时停运,减少电能损失。



使用隔离变压器的好处


一是安全。我们用的交流电市电(220V单相)零线和大地相连,火线与大地之间有220V的交流电压。人站在大地上,因此与零线等电位,如果人接触了火线,就会触电。隔离变压器的次级不与大地相连,它的输出是“浮地”的,人接触隔离变压器次级的任意一条线时,由于无法构成电流回路,也就不会触电,所以比较安全。对于三相四线制的动力线,也是同样道理。但是要注意的是,如果同时接触次级的两跟线,那么一定会触电!所以隔离变压器并不能保证绝对安全,还是要时刻遵守安全规范。

二是防止电力电子器件对电网的污染。变压器器对高频谐波有较大的衰减作用,因此可以避免电力电子设备对电网造成污染。当然反过来也成立,电网的噪声也会被隔离变压器隔离,避免对二次侧用电设备造成干扰。


那么使用隔离变压器就一定安全吗?

不一定,一定要注意一下两点,否则依然有触电风险;

1. 变压器的次级不能接地;

2. 人体不能同时触及次级两端,否者,就有触电的危险。

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