一. 隔離變壓器原理及應(yīng)用
基本原理
根據(jù)變壓器的變比公式: U1/U2=N1/N2 ; 11/12=N2/N1 ;可以知道, 1 : 1隔離變壓器- -次側(cè)和二次側(cè)的電壓,電流是相同的。
作用:電氣隔離;消除部分諧波(根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以消除不同次的諧波) ;有效的降低零地電壓;通過磁飽和原理，可消除浪涌。
可以消除三次諧波(要求星三角變換隔離結(jié)構(gòu)) ,高次諧波也是解決不了的。變壓器只是變壓的作用,并不起到變頻的作用，只是在特殊結(jié)構(gòu)的情況下,消除特定的諧波。
二、隔離變壓器的應(yīng)用場合
適用于安全、隔離、漏電流小、凈化電源、消除三次諧波及抑制共模干擾的場合。適用于交流50Hz至400Hz ,電壓1000V以下的電路中，廣泛用于照明、機床電器、機械電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、整流裝置等。
隔離變壓器按用用途分為兩類; -類是防止觸電事故發(fā)生而對電源進行隔離的安全電源變壓器。另一類隔離變壓器是對電磁干擾信號進行隔離，它廣泛用于電子電路中,抑制噪聲和電磁干擾。
三、隔離變壓器原理
我們用的交流電-根線和大地相連,另一根線與大地之間有220V的電位差，人接觸會觸電。隔離變壓器的次級不與大地相連，它的任意兩線與大地之間沒有電位差,人接觸任意-條線不會觸電 ,所以比較安全。隔離變壓器常用在有電子管和工作電壓高的電子儀器上,如電子管擴音機，示波器等,也可用于維修電源。如為了安全維修彩電常用1比1的隔離變壓器。
四、通用觸電防護措施
1、安全電壓
據(jù)歐姆定律，電壓越高 ，電流也就越大。因此,可以把可能加在人身的電壓限制在某一范圍之內(nèi) ，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一-電壓就叫做安全電壓,也叫做安全特低電壓。應(yīng)當指出,任何情況下都不要把安全電壓理解為絕對沒有危險的電壓。具有安全電壓的設(shè)備屬于亞類設(shè)備。
安全電壓限值
限值為任何運行情況下,任何兩導(dǎo)體問不可能出現(xiàn)的最高電壓值。我國標準規(guī)定I頻電壓有效值的限值為50V、直流電壓的限值為120V。
一般情況下 ，人體允許電流可按擺脫電流考慮;在裝有防止電擊的速斷保護裝置的場合，人體允許電流可按30mA考慮。我國規(guī)定I頻電壓50V的限值是根據(jù)人體允許電流30mA和人體電阻17000的條件確定的。
我國標準還推薦:當接觸面積大于1cm2、接觸時間超過1s時, 干燥環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為33V、直流電壓限值為70V ;潮濕環(huán)境中工頻電壓有效值的限值為16V、直流電壓限值為35V。
安全電壓額定值
我國規(guī)定工頻有效值的額定值有42V、36V、 24V、 12V和6V。 特別危險環(huán)境中使用的尹持電動工具應(yīng)采用42V安全電壓;有電擊危險環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V安全電壓;金屬容器內(nèi)、特別潮濕處等特別危險環(huán)境中使用的手持照明燈應(yīng)采用12V安全電壓;水下作業(yè)等場所應(yīng)采用6V安全電壓。當電氣設(shè)備采用24V以上安全電壓時,必須采取直接接觸電擊的防護措施。
2、安全隔離變壓器
通常采用安全隔離變壓器作為安全電壓的電源。其接線如圖3- -8所示。 除隔離變壓器外,三相變壓器具有同等隔離能力的發(fā)電機、蓄電池、電子裝置等均可做成安全電壓電源。但不論采用什么電源,安全電壓邊均應(yīng)與高壓邊保持加強絕緣的水平。
采用安全隔離變壓器作安全電壓的電源時,這種變壓器的一-次與二次之間有良好的絕緣;其間還可用接地的屏蔽隔離開來。安全隔離變壓器各部絕緣電阻不得低于下列數(shù)值:帶電部分與殼體之間的工作絕緣2MQ
帶電部分與殼體之間的加強絕緣輸入回路與輸出回路之間輸入回路與輸入回路之間輸出回路與輸出回路之間7MQ 5MQ2MQ 2M0
類變壓器的帶電部分 與金屬物體之間2MQ
I類變壓器的金屬物件與殼體之間5M0
絕緣殼體上內(nèi)、外金屬物件之間2MQ
安全隔離變壓器的額定容量,單相變壓器不得超過10KVA、三相變壓器不得超過16KVA、 電鈴用變壓器的額定容量不應(yīng)超過100VA、玩具用變壓器的額定容量不應(yīng)超過200VA ;安全隔離變壓器的額定電壓,交流電壓有效值不得超過50V、脈動直流電壓不得超過50V、電鈐用變壓器的分別不應(yīng)超過24V和24V、玩具用變壓器的分別不應(yīng)超過33V和33V。
安全電壓回路的帶電部分必須與較高電壓的回路保持電氣隔離，并不得 與大地、保護導(dǎo)體或其他電氣回路連接,但變壓器-次與二次之間的屏蔽隔離層應(yīng)按規(guī)定接地或接零。如變壓器不具備加強絕緣的結(jié)構(gòu),二次邊宜接地或接零,以減輕一次與二次短接的危險。對于普通絕緣的電源變壓器升壓變壓器,一次線長度不得超過3m、 并不得帶入金屬容器內(nèi)使用。
安全電壓的配線最好與其他電壓等級的配線分開敷設(shè)。否則,其絕緣水平應(yīng)與共同敷設(shè)的其他較高電壓等級配線的絕緣水平一致。
3、電氣隔離
電氣隔離是采用電壓比為1 : 1 ,即一-次邊、二次邊電壓相等的隔離變壓器實現(xiàn)工作回路與其他電氣回路電器上的隔離。
應(yīng)用電氣隔離須滿足以下安全條件:
1、隔離變壓器必須具有加強絕緣的結(jié)構(gòu),其溫升和絕緣電阻要求與安全隔離變壓器相同，這種隔離變壓器還應(yīng)符合下列要求:
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4、等電位聯(lián)結(jié)
圖3- -10中的虛線是等電位聯(lián)結(jié)線。如果沒有等電位聯(lián)結(jié)線，當隔 離回路中兩臺相距較近的設(shè)備發(fā)生不同相線的碰殼故障時,這兩臺設(shè)備的外殼將帶有不同的對地電壓。如果有人同時觸及這兩臺設(shè)備,則接觸電壓為線電壓，電擊危險性極大。因此,如隔離回路帶有多臺用電設(shè)備(或器具) ,則各臺設(shè)備(或器具)的金屬外殼應(yīng)采取等電位聯(lián)結(jié)措施。這時,所用插座應(yīng)帶有等電位聯(lián)結(jié)的專用插孔。
圖3- -10 電氣隔離的等電位聯(lián)結(jié)
五、隔離變壓器在交流電源輸出端的特點:
1、防止非線性負載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，起到凈化電網(wǎng)的作用。2、 在隔離變壓器輸入端采樣，使得非線性負載電流的畸變不影響取樣的準確性,得到能反應(yīng)實際情況的控制信號。3、 若負載不平衡,也不影響穩(wěn)壓電源的正常工作。凈化電源、消除三次諧波及抑制共模干擾
隔離變壓器在交流電源輸入端的特點:wv1、若電網(wǎng)三次諧波和干擾信號比較嚴重,采用隔離變壓器,可以去掉三次諧波和減少干擾信號。wv2、采用隔離變壓器可以產(chǎn)生新的中性線,避免由于電網(wǎng)中性線不良造成設(shè)備運行不正常。wv3、 非線性負載引起的電流波形畸變(如三次諧波)可被隔離而不污染電網(wǎng)。
六漏電保護器
電氣線路或電4 =設(shè)備發(fā)生單相接地短路故障時會產(chǎn)生剩余電流,利用這種剩余電流來切斷故障線路或設(shè)備電源的保護電器稱之為剩余電流動作保護器即通常所稱的漏電保護器。由于漏電保護器動作靈敏、切斷電源時間短,因此正確選用、安裝與使用漏
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