Назначение разделительных трансформаторов: РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Разделительным трансформатором (РТ) называется устройство, предназначенное для выполнения гальванической развязки между цепями электроустановки и питающей сетью.

Разделение электрических цепей применяется как защитная мера от поражения человека электротоком при прямом и косвенном прикосновении. Электрические цепи, питающиеся напряжением от вторичных обмоток разделительных трансформаторов, работают в системе IT с изолированной от земли нейтралью.

Особенностью таких систем является то, что при замыкании одного из полюсов питания на землю не происходит короткого замыкания. В системе электроснабжения при этом не возникает аварийных сверхтоков, и она продолжает функционировать как система TN – C.

Прямое или косвенное прикосновение в сети с изолированной от земли нейтралью не приводит к поражению человека электрическим током, поскольку отсутствует разность потенциалов (напряжение) между питающими проводами и землёй.

Системы IT имели повсеместное распространение до середины прошлого века, когда началась эпоха масштабного крупнопанельного домостроения с применением железобетонных конструкций. С этого периода нейтральная точка обмоток 0,4 кВ трансформаторов на подстанциях заземляется.

Изолированная нейтраль применяется только в особых случаях, когда необходимо повысить уровень безопасности электрических цепей. Примерами объектов, где в целях безопасности используется система IT, являются:

• судовое электрооборудование и электросети морских платформ;
• горные и подземные разработки;
• некоторые медицинские объекты;
• отдельные помещения с повышенной степенью опасности поражения электрическим током, а также цепи питания низковольтного электрооборудования.

На судах и морских платформах задача организации электроснабжения решается просто, так как электропитание там осуществляется от автономных источников.

Что касается остальных вышеперечисленных объектов, то для перехода в режим питания с изолированной от земли нейтралью, в их цепях требуется применение однофазных или трёхфазных разделительных трансформаторов.

ТИПЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Не существует принципиальной конструктивной разницы между силовыми трансформаторами напряжением до 1000 вольт общего назначения и трансформаторами, применяемыми для разделения электрических цепей, то есть, разделительными.

Любой трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями напряжения по определению.

ГОСТ 30030-93 не предъявляет к разделительным трансформаторным устройствам особых конструктивных требований, которым не удовлетворял бы обычный силовой трансформатор. Так, наличие не менее чем двойной изоляции между электрическими цепями первичной и вторичной обмоток присутствует в любом трансформаторе, а не только в разделительном.

Таким образом, разница заключена только в функциональном назначении устройств.

Разделительные трансформаторы могут быть понижающими, повышающими, а также имеющими коэффициент трансформации 1. Наиболее часто встречаются разделительные устройства этого типа, преобразующие напряжение без изменения его величины, например 220/220 В, 380/380 В.

Изменение уровня напряжения в процессе разделительной трансформации осуществляется с целью обеспечить питанием электроприборы, требующие других номиналов напряжения, отличных от сетевого.

Преобразователи напряжения, служащие в качестве источников питания цепей сверхнизкого напряжения классифицируются ГОСТ как безопасные разделительные трансформаторы. Сверхнизким считается электрическое напряжение, уровень которого не превышает 50 вольт.

Такие источники напряжения могут использоваться для подключения следующих устройств:

• ламп переносного типа;
• низковольтного ручного электроинструмента и аппаратуры;
• детских электрифицированных игрушек.

МЕДИЦИНСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Отдельную категорию приборов представляют разделительные медицинские трансформаторы. Применение этих устройств обусловлено особыми требованиями, предъявляемыми к организации цепей электропитания отдельных медицинских учреждений.

Помещения медицинских учреждений разделены на несколько групп по признакам опасности нарушения режима электропитания и общей электробезопасности.

В частности, помещения, относящиеся к группе 2 (операционные и реанимационные отделения, а также другие помещения, имеющие системы жизнеобеспечения) требуют обязательного применения электрических цепей питания с изолированной от земли нейтралью. Выполнение этого требования достигается путём применения специализированных медицинских трансформаторов.

Электроснабжение системы IT медицинских объектов 2 группы должно также сопровождаться применением устройств автоматического контроля изоляции электрических цепей от земли.

Это объясняется малой величиной токов утечки на землю, возникающих в сетях IT при однофазных замыканиях на землю. Проблема обнаружения повреждений такого рода в сетях с изолированной от земли нейтралью и стала причиной отказа от массового их применения.

При замыкании на землю одной из фаз режим работы оборудования практически не изменяется, уровень напряжения остаётся в норме, поэтому электросеть может длительно находиться в таком состоянии. Однако прикосновение к частям находящимся под напряжением как прямое, так и косвенное перестаёт при этом быть безопасным.

Применение же сложной высокочувствительной автоматики, к которой относятся системы контроля изоляции цепей электроснабжения для массового потребителя практически невозможно.

Кроме этого, сложность применения систем электроснабжения IT заключается в необходимости постройки заземляющего устройства на стороне потребителя. Корпуса оборудования в случае применения IT должны быть соединены с землёй.

ПОДКЛЮЧЕНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Установка разделительных трансформаторов на объектах, где должно быть организовано электропитание с изолированной от земли нейтралью может производиться в следующих местах:

• непосредственно в вводно-распределительном устройстве или на главном распределительном щите напряжения в зависимости от характера объекта;
• в этажных щитовых комнатах при их наличии;
• в коридорных нишах при наличии необходимых условий для вентиляции;
• непосредственно в помещениях операционных больничных комплексов.

Размещение разделительных трансформаторных устройств в шкафах ВРУ или на ГРЩ нежелательно для медицинских учреждений, поскольку ГОСТ 50571.28 предписывает их расположение в непосредственной близости к медицинскому помещению с питаемой аппаратурой.

Выбор конкретной схемы подключения цепей РТ зависит от различных факторов, в числе которых:

• архитектурные особенности объекта и возможности для размещения оборудования;
• электрическая схема питания объекта, с учётом возможностей резервирования источника электрического питания;
• фактическое расстояние от РТ до конечных потребителей;
• особенности питаемой аппаратуры в частности наличие собственного автономного питания от встроенных аккумуляторов.

Монтаж разводки электропитания в системе IT выполняется проводами и кабелями без экранирующей оплётки. Заземление, используемое потребителями электропитания с изолированной нейтралью, не должно быть связано с рабочими или защитными нулевыми проводами внешней схемы электроснабжения.

Трансформаторные устройства для разделения электропитания могут применяться к отдельным потребителям в помещениях с повышенным уровнем опасности, либо к группе таких потребителей. Примером может служить предусмотренная ПУЭ возможность такого питания штепсельных розеток в ванных комнатах жилых домов и квартир.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Разделительный трансформатор (РТ): назначение и принцип работы

Разделительный трансформатор («РТ») представляет собой прибор, предназначенный для преобразования переменного тока и напряжения. Он использует на входе и выходе идентичное напряжение. Применение подобных агрегатов повышает безопасность, так как во вторичных цепях отсутствуют электрические связи с источником напряжения или землей.

Устройство

Чтобы понять, что такое трансформатор разделительный, необходимо вникнуть в принципы работы аппарата. Если человек случайно прикоснется к такому прибору, удара током не последует. Разделительный понижающий трансформатор не имеет сообщение с землей. Безопасность эксплуатации обеспечивается благодаря автономной работе обмоток. Каждая катушка разделена и не соприкасается с другой обмоткой, не зависимо от мощности. Прикасаться к контурам при эксплуатации категорически запрещается. Если человек одновременно дотронется до них и к железным проводникам, последует удар током.

Сегодня в продаже представлены разделительные трансформаторы 220/220В, 380/380В. Они понижают напряжение для питания приборов постоянным током до 120 В, а переменным – до 50 В. Минимальное напряжение в сети при этом будет 24 В.

В устройство разделительных трансформаторов положен принцип работы, который связан с возникновением гальванической развязки низкого напряжения. Чтобы этого добиться, обмотки усиливают двойной или тройной электроизоляцией. Индуцирование электроэнергии, полученной при прохождении через обмотки тока, происходит во второй катушке.

Назначение агрегата заключается помимо всего прочего в устранении перепадов напряжения в сети. Он способен защитить бытовую технику, промышленное оборудование от поломки, а человека – от удара током.

Предназначение

Разделительный трехфазный или однофазный аппарат применяется с целью минимизировать риски в процессе эксплуатации электрооборудования. Существует три основных направления, для которых применяется представленный прибор:

1. Исключает поражение током при попадании на работающий инструмент брызг воды. Для этого катушки имеют усиленную изоляцию. Ручной электрический инструмент изготавливается по этому принципу.
2. Для техники с металлическим корпусом или режущего оборудования (дрель, болгарка и т. д.).
3. Между первичной и вторичной обмоткой может идти заземленный контур. Она предотвращает появление между цепями переменного тока емкостные связи.

Благодаря перечисленным качествам применение трехфазных или однофазных трансформаторов разделительного типа рекомендуется применять как в бытовых целях, так и на производстве. Оно способно снизить риск мастеров в процессе эксплуатации электрооборудования. Подобные агрегаты применяются в банях, ваннах, громкоговорителях, а также прочих условиях повышенной опасности поражения током. В промышленности различные станки, машины работают на электричестве, которое генерирует разделительный трансформатор.

Производители бытовой техники рекомендуют устанавливать УЗО перед подключением аппаратуры в сеть. Это позволяет выполнить требования безопасности ее эксплуатации.

Зачем применять дополнительную защиту?

Продемонстрировать важность применения такого устройства, как разделительный трансформатор можно на простом примере. Если в ванной комнате, сауне или бане установлена розетка без гальванической развязки, попадание в нее воды приведет к короткому замыканию. Произойдет разрушение изоляции. Напряжение произведет разрушительное действие на стену и незаземленные соседние объекты.

При наличии в электросхеме защитного устройства позволяет сделать такое воздействие напряжения минимальным даже при разрушении изоляции. Если же материал не будет пробит вообще, воздействия тока на окружающие точку питания предметы вовсе не будет.

Поэтому во влажных помещениях, а также при работе электроинструмента рекомендуется устанавливать защитные установки. В некоторых случаях производители даже не будут давать гарантию на эксплуатацию оборудования, если подобные агрегаты не будут включены в схему подключения к сети.

Разновидности

Сегодня применяется несколько основных разновидностей аппаратов, повышающих безопасность эксплуатации бытовой техники и объектов основных фондов предприятия. Выделяют следующие типы:

• Трансформатор тока. Его первичная обмотка подключается к источнику электроэнергии, а вторичная – к счетчику или другому измерительному прибору. Его применяют в измерительных или релейных цепях.
• Пик-трансформатор. Преобразует синусоидальное напряжение. Чаще всего эксплуатируется в аппаратах с оцифровкой.
• Импульсные. Получает и преобразует полученный сигнал, а затем передает прямоугольный импульс. Предотвращает появление высокочастотных помех.
• Автоматический. Применяется принцип соединения первичной и вторичной обмотки в одну, что позволяет образовывать не только магнитную, но и электрическую связь.
• Силовой. В конструкции есть две или больше обмоток, которые преобразуют в процессе электромагнитной индукции одну систему напряжения в другую.
• Портативный. Используется для уличного и тоннельного переносного освещения. Он имеет компактные габариты. Аппарат также применяют на открытой местности или при экстремальных рабочих условиях.

Разделительные трансформаторы могут быть узкоспециализированными. Для больниц, например, применяют особые агрегаты. Они отвечают за обеспечение электричеством таких важных объектов, как реанимация, операционная и стационарные отделения. Разделяющие материалы препятствуют возникновению связи развязки с фазой и заземлением. Это позволяет предупредить поражение током медицинский персонал, пациентов.

В бытовых целях применяют агрегаты как однофазные, так и трехфазные. Чаще всего его применяют для котлов, электрического теплого пола и т. д.

Подключение к котлу

Чтобы подключить разделительный трансформатор к котлу, необходимо отключить питание в сети. В процессе монтажа требуется произвести развязку гальванической цепи. Для этого потребуется аппарат 380/380В. Техника, предохраняющая котел от аварийной ситуации, должна иметь максимальный порог напряжения  на уровне не менее 10-15%, сравнительно с котлом.

После этого можно приступать к подключению устройств. Сразу же необходимо разъединить питание по линии фазы для соединения с нулевым проводом. Для этого используют отключающее устройство. Разделительный трансформатор и котел тестируются при повторном нагреве. Предварительно следует дождаться полного остывания системы.

Как сделать аппарат самому?

Изготовить маломощную конструкцию возможно самостоятельно. Для этого необходимо разместить две полуобмотки на идентичных каркасах. Каждая катушка разделяется на две равные части.

Работать оборудование будет от сети 220В. Последовательно требуется соединить две полуобмотки. Необходимо снять напряжение с точек на вторичной катушке. На холостом ходу оно должно уменьшиться до уровня 216 В. Каркас может быть при этом корпусным.

Чтобы проверить работу аппарата, необходимо подсоединить обычную лампу к контактам. Лучше выполнить подключение к сети 36 В. Можно также встроить в механизм дроссель или стабилизатор.

Модель должна быть небольшая. Это облегчит процесс ее создания. Создавать представленное оборудование самостоятельно позволяется только тем мастерам, которые имеют некоторый опыт работы с электрикой.

Применение в различных сферах деятельности аппаратуры, способной увеличить безопасность эксплуатации различных электрических устройств, инструментов и машин, крайне необходимо. Это позволяет в полном объеме выполнять общепринятые правила охраны труда, пожарной безопасности.

 

Разделительный трансформатор: назначение и тестирование

Разделительный трансформатор – это устройство, обеспечивающее гальваническую развязку первичной и вторичной цепи, развязку по переменному току, и имеющее среди конструктивных особенностей усиленную изоляцию между обмотками. Иногда разделительными называются трансформаторы обыкновенной конструкции, чтобы подчеркнуть назначение приборов.

Назначение

В российской литературе мало внимания уделяется разделительным трансформаторам, составители Википедии скопировали выдержки из ПУЭ и ГОСТ Р 50571.11. Начнём с основных терминов:

• Под двойной изоляцией понимаются меры безопасности, когда наряду с защитой проводников корпус либо отсек выполняется из изоляционного материала, что исключает поражение током, к примеру, в случае ненамеренного попадания брызг. Ручной электроинструмент изготавливается в подобном исполнении.
• Усиленной изоляцией оборудуются приборы с металлическим корпусом либо рабочие токопроводящие части оказываются под током. К примеру, электродрель.
• Защитным экраном называется заземлённая обмотка (сеть, спираль и пр.), включённая между первичным и вторичным контуром. Иногда её называют щитом Фарадея, предназначение меры – устранить между цепями ёмкостную связь по переменному току.

Швартовка судов

Казалось бы, в задачу трансформатора входит передача переменного тока. Причём полезного. Обмотки сконструированы так, чтобы пропускать частоту 50 Гц. Ёмкостная связь способна нарушить правило, и во вторичную цепь отправятся помехи. Если уровень велик, происходящее способно замкнуть ток на землю и представлять угрозу жизни людей либо целостности оборудования. К примеру, швартовка судна и питание от земли идут преимущественно через трансформаторы с экраном Фарадея, чтобы предотвратить коррозию корпуса, вызванную электролитическими токами, идущими сквозь воду на дно.

Токи текут, вызванные разницей потенциалов между нейтралью суши и нижними слоями залива. Чтобы устранить эффект, применяются резисторы NGR. Это небольшие сопротивления, рассчитанные на ток 5 А (при напряжении до 5 кВ) и снимающие потенциал с корпуса судна, замыкая на контур через крайне низкое сопротивление. Образующийся резистивный делитель исключает занос сюда потенциала, образованного токами нейтрали. Что вызывается неравномерной нагрузкой фаз.

Помимо прочего это вредоносное явление легко вызывает искру. Если обычный сухогруз подключается через разделительный трансформатор без экрана, танкеры и газовые хранилища подобным образом питать запрещается. Иначе нельзя заранее предсказать, где форма корпуса и повышенное напряжение создадут искру, приводящую с большой степенью вероятности к печальным последствиям.

Из схемы видно, что заземлённая нейтраль трансформатора швартуется на корпус танкера, чтобы уравнять потенциалы. Эта мера блокирует течение тока через воду, а разделительный трансформатор исключает прочие опасности. В указанном случае «заботятся» о корпусе судна и содержимом танков, предполагается, что рабочий персонал в курсе, как себя вести на опасном объекте.

Система NGR выгодно отличается от изолированной или глухозаземлённой нейтрали отсутствием большой величины токов на нулевом проводнике в районе контура и относительной безопасностью. Появляется возможность простыми средствами контролировать превышение токов утечки над допустимым уровнем и даже коммутировать (разрывать и воссоединять) при помощи реле связь нейтрали с грунтом, если появляется необходимость.

В случае со швартовкой судна резистор в цепи заземления позволяет простыми методами избежать сложностей с разрушением корпуса, описанных выше.

Человек и вода

На аналогичном принципе построена и защита человека, находящегося в контакте с водой. Если в зонах ванны и вблизи разрешается использовать исключительно оборудование со сверхнизким безопасным напряжением, неспособным причинить вред в силу малых значений, то розетки (к примеру, на стиральную машину) ставятся через разделительный трансформатор. Экран Фарадея не становится обязательной мерой, лёгкий укус тока не повредит человеку и не вызовет коррозию ванны. Запрещается лишь любую точку вторичной обмотки заземлять.

Идея почерпнута из методик трёхфазных цепей с заземлённой нейтралью. Считается, что зануление корпуса – надёжная защита. В районе земли указанный провод контачит со всеми фазами. А потенциал на одной из них в любой момент времени ниже грунта. Следовательно, ток пойдёт туда, а не к человеку, неосторожно взявшемуся за оголённый металл, где не ожидал найти высокое напряжение. Заземление рассматривается в качестве дополнительной меры.

Аналогичным образом, будь одна точка вторичной обмотки заземлена, ток замкнулся бы через человека, водопровод и грунт на указанную точку. Результат мероприятия зависит от отношения сопротивлений множества составляющих цепи, но укус тока лёгким уже не назовёшь. Возможны смертельные исходы.

После разделительного трансформатора ставится предохранитель либо автомат защиты, исключая дифференциальный. Опаснейший вариант замыкания может произойти между двумя точками обмотки без участия заземления.

Потенциал высоты

С ростом высоты над уровнем грунта потенциал атмосферы увеличивается. Уже на уровне макушки человека составляет приличное значение. Людей не бьёт током потому, что поверхность кожи, одежда проводят электрический заряд. В результате у стоящего на земле показатель выравнивается с почвой, а огибающие поля приподнимаются. Фактически мы представляем бугорок.

Иное дело, когда на стальной высокой мачте стоит антенна. Дело даже не в антенне, а огнях, предназначенных дать пилоту авиалайнера понять, что впереди препятствие. Металлические части, арматура светильников действуют в качестве приёмной антенны. И высотный потенциал вместе с радиосигналом начинают уходить в цепь питания. Понятно, что подобные помехи внизу не нужны, это негативный эффект.

Чтобы избежать этого, применяют разделительный трансформатор с коэффициентом передачи, равным единице. Нет разницы, где ставить прибор, он всегда изолирован от грунта. Максимум, что произойдёт – стекание статического заряда по изоляции. Указанный процесс постепенный и вреда не причиняет. Трансформатор отсекает:

1. Постоянную составляющую, текущую по медной жиле провода питания. Эффект схож с эффектом высотной антенны за счёт высотной разницы потенциалов. Случалось, людей било током при неосторожной стыковке разъёма с видеомагнитофоном или телевизором.
2. Переменные составляющие плохо проходят через обмотку, её параметры рассчитаны на частоты 50 Гц (собственная ёмкость трансформатора не блокируется экраном Фарадея, образуется резонансный контур). Амплитуда этой части невелика, но способна создавать помехи оборудованию, включённому в общую сеть питания.

На мачте потенциал относительно почвы может составлять 300 кВ. Питать сигнальные огни напрямую нет возможности. В целях защиты оборудования целенаправленно применяют разделительные трансформаторы Артура Остина. Будущий изобретатель работал инспектором по изоляции коммуникаций в Pacific Gas & Electric Co и хорошо изучил вопрос. Потом даже организовал собственную компанию.

Импульсные цепи

Разделительные трансформаторы в этом случае становятся термином нарицательным. В цифровой технике применяются для развязки цепей и нормализации уровней сигнала (0 и 1). Если постоянная составляющая начинает уплывать, использование трансформатора считается простым способом вернуть логические уровни на место. При этом одна точка вторичной обмотки непременно заводится на нейтраль вторичной цепи. А соединяется ли она с корпусом, зависит от реализации конкретной схемы.

Импульсный разделительный трансформатор идеален для инвертирования сигнала и смены логического уровня. Это достигается встречным включением катушек и изменением коэффициента передачи. В цифровой технике логический уровень измеряется лишь по напряжению, а величина тока в большинстве случаев не играет роли. Лишь бы хватило для переключения микросхем (минимальный порог указывается в технических характеристиках).

Импульсные трансформаторы имеют малые габариты в силу высоких частот используемых сигналов. Это могут быть гигагерцы, в которых измеряется тактовая частота процессора. В результате заметить эту микросхему среди прочих удаётся лишь по маркировке. К примеру, счетверённый трансформатор (muRata) 1600 С имеет длину корпуса 2 см.

Одновременно обеспечиваются потрясающие разделительные качества. Сопротивление изоляции напряжению 500 В постоянного тока составляет 10 ГОм (как в высоковольтных цепях), а включать изделие допустимо в прямом и обратном направлении. Вторичная и первичная обмотки идентичны. Это важно при преобразовании уровней: разделительный трансформатор работает на повышение и понижение напряжения.

В спецификации указываются собственные ёмкости изделий, что прямо указывает на отсутствие экранов Фарадея. За ненадобностью исключение громоздкого элемента помогает экономить место.

Тестирование электрического оборудования

Часто новые изделия не до конца продуманными в конструктивном плане. Это вызывает появление высокого напряжения в неподобающих местах. Если заземлить источник питания в одной точке, произойдёт несчастный случай при прикосновении. Разделительный трансформатор, ни одна из точек вторичной обмотки которого не соединена с грунтом, становится надёжной защитой по соображениям, изложенным выше.

При тестировании происходит всестороннее изучение объекта, и дефект окажется замечен, а опасность – устранена внесением поправки в электрические схемы или технологический процесс.

Ранее присутствовали схемы, где несущее алюминиевое либо стальное шасси могло служить нулевым проводником. Это касается электронных ламп. В таком случае на модуле обязательно присутствовал высокий потенциал, это нормальный режим, в составе оборудования корпус блока недоступен прикосновению человека. А значит, при тестировании разделительный трансформатор просто необходим. Экран Фарадея в этом случае не считается обязательной частью.

Измерения

В силу особенностей аналоговые измерители чувствительны к питающему напряжению. Это касается оценки ёмкостных и омических сопротивлений, ряда прочих параметров. Для повышения точности можно обеспечить развязку по постоянному току либо высокочастотной составляющей. В отдельных случаях нужно сдвинуть фазу опорного напряжения на 180 градусов. Проще это сделать при помощи разделительного трансформатора, когда первичная и вторичная обмотки включаются навстречу.

Отдельным отрядом идут измерительные трансформаторы для снятия значений параметров высоковольтных цепей. Указанный класс приборов разделительными обычно не называют в силу очевидных причин. К примеру, трансформатор тока позволяет обнаружить короткое замыкание в цепи заземления NGR. Изделие может настраиваться на резисторы под ток 5, 10 и 15 А, что соответствует цепям 5 (6,6), 10 и 15 кВ. Переключатель позволяет гибко привести параметры трансформатора к нужному значению.

Разделительные трансформаторы

Разделительные трансформаторы – это силовые электромагнитные установки, предназначенные для гальванического разграничения первичной и вторичной цепей с целью обеспечения безопасности промышленного и бытового оборудования. Узкопрофильные агрегаты распределяют входящую нагрузку и выравнивают скачущее напряжение, формируя защиту от травматизма и повышая надежность работы в сети.

Конструкция устройств полностью аналогична компоновке стандартных преобразователей напряжения. Главное отличие РТ от другой подобной техники заключено в том, что его первичные и вторичные обмотки тщательно изолированы друг от друга. Взаимодействие между ними осуществляется благодаря магнитному потоку, продуцируемому в магнитной системе агрегата.

Данная технология передачи электроэнергии через разделительный трансформатор называется гальванической развязкой. Сначала она проходит через первичную обмотку, далее непрерывно индуцируется во вторичной обмотке. При этом векторы напряжения в цепях практически идентичны друг другу, поэтому внезапный пробой не спровоцирует перегрузку и оборудование сохранит свою безопасность.

Конструкция разделительного трансформатора

Конструкция бытовых и промышленных РТ представляет собой целостную силовую установку, в комплектацию которой входят: магнитная система, обмотки, автоматы защиты, рубильники, индикаторы сети, воздухоосушители, контрольные и измерительные приборы, термосифонные фильтры и другие компоненты.

Магнитная система изготовлена в виде комплекта стальных электротехнических пластин, размещенных в определенной геометрической последовательности, используемой для локализации магнитного потока. В собранном виде, вместе с другими деталями, применяемыми для соединения частей в единую систему, она называется остовом понижающего разделительного трансформатора.

Обмотки, изготавливаемые из последовательно соединенных и изолированных медных/алюминиевых проводов прямоугольного/круглого сечения, используются для создания магнитных потоков. Их внешние и внутренние поверхности покрываются эпоксидной смолой или сеткой из армированного стекловолокна.

Таким образом, обеспечивается необходимая жесткость компонентов, защита от влаги, пыли и атмосферных факторов. Установки для преобразования напряжения выпускаются в следующих вариантах модификаций:

• серийный стандартный корпус;
• шкаф категории стойка;
• уличный корпус на тумбе, укомплектованный снегозащитным козырьком;
• с установкой на раму (бескорпусное исполнение).

Назначение разделительного трансформатора

Главная задача силовых установок категории РТ – обеспечение безопасной работы беспрерывно функционирующей электротехники и исключение сопутствующего травматизма. Жилые, производственные и коммерческие помещения наполнены всевозможной аппаратурой, подключенной к сети под напряжением. Сама по себе она безопасна, что гарантируется производителями и подтверждается сертификатами качества.

Но существуют неблагоприятные факторы, которые воздействуют на технику и электропроводку, ухудшая изоляцию и формируя опасные условия, позволяющие току поражать человека. К ним относятся:

• механический износ и дефекты изоляции;
• высокие температуры;
• повышенная влажность в зоне прокладки проводки;
• металлоконструкции, имеющие нестабильное заземление.

Исходя из назначения, разделительный трансформатор применяется во всех пространствах, входящих в группу высокой опасности. В первую очередь его используют для установки в бассейнах, саунах, ванных комнатах и помещениях, где размещены металлоизделия с неустойчивым заземлением.

Действующие нормативы и правила безопасности в России и Европе также предписывают устанавливать их в особо опасных пространствах, где присутствует мелкозернистая токопроводящая пыль, имеются стены и полы из металла, а также в подземных сооружениях, укомплектованных местным освещением, автоматикой и сигнализацией.

Поскольку вторичная электрическая цепь распределителя не связана с землей, к нему подключают оборудование, которое также не соединяется с землей. В зависимости от показателей мощности и назначения, к однофазным понижающим разделительным трансформаторам подсоединяют электроинструменты, полупроводниковые преобразователи станков и лифтов, а также другую аппаратуру.

Трехфазные агрегаты чаще всего используют для питания и локальной защиты систем управления и мобильных комплексов, вычислительной техники и оборудования, задействованного в медицине, химической, машиностроительной, горнодобывающей и железнодорожной промышленности.

В числе главных преимуществ применения РТ можно отметить:

• обеспечение безопасности людей;
• увеличение срока эксплуатации оборудования;
• возможность монтажа во встроенные подстанции;
• фильтрация высокочастотных гармоник;
• уменьшение замыкающих токов;
• малошумная эксплуатация;
• стойкость к воздействию влажности, грязи, плесени;
• минимальные затраты на обслуживание.

Важным достоинством является то, что подключение разделительного трансформатора полностью соответствует требованиям пожарной и экологической безопасности. В качестве диэлектрической защиты компонентов агрегата используются самогасящиеся огнестойкие смолы. Поэтому в процессе работы или при возникновении пожара устройство не выделяет токсичных и вредных веществ.

Необходимо отметить, что к одному РТ можно подключить только один электротехнический прибор. Для усиления разделяющих параметров его можно укомплектовать заземляющим экраном между обмотками. Наличие экрана позволяет многократно увеличить безопасность вторичной цепи. Что касается видов, все установки классифицируются по мощности, напряжению и уровню защиты.

Условия подключения и эксплуатации разделительных трансформаторов

Оборудование, соответствующее стандартам ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150, предназначено для эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата. В зависимости от типа корпуса и назначения, его можно монтировать в закрытых пространствах с естественным воздухообменом и без искусственной регуляции внутреннего микроклимата, а также на открытом воздухе под навесом или в сухом неотапливаемом помещении, где имеется свободный доступ внешнего воздуха.

Для разных категорий установок определены соответствующие температурные условия: для стандартных агрегатов от -25ºС до +40ºС, для морозостойких приборов – от -60ºС до +40ºС. Для эффективного отведения тепла, выделяемого при работе разделительного трансформатора и обеспечения естественного охлаждения его следует устанавливать на раму или на колеса.

Во избежание механического напряжения все шины и провода должны быть закреплены. Расстояние от обмоток РТ до стены или другой заземленной конструкции должно составлять 300 мм. Работы по профилактическому обслуживанию распределителей напряжения проводятся два раза в год. Они включают в себя операции по очищению обмоток, системы магнитопровода и охлаждающих каналов от грязи, пыли и посторонних частиц.

Кроме того, в ходе сервисного обслуживания обязательно проводится тестирование надежности болтовых соединений, для чего используются динамометрические ключи и влажное очищение обмоток губкой, смоченной в растворителе или спиртовом растворе. Объемы и периодичность каждого вида операций напрямую зависят от условий эксплуатации. Также время от времени рекомендуется производить визуальный осмотр аппаратуры.

Разделительные трансформаторы что это такое, сфера применения и принцип работы

Разделительный трансформатор – гарант безопасного пользования бытовыми электроприборами. У разделительного трансформатора коэффициент трансформации, то есть отношение напряжения на выходе к напряжению входа, равен единице. При создании электрических сетей вопросы электробезопасности всегда стоят на первом месте. Величина напряжения 220 В крайне опасна для жизни человека, а ведь такое присутствует в любой розетке бытовой электрической сети.

Если эксплуатация электрической аппаратуры осуществляется в потенциально опасных условиях внешней среды, то для снижения риска выхода из строя цепей и порчи оборудования рекомендуется применять безопасный разделительный трансформатор. Благодаря особенностям конструкции такое устройство осуществляет гальваническое разделение питающих электроцепей и потребляющих приборов. Это практически полностью исключает вероятность поражения электрическим током.

В данной статье будут описаны основные конструкционные особенности, преимущества эксплуатации и область использования. К статье бонусом добавлен видеоролик с информацией о разделительном трансформаторе ручной сборки и файл с техническими требованиями к безопасным разделительным трансформаторам.

Устройство разделительных трансформаторов.

Как устройство защищает электроприборы

Наши жилища наполнены бытовой техникой и аппаратурой, которые подключены к электросети. Сами по себе электроприборы безопасны в обращении, что обеспечено производителями еще при их изготовлении и гарантируется соответствующими сертификатами качества.

Однако ряд неблагоприятных факторов, воздействующих на приборы и сетевую проводку в каждом отдельном помещении, способен ухудшить их изоляцию и создать условия для прохождения тока через человеческое тело, что приведет к электротравме. К таким факторам относятся:

• высокая температура;
• влажность в воздухе и в местах прохождения проводки;
• наличие металлоизделий с неустойчивым заземлением;
• механические повреждения изоляции.

Компактный разделительный трансформатор.

При утечке электротока напряжение появляется на металлических поверхностях не только самих приборов, но и на трубопроводах или на других металлических предметах, окружающих пользователя.

Наиболее высока вероятность поражения током в ванной. Поскольку в ней присутствуют все негативные факторы воздействия на изоляцию.

Поражений от электрического тока удается избежать применением защитных мер. Это надежное заземление корпусов электроприборов, чтобы в случае случайных пробоев изоляции опасные токи проходили через цепи заземления.

Также защищаются использованием УЗО или дифференциальных автоматов во входных цепях подключения нагрузки, отключающих сеть в случае возникновения утечек на землю.

Такие меры защиты основаны на том, что земля для всех потребителей электроэнергии является частью электрической цепи. Защитное электрическое заземление просто шунтирует контур, который может возникнуть между фазой, случайно попавшей на корпус электрооборудования и землей через человеческое тело при случайном соприкосновении.

Интересно почитать: как собрать катушку тесла самостоятельно.

Другим способом защиты будет исключить связь земли с электрической сетью и достичь этого удается путем полной гальванической развязки первичных и вторичных электрических сетей. Добиваются этого путем применения безопасных разделительных трансформаторов, устройства которых коснемся ниже.

Специфика некоторых бытовых приборов типа стиральной машины или фена требует постоянного их подключения к энергосети в условиях повышенной влажности, что повышает степень риска поражения током от неисправного прибора или пробитой проводки.

Случайные прикосновения к проводящим фазам и к нулевому проводу приведут к трагическим последствиям. Напряжение 220 В из питающей энергосети формируется по схеме соединения всех трех цепей при разности потенциала 380 В между ними с нулевым проводом, который соединен (заземлен, как принято говорить в обиходе) с потенциалом в землю.

Схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему.

Такая схема предопределяет наличие фазного напряжения между каждым из трех сетевых линейных проводов (в просторечии именуемых фазами) и нулевым (нейтральным) — землей. При нарушенной изоляции проводника фазное напряжение переходит на корпус бытового прибора.

Одновременное касание пользователем такого «пробитого» корпуса и заземленных металлических предметов типа батарей отопления, смесителя или водопроводного крана провоцирует прохождение электротока через человеческий организм со всеми травматическими последствиями.

Принцип действия устройства

Функционирование разделительного понижающего трансформатора низкого напряжения основано на эффекте гальванической развязки. Технически, это реализовано в виде автономного функционирования обеих катушек. Катушки устройства разделены физически, то есть не соприкасаются между собой.

Это обеспечивает безопасную эксплуатацию при условии, что контуры не будут закорочены в результате механического воздействия. Чтобы полностью исключить возможность контакта обмотки изолируют несколькими слоями высококачественной изоляции.

Схема разделительного трансформатора.

Проходя через первичную обмотку, ток индуцирует электроэнергию во вторичной катушке, к которой и подключаются цепи с потребляющим оборудованием. Вторичная обмотка РТ или устройства к ней присоединенные не могут иметь контакта с землей или нейтралью.

Значительное повышение безопасности эксплуатации даже при возникновении пробоя на корпусе. При такой схеме пробой не станет причиной перегрузки цепи по току, а само устройство останется полностью функциональным.

При контакте человека с электроприбором под аварийным напряжением, подключенным через разделительный трансформатор, не произойдет фатального поражения током утечки. Так как он не превысит опасного для жизни уровня.

Одной из эксплуатационных особенностей разделительных трансформаторов напряжения является коэффициент преобразования равный единице у большинства используемых моделей. Таким образом, как входное, так и выходное напряжение равно одной и той же величине – 220 или 380 В.

При расчетах необходимо учитывать затраты энергии на функционирование устройства, так как КПД большинства моделей находится в диапазоне 70-85%.

Виды приборов

На данный момент в электротехнике большинство трансформаторов обеспечивают гальваническую развязку входных и выходных цепей. Несмотря на то, что “классическое” определение разделительного трансформатора подразумевает неизменность величины трансформируемого параметра (напряжения) фактически все виды и типы являются разделительными. В зависимости от назначения различают трансформаторы нескольких видов.

Токовые

Чаще всего используется для подключения цепей, на которые установлены измерительных, регистрирующих приборов (электросчетчики, амперметры) и защитных реле.

Импульсные

Преобразует получаемый сигнал в прямоугольный импульс. Используется для предотвращения высокочастотных помех.

Силовые

Конструкция, чаще всего, состоит из нескольких вторичных обмоток, преобразующих входящий электрический импульс с одной системой напряжения в несколько исходящих с другими параметрами системы напряжения.

Пик-трансформаторы

Используются для преобразования синусоидальной составляющей напряжения. Основное назначение – предотвращение помех в цепях с аппаратурой для оцифровки.

Некоторые источники выделяют портативные разделительные преобразователи в отдельную категорию. Следует отметить, что габаритные размеры в техническом исполнении устройства различного типа не играют ключевой роли.

Конструктивные особенности

Разные виды разделительных трансформаторов могут быть как стационарными, так и портативными. Чаще всего портативные устройства имеют дополнительную защиту от внешнего воздействия и используются в экстремальных условиях эксплуатации, на открытой местности.

Автоматические трансформаторы не являются разделительными, так как в их конструкции реализован иной принцип расположения первичной и вторичной обмотки.

Они соединяются в одну, что образует кроме электромагнитной, прямую электрическую связь. Разрабатываются РТ узконаправленного использования. К примеру, для больниц и лабораторий.

Так называемые медицинские разделительные трансформаторы используются для обеспечения электроснабжение с точно определенными параметрами чувствительных приборов, установленных в реанимации, операционных различных биологических, химических и медицинских лабораториях.

Материал в тему: интересная информация о понижающих трансформаторах.

Предназначение бытовых трансформаторных разделителей

Конструкция медицинского трансформатора разделительного.

Кардинальным решением в части обеспечения электробезопасности в помещениях, подобным ванной или подвалам, является запрет на установку в них розеток, соединяющихся непосредственно с питающей электросетью.

В этом случае недалеко от розетки устанавливается разделительный трансформатор (РТ), задача которого состоит не в преобразовании напряжения в сторону повышения или понижения, а всего лишь изолировать использующий сетевую электроэнергию прибор от самой сети.

В целях безопасного пользования той же розеткой в ванной РТ обмоткой первичной запитывается от энергосети 220 В, а своей обмоткой вторичной присоединен к розетке. Таким образом осуществляется гальваническая развязка системы питающей энергосети и прибора пользования. Принцип работы РТ иллюстрирует условная схема его подключения и приборов пользования.

Вторичную обмотку РТ и подсоединенные приборы заземлять запрещено! Заземляется только кожух (корпус) трансформатора.

Применение трансформаторных разделителей

Конструкция трансформатора разделительного.

Устройство разделительного трансформатора выполнено в полной аналогии с компоновкой основных функциональных элементов в преобразователях напряжения повышающего или понижающего характера работы.

Так же на магнитопроводе установлены первичная и вторичная обмотки с одинаковыми характеристиками намотки, по таким же законам электромагнитной индукции происходит преобразование электроэнергии переменного тока от первичной обмотки на вторичную.

Поскольку параметры напряжения выходной цепи повторяют аналогичные характеристики поданного на первичку сетевого напряжения, векторы напряжения в цепях практически совпадают.

Главное конструктивное отличие РТ от других трансформаторов заключается в тщательной электрической изоляции обмоток друг от друга. Связь между ними только магнитная за счет магнитного потока в магнитопроводе.

Такой способ передачи энергии между цепями без непосредственного электрического контакта называется гальванической развязкой. При этом вторичная цепь трансформатора не заземлена! Внезапный электрический пробой не вызовет перегрузки по току, ток утечки при случайном соприкосновении человека с оборудованием, находящимся под нагрузкой, не превысит пороговых опасных значений.

Характеристики устройства

По своей сути разделительный трансформатор напоминает понижающий трансформатор обыкновенного электрического прибора, состоящий из первичной и одной (нескольких) вторичных обмоток. Витки первичных обмоток таких трансформаторов отделяются гальванической изоляцией от вторичных, правда, при возникновении аварийных ситуаций, например при перегреве, разрушении изоляции или замыкании обмоток не исключалась появление фазы во вторичных цепях. Основные характеристики разделительных трансформаторов приведены на рисунке ниже.

Основные технические характеристики разделительных трансформаторов.

Разделительные трансформаторы имеют коэффициент трансформации равный единице, обеспечиваемый идентичными по параметрам обмотками. А его главной особенностью является надежное гальваническое разделение обмоток.

Реализовано это применением усиленной или двойной изоляции, наиболее надежным вариантом считают развязку первичной и вторичной обмоток посредством намотки на разных катушках, смонтированных на едином магнитопроводе. КПД разделительных трансформаторов приближается к 85%, но это достойная плата за электробезопасность, недаром такие устройства называют трансформаторами безопасности.

Вероятность пострадать от вторичных напряжений в сети, работающей от разделительного трансформатора, минимизируется. Конечно же, опасность поражения электрическим током сохраняется в случае прикосновения к обоим проводам сети (понятие ноль или фаза в данной цепи неприменимы), но каждый в отдельности по отношению к земле нейтрален и поэтому опасности для жизни человека не представляет.

Промышленный разделительный трансформатор в корпусе представляет собой законченную щитовую конструкцию с трансформатором (или несколькими трансформаторами), рубильником по входу, автоматами защиты, с индикацией сети, с клеммной колодкой для подсоединения кабеля.

Гальваническая развязка, создаваемая РТ между входящей силовой системой и цепью потребительской нагрузки, обеспечивает надежную защиту для пользователей в быту и обслуживающего персонала на производстве. В модельный ряд входят в качестве базовых конструкций:

• трансформатор однофазный разделительный;
• трансформатор трехфазный сухой разделительный.

Какую модель выбрать для установки у себя в квартире или в отдельно стоящей постройке, уже выбирает владелец жилья в соответствии с рекомендациями специалистов. Трансформаторы выпускаются на различные виды напряжения. В числе прочих наиболее часто встречаются типовые комбинации:

• разделительный трансформатор входное 380/220В – выходное 380/220В
• разделительный трансформатор входное 380/220В – выходное 220/127В
• разделительный трансформатор входное 220В – выходное 220В
• разделительный трансформатор входное 220В – выходное 36В
• разделительный трансформатор входное 220В – выходное 24В
• разделительный трансформатор входное 220В – выходное 12В

В таблице 1 и 2 приведены основные характеристики трехфазных разделительных трансформаторов 380/380В и 380/220В и однофазных разделительных трансформаторов 220-220В.

Таблица 1. Основные характеристики трехфазных разделительных трансформаторов 380/380В и 380/220В.

 

Таблица 2. Характеристики однофазных разделительных трансформаторов 220-220В.

Схемы включения обмоток для трехфазных трансформаторов в комбинациях вход/выход:

• звезда
• треугольник
• зигзаг

В процессе эксплуатации трансформатора может возникнуть ситуация срабатывания термовыключателя при превышении температуры трансформатора выше 125 градусов С. В этом случае трансформатор выключается. Данная ситуация может произойти при перегрузке трансформатора или превышении входного напряжения сети. При правильной эксплуатации трансформатор возобновляет работоспособность примерно через 20 мин.

Преимущества и область применения

Изолирующие трансформаторы получили широкое применение практически во всех сферах электротехники. Они предоставляют пользователю широкий спектр специфических преимуществ в зависимости от отрасли, где они используются:

• устройства с коэффициентом трансформации 1:1 применяются в электросетях переменного тока без необходимости дополнительного заземления и изоляции периферийного оборудования;
• изоляция цепей постоянного тока в линиях связи. В случае необходимости использования усилителей сигнала применение РТ дает возможность отделить постоянный ток для подключения усилителя от компонентов информационного электроимпульса;
• повышение безопасности эксплуатации электрооборудования. Минимизирует риск фатального поражения электрическим током, отделяя пользователь или оператора от высокомощных источников;
• при тестировании, сервисном обслуживании или ремонте оборудования дает возможность проводить работы на включённых устройствах. При этом используются разделительные трансформаторы с коэффициентом 1:1, но имеющие небольшую мощность напряжения вторичной цепи;
• отфильтровывают (отсекают вне рабочего диапазона) искаженную синусоидальную форму напряжения, приводя ее к правильной. Снижают негативное влияние широтно-импульсных модуляций;
• нейтрализует широкий спектр шумов, образующихся при подключении аудиоустройств (усилителей) к динамикам.

Использование разделительных трансформаторов обусловлено эксплуатационными требованиями и спецификой применения электросетей:

1. Высокая влажность или присутствие воды в помещении, наличие металлических изделий без заземления либо со слабым заземлением: ванные и душевые комнаты, силовые коммутационные шкафы, расположенные на улице, кабельные колодцы, подвалы и полуподвалы.
2. Удалённые посты слежения, измерения и контроля в медицинских учреждениях, дата и колл-центрах, а также других учреждениях, где необходимо повышение уровня защиты персонала и безопасности эксплуатации оборудования.
3. Эксплуатация электроинструмента и оборудования, относящегося к первому классу безопасности.

Установка эксплуатации электрических приборов через разделительный трансформатор необходима в следующих случаях:

• при подключении устройств электропотребления, не имеющих потенциала заземления;
• в импульсных электросетях, требующих повышения показателей изоляции. В особенности в медицинском и лабораторном оборудовании;
• при лабораторных испытаниях электрических и электронных устройств для обеспечения безопасности персонала.

При использовании разделительного трансформатора также необходимо применять для эксплуатируемой цепи устройство защитного отключения (УЗО). Несмотря на высокую надежность и безопасность возможны случаи повреждения изоляции.

При этом потенциал может быть выведен на корпус устройства и появится вероятность поражения электрическим током, если коснуться корпуса и металлического проводника, связанного с землёй. Именно поэтому разделительные трансформаторы рекомендуется подключать через УЗО. Трансформатор разделительный однофазный в зависимости от его конструкции, можно использовать в следующих случаях:

1. При наличии крепежных пластин и открытых клеммных колодок. Установка в монтажный шкаф. При этом может быть реализована вертикальная или горизонтальная схема установки или специальные крепежи для монтажа на din-рейку.
2. При отсутствии клеммных колодок – выведение вторичной обмотки через ответвление кабеля. Применяется как составная часть электрооборудования, установок любого назначения.
3. Переносной вариант при наличии корпуса, розетки и выключателя. Дополнительно может быть доукомплектован кабелем (удлинителем).

Трёхфазный разделительный трансформатор – фактически является тремя однофазными устройствами, установленными на одной монтажной планке:

• открытый вариант как горизонтального и вертикального расположения с соединением в звезду или треугольник;
• расположение элементов в корпусе, в том числе герметичном.
• Разделительный трансформатор является нужным и полезным устройством, особенно в домашней мастерской. Его можно использовать в режиме пониженного переменного напряжения для проверки высоковольтных устройств.

Трехфазные разделительные трансформаторы.

К примеру, подключение схемы на 220 V к источнику питания на 36V позволит безбоязненно прослеживать протекание в тестируемых цепях тока.

При этом допускается использование любых унифицированных разделительных трансформаторов, так как современные электронные устройства не отличается большим потреблением.

Полезно узнать: как собрать повышающий трансформатор самостоятельно.

Примеры использования

Применение разделительных трансформаторов обязательно в помещениях повышенной опасности. Типичный пример – ванная комната, где использование обычной электросети ограничено:

• высокой влажностью воздуха;
• возможностью попадания воды на токоведущие части;
• наличием металлических предметов с неустойчивым заземлением.

При проведении временных работ в особо опасных помещениях допускается использование переносных трансформаторов безопасности. Благодаря медицинскому разделительному трансформатору появляется возможность создания специальных IT- сетей, обязательных для питания помещений 2 группы (реанимационные отделения, операционные), полностью безопасных как для пациентов, так и для медицинского персонала.

Номинальная мощность однофазных трансформаторов для таких сетей может лежать в пределах 0.5 – 10 кВт. При необходимости используются трехфазные разделительные трансформаторы. В видеоролике представлена информация о разделительном трансформаторе самостоятельной сборки.

Заключение

Установка на объектах трансформаторов разделительных является необходимым условием безопасной эксплуатации как бытовой техники, так и промышленного оборудования.  Больше информации об этих трансформаторах можно узнать в учебном материале “Трансформаторы разделительные и безопасные разделительные трансформаторы. Технические требования”.

Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.enzs.ru

www.cenerg.ru

www.video-praktik.ru

www.expertelektrik.ru

Предыдущая

ТрансформаторыУдивительные факты о понижающих трансформаторах

Следующая

ТрансформаторыМасляные трансформаторы – что это такое, устройство и принцип работы

ТСЛ разделительные

Технические характеристики разделительных трансформаторов ТСЛ 6/10 кВ 

Мощность кВА	Напряжение		Схема и группа соединения	Uк %	Iхх %	Потери		Масса кг
	ВН, кВ	НН, кВ				х.х., Вт	к.з., Вт
1250	6 10	6 10	Д/Ун-11 У/Ун-0 Д/Д-0 Ун/Д-11	6	0,8	2800	11000	3450
1600				6	0,6	3300	11500	4200

Покупайте надежные и долговечные разделительные трансформаторы ТСЛ с литой эпоксидной изоляцией и классом напряжения 6, 10 кВ.

Понятие разделительных трансформаторов

Разделительным трансформатором называют устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии огромного напряжения в электрический ток 220, 400 В, пригодный для использования в промышленной или бытовой сети. Первичная обмотка разделительного трансформатора отделена от вторичных методом электрического деления цепей. Используется или двойная, или усиленная изоляции, либо обычная изоляция и дополнительный защитный экран.

Безопасный разделительный трансформаторы генерируют переменный ток не более 50 В и постоянный не выше 120 В.

Область применения разделительных ТСЛ

Области применения сухих разделительных трансформаторов связаны с необходимостью наличия гальванической развязки первичной и вторичной обмоток и изоляции оборудования от контура заземления. Разделительный трансформатор повышает безопасность эксплуатации электрического оборудования, чем оно было бы напрямую подключено к сети питания.

В правилах устройства электрических установок ванные комнаты относятся к помещениям повышенной опасности – это обусловлено высоким уровнем влажности, наличием текущей воды и обилием металлических изделий без устойчивого заземления. Размещение розеток на 220 В возможно лишь в некоторых зонах, а дополнительно обязательно следует обеспечить защиту от потенциального поражения током. Именно в этих случаях розетки подключаются через разделительные трансформаторы.

Использование разделительных трансформаторов при обустройстве промышленных электрических установок так же уменьшает риск поражения электричеством, поскольку ток, который возникает из-за пробоя изоляции, будет существенно мал (это связано с гальванической изоляцией на вторичной обмотке). Если нужно обеспечить подачу электроэнергии в помещения, к которым предъявляются высокие требования электрической безопасности (с повышенной влажностью, медицинские учреждения), то применяются разделительные трансформаторы с управлением изоляцией и выносным постом под дистанционным контролем (ПДК).

Как оформить заказ на разделительные трансформаторы ТСЛ

Покупайте разделительные трансформаторы ТСЛ сухого типа, отправив электронное сообщение на почтовый ящик [email protected] или позвонив по номеру телефона (495) 545 45 11. На нашем сайте вы также можете заказать обратный звонок менеджера.

Мы предлагаем своим клиентам:

• Продолжительную гарантию на все виды продукции.
• Скидки и специальные прайсы для партнеров, оптовых и розничных покупателей.
• Оказание всех транспортных услуг, включая оформление документов для пересечения границ.
• Товар в наличии и под заказ.

Трансформаторы медицинские разделительные ТРО, ТРТ. Схемы. Размещение. Требования. Назначение. Заземление. Нормативные документы.

Трансформаторы медицинские разделительные однофазные ТРО (220В 50Гц), трехфазные ТРТ (380В 50Гц). Схемы подключения, размещение, требования, назначение трансформаторов разделительных ТРО, ТРТ. Защитное заземление. Нормативные документы для проектирования IT-сети. При проектировании сетей электропитания медицинских учреждений руководящими нормативными документами являются: РТМ-42-2-4-80 — руководящий технический материал, в настоящее время не имеет юридической силы, но долгое время оставался единственным по проектированию IT-сетей для учреждений здравоохранения. ГОСТ 50571.28-2007 (МЭК 60364-7-710-2001) – «Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 710. Медицинские помещения». Документ введен приказом Министерства здравоохранения с 1 января 2008 года. ТКП/ОР/45-4.04-86-2007 — Технический кодекс устоявшейся практики (Белоруссия. Аналог ГОСТ 50571.28). На территории РФ юридической силы не имеет. ТЦ 24 2009 – Технический циркуляр. Разъясняет и дополняет ГОСТ 50571.28. МЭК 61558-2-15:1999 – «Безопасность силовых трансформаторов, силовых распределительных устройств и прочего силового оборудования. Раздел 2-15. Особые требования к изоляции силовых трансформаторов для медицинских учреждений». ГОСТ и технический циркуляр напрямую ссылаются на этот документ в части требований к медицинским разделительным трансформаторам. Пособие по проектированию учреждений здравоохранения (к СНиП 2.08.02-89). Документ носит рекомендательный характер. Правила устройства электроустановок ПУЭ издание 7. В проектной документации для помещений лечебных учреждений закладывается шина опоясывающая помещение по периметру. Стоит знать, что допускается использование специальной шины расположенной в самом помещении или в непосредственной близости от него. «Шины уравнивания потенциалов должны быть расположены в самом медицинском помещении или в непосредственной близости от него. В каждом распределительном шкафу или в непосредственной близости от него должна быть расположена шина дополнительной системы уравнивания потенциалов, к которой подключают проводники дополнительного уравнивания потенциалов и защитные проводники. Все соединения должны быть выполнены так, чтобы они были хорошо различимы и предусматривали возможность индивидуального отключения» (ГОСТ Р 50571.28 / 710.413.1.6.3). Помещения операционных должны иметь защитную заземляющую шину из меди сечением не менее 80 мм. кв., либо из другого материала с эквивалентным по производительности сечением. Варианты для меди и стали показаны в таблице. Материал  проводника Удельное  сопротивление мкОм х м Коэффициент  сопротивления  по  отношению  к  меди Требуемое  сечение  для  шины  заземления  мм. кв. Медь 0,017 — 80 Сталь 0,1 5,88 470   Выбрать сечение заземляющего проводника в составе кабеля питания можно из таблицы. Сечение  питающего  проводника, мм. кв Сечение  заземляющего  проводника, мм. кв. менее  или  равно 16 равно  питающему от 16  до  35 не  менее 16 более  35 1\2 питающего   При расположении шины заземления по всему периметру помещения шину выравнивания потенциалов (PA) не устанавливают. Шина крепиться к стене с плотным прилеганием. Щели не допустимы. В случае, если стены зашиты специальными панелями, то шина заземления должна проходить по капитальной стене, а в панелях располагают специальные розетки заземления (РЗ-01), соединенные с основной шиной заземления проводом сечением 4 мм. кв. Рекомендуемое расстояние между розетками заземления – 1,5 метра. Медицинские разделительные трансформаторы являются неотъемлемой частью системы электропитания медицинских учреждений. Трансформаторы медицинские разделительные используются для преобразования сети типа TN-S в IT-сеть (режим изолированной нейтрали) с непрерывным мониторингом изоляции сети и параметров разделительного трансформатора. К разделительным медицинским трансформаторам предъявляются следующие требования: Мощность разделительных трансформаторов ограничивается диапазоном 0,5-10кВА, как для однофазных (220В 50Гц), так и для трехфазных (380В 50Гц). Требование нормативных документов – РТМ-42-2-4-80, ГОСТ Р 50571.28-2007. Номинал выходного напряжения разделительного медицинского трансформатора не более 250В. Т.е. применяют либо однофазные трансформаторы 220В (230В) или трехфазные трансформаторы с подключением к линейному напряжению, выходное напряжение 3ф 220В. Нейтраль в данном случае не используется. Обязательное наличие экранирующей обмотки. Экранирующая обмотка уменьшает вероятность пробоя изоляции между обмотками, а в случае аварии существенно снижает ток утечки, вызванные паразитной емкостью между обмотками. Сам разделительный трансформатор с экранирующей обмоткой является фильтром для высокочастотных помех. Повышенные требования к изоляции трансформатора соответствующие медицинским стандартам. Обязательное наличие системы ограничения пускового тока. Отклонение выходного напряжения на холостом ходу и под нагрузкой не более 5% от напряжения входа. Повышенная перегрузочная способность. Согласно МЭК 61559-2-4 трансформатор разделительный медицинский должен выдерживать перегрузку до 1,6 раза в течение 60 минут. В распределительной IT-сети применяются автоматические выключатели без термического расцепителя, следовательно, вероятность перегрузки весьма вероятна. Обязательный контроль температуры обмоток. Обязательное наличие системы контроля изоляции. Наличие выхода дистанционного контроля (сигнализации) о превышении уровня нагрузки и температуры. Наличие поста дистанционного контроля ПДК. Запрещается применение постоянной принудительной вентиляции для охлаждения трансформатора. Вентиляторы имеют ограниченный ресурс работы, их длительная работа приводит к накапливанию пыли в аппарате. Размещение трансформаторов разделительных регламентировано ГОСТ 50512.1.1, пункт 710.512.1.1. «Трансформаторы должны быть установлены в непосредственной близости к медицинскому помещению внутри или вне его и помещены в шкаф или иметь защитную оболочку (кожух) для предотвращения случайного прикосновения к токоведущим частям…». Поэтому логично предположить, что в помещении ГРЩ разделительные медицинские трансформаторы не ставят. Удачнее размещать трансформаторы разделительные медицинские в помещениях этажных щитовых. Щитки распределительные медицинские ЩР в таких помещениях размещать не рекомендуется, т.к. невозможно оперативно восстановить напряжение в случае отключения группы розеток. Распределительные щиты ЩР, источники бесперебойного питания ИБП локального назначения и разделительные трансформаторы часто устанавливают в коридорных нишах, предусматривая при этом естественную вентиляцию. Степень защиты оборудования должна быть не менее IP54, т.к. оборудование может подвергаться обработке санитарными растворами. Допускается установка трансформаторов разделительных медицинских со степенью защиты IP54 в помещениях операционных. Для удобства устройства подключений нагрузки к IT-сети разделительные медицинские трансформаторы выпускают следующих схемных исполнений: Трансформатор разделительный медицинский Исполнение 1. Устанавливаются входной и выходной автоматы (автоматические выключатели). Трансформатор разделительный медицинский Исполнение 2. Устанавливается входной и выходной автоматы (автоматические выключатели) и группа отходящих автоматов, количество и номинал, которых описан в Техническом Задании (ТЗ) Заказчиком. Трансформатор разделительный медицинский Исполнение 3. На входе трансформатора разделительного медицинского устанавливается АВР 2/1, на выходе автоматический выключатель. Трансформатор разделительный медицинский Исполнение 4. На входе трансформатора разделительного медицинского устанавливается АВР 2/1, на выходе автоматический выключатель и группа отходящих автоматов, количество и номинал которых описан в Техническом Задании (ТЗ) Заказчиком. Схемы трансформаторов разделительных медицинских показаны на чертеже. Помимо решения общих вопросов подключения нагрузок к IT-сети не надо забывать про установку устройств оповещения персонала при переходе на аварийное энергоснабжение. Таким устройством может быть световое табло «Аварийное питание», расположенное в зоне работы персонала. «Для каждого медицинского помещения оборудованного системой аварийного электроснабжения требуется устройство для световой сигнализации состояния основного и аварийного источника питания, которое должно быть установлено в соответствующем месте, чтобы оно находилась под постоянным контролем медицинского персонала. Устройства сигнализации должны быть установлены в непосредственной близости к медицинскому помещению внутри или вне него. Необходимое количество и конкретные места установки устройств контроля определяется заданием на проектирование» (ГОСТ 50571.28 / 710.556.5.2.1.2)  Перейти в раздел трансформаторы ТРО (220В), ТРТ(380В) Вернуться на «Главную страницу» Уважаемые Партнеры и Заказчики! Сообщаем Вам, что на стабилизаторы напряжения, фильтры сетевые трансформаторные и трансформаторы разделительные медицинские принимаются заказы к выполнению 4-6 недель. Сроки изготовления уточняйте по телефону или присылайте запрос на электронную почту.

Каковы преимущества изолирующих трансформаторов?

Изолирующие трансформаторы используются для передачи электроэнергии от источника переменного тока к устройству, где запитываемое устройство изолировано от источника питания в целях безопасности. Они обеспечивают гальваническую развязку, которая является принципом изоляции различных секций электрических систем для предотвращения протекания тока. Здесь нет прямого пути проводимости, но энергия по-прежнему передается между секциями посредством емкости, индукции или электромагнитных волн.Однако эти трансформаторы блокируют передачу компонентов постоянного тока в сигналах от одной цепи к другой, позволяя компонентам переменного тока проходить.

Изолирующие трансформаторы с соотношением между первичной и вторичной обмотками 1: 1 используются для защиты от поражения электрическим током между землей и проводниками под напряжением. Они также используются для подавления электрических шумов и используются для подачи питания в чувствительные устройства, такие как компьютеры, медицинские приборы и лабораторные инструменты.В таких трансформаторах есть специальная изоляция между первичной и вторичной обмотками, и между обмотками может подаваться высокое напряжение от 1000 до 4000 вольт.

Каковы преимущества разделительных трансформаторов?

Изолирующие трансформаторы используются в различных отраслях и предприятиях из-за их различных целей и преимуществ. Здесь упоминаются некоторые из его наиболее важных преимуществ.

• Изоляцию в различных цепях можно заменить разделительными трансформаторами.При соотношении 1: 1 разделительные трансформаторы могут разделять первичную и вторичную обмотки.
• Изолирующие трансформаторы облегчают изоляцию питания постоянного тока. В случае телефонных линий, где усилители требуются через различные промежутки времени, именно изолирующие трансформаторы выполняют разделение составляющих постоянного тока из сигнала для управления каждым усилителем на линии.
• Изолирующие трансформаторы предотвращают риск поражения электрическим током за счет подключения судна к источнику электроэнергии.Они облегчают отделение человека от ресурса таким образом, что электрические провода не соприкасаются напрямую с линией электропередачи.
• Без изоляции при проверке и обслуживании электроники прикосновение к токоведущей части цепи может оказаться опасным. Таким образом, трансформаторы с соотношением 1: 1 используются для изоляции в целях обеспечения безопасности. Таким образом, изолирующие трансформаторы оказались отличным вариантом для устройств, использующих электричество.
• Все виды шума и звука, которые создаются при подключении сигнала аудиоусилителя к выходной цепи динамика, уменьшаются с помощью изолирующих трансформаторов.
• Изолирующие трансформаторы отделяют количество, генерируемое радиочастотой на больших устройствах цепи, от линии передатчика. Они облегчают подключение количества, производимого усилителем радиочастоты, к передаваемым сигналам и направляют их к антенне.

Где используются разделительные трансформаторы?

• Изолирующие трансформаторы малых размеров используются для изоляции в импульсных цепях.
• Изолирующие трансформаторы используются для гальванической развязки медицинского оборудования.
• Изоляционные трансформаторы используются для питания устройств, не находящихся под потенциалом земли.
Изоляционные трансформаторы
• используются при испытании и обслуживании электроники для обеспечения безопасности, без которых прикосновение к токоведущей части цепи опасным напряжением может привести к серьезным повреждениям.

Какими бы ни были ваши требования, вы можете получить лучшие в своем классе изолирующие трансформаторы, которые отличаются исключительной прочностью и содержат превосходные терминаторы для проводки и подключения, от Miracle Electronics, ведущего производителя изолирующих трансформаторов в Индии. .Наши изолирующие трансформаторы обладают высокой эффективностью и обеспечивают отличное регулирование с минимальным повышением температуры.

Какие факторы следует учитывать при установке трансформатора? Кто, что, почему и где трансформаторов

Для чего нужен изолирующий трансформатор?

Разделительный трансформатор — это трансформатор с гальванической развязкой между входной и выходной обмотками.Изолирующий трансформатор используется для предотвращения случайного одновременного прикосновения пользователей к заряженному телу. Изолирующий трансформатор, коэффициент трансформации которого обычно составляет 1: 1, представляет собой специальный трансформатор с высокой прочностью изоляции между первичной и вторичной обмотками для изоляции различных потенциалов для подавления синфазных помех.

Изолирующий трансформатор — это безопасный источник питания, обычно используемый для ремонта и технического обслуживания машин, и играет роль защиты, молниезащиты, фильтрации.Принцип действия повышающего и понижающего изолирующего трансформатора такой же, как и у обычного трансформатора. Все они используют принцип электромагнитной индукции. Поскольку вторичная обмотка не подключена к земле и нет разницы потенциалов между какой-либо вторичной линией и землей, разделительный трансформатор безопасен в использовании и часто используется в качестве источника питания для обслуживания.

Основная функция повышающего и понижающего развязывающего трансформатора — полностью изолировать первичную и вторичную стороны, а также изолировать контур.Кроме того, высокочастотные потери в железном сердечнике используются для подавления высокочастотных помех в контуре управления. Использование изолирующих трансформаторов для левитации вторичной обмотки относительно земли можно использовать только в ситуациях, когда диапазон источника питания небольшой, а линия короткая. В этот момент ток емкости системы относительно земли слишком мал, чтобы причинить вред людям. Другой важной функцией повышающего и понижающего изолирующего трансформатора является изоляция опасного напряжения для защиты персонала.

С развитием энергосистемы трансформатор играет все более важную роль в качестве ключевого оборудования в энергосистеме. Его безопасная работа напрямую связана с надежностью всей энергосистемы. Деформация катушки трансформатора относится к осевым и амплитудным изменениям размеров, смещению корпуса, деформации катушки и другим ситуациям, которые возникают, когда катушка находится под нагрузкой. Существуют две основные причины деформации обмотки трансформатора: первая заключается в том, что трансформатор неизбежно подвергается воздействию внешнего короткого замыкания во время работы; во-вторых, трансформатор случайно столкнулся в процессе транспортировки и подъема.

Чтобы обеспечить личную безопасность и избежать ненужных потерь во время технического обслуживания, лучше всего подключить разделительный трансформатор 1: 1 к цепи 220 В переменного тока между сетью и концом ввода питания, чтобы предотвратить поражение электрическим током (показано на рисунке 1). ). Если для обнаружения цепи используется осциллограф, сканер, генератор сигналов или другое оборудование, заземляющий провод трехжильного кабеля питания этого оборудования должен быть отсоединен (показано на рисунке 2). Кроме того, блок питания не может работать без нагрузки во время обслуживания, и для проверки необходимо добавить эквивалентную нагрузку около 280 Ом.

Общие сведения и выбор изолирующих трансформаторов

Рисунок 1: Схема изолирующего трансформатора

Что такое изолирующий трансформатор?

Изоляционные трансформаторы / трансформаторы данных используются для развязки и масштабирования напряжения в линиях передачи данных и источниках питания. Изолирующие трансформаторы обычно служат трем основным целям:

1. Соединение цепей с заземлением с разными потенциалами — для предотвращения образования контуров заземления
2. Гальваническая развязка — для предотвращения протекания постоянного тока (DC) между секциями цепей
3. Преобразование напряжения — для повышения или понижения от одного напряжения к другому

Изолирующие трансформаторы также могут быть описаны как трансформаторы питания, сигнальные трансформаторы, трансформаторы линий передачи данных, коммуникационные трансформаторы, интерфейсные трансформаторы, трансформаторы интерфейса данных, промышленные коммуникационные трансформаторы и миниатюрные трансформаторы.В этой статье обсуждаются изолирующие преобразователи / преобразователи данных и широкий спектр приложений, в которых могут использоваться стандартные изолирующие преобразователи / преобразователи данных Coilcraft.

В каких приложениях используются изолирующие трансформаторы?

Изолирующие трансформаторы

очень универсальны и хорошо подходят для многих коммерческих и промышленных приложений электроснабжения и передачи данных, в том числе:

• Низковольтные (от 3,3 до 24 В) изолированные источники питания постоянного и переменного тока мощностью до 7,2 Вт
• Малошумящие изолированные интерфейсы последовательной передачи данных RS-485, RS-422 и RS-232
• Драйверы тонких карт PCMCIA до 750 мВт
• Промышленная и строительная автоматизация и системы управления
• Системы многоточечной передачи данных
• Изолированные интерфейсы CAN
• Изолированные токовые петли 4-20 мА для управления технологическим процессом
• Блок управления преобразователем и исполнительным механизмом
• Системы сбора данных (DAQ)
• Изолированный аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
• Последовательные периферийные интерфейсы (SPI)
• Межинтегральная схема (I ² C) интерфейсы
• Полумостовые, полномостовые и двухтактные изолированные источники питания постоянного и переменного тока с изоляцией

Стандарт последовательной связи с высокой помехоустойчивостью, такой как RS-485, лучше всего использовать в промышленных условиях.В отличие от Ethernet, в котором нет встроенного метода предотвращения конфликтов пакетов, топология ведущий / ведомый RS-485 обеспечивает более надежное поведение, избегая конфликтов пакетов данных и поддерживая целостность данных, что имеет решающее значение в шумных промышленных средах.

Щелкните, чтобы просмотреть все изолирующие трансформаторы Coilcraft

Какой диапазон изолирующих трансформаторов производит Coilcraft?

Компания Coilcraft предлагает ряд готовых изолирующих трансформаторов:

Как выбрать изолирующий трансформатор Coilcraft, который наилучшим образом соответствует требованиям моего приложения?

Компания

Coilcraft разработала большой выбор изолирующих трансформаторов для приложений, рассмотренных выше и во многих справочных документах IC, перечисленных в разделе ниже.

Найдите свой изолирующий трансформатор Coilcraft, чтобы он соответствовал ИС для вашего приложения.

Справочные документы IC

Максим Интегрированный

Техасские инструменты

Аналоговые устройства

Что дальше?

Подробнее: Начало работы Серия

Преимущества изолирующего трансформатора | На главную

Автор: Ник Манн Обновлено 21 июля 2017 г.

Инженеры часто используют изолирующий трансформатор для обеспечения отделения оборудования от источника питания.В результате пользователи могут обеспечивать питание и защиту чувствительных предметов, таких как медицинское и лабораторное оборудование. Благодаря эффективной конструкции, использование изолирующего трансформатора дает четыре основных преимущества.

Безопасность

Возможно, самым большим преимуществом изолирующих трансформаторов является повышенная безопасность. Это особенно важно в таких условиях, как больница или дом престарелых, где дорогое жизнеобеспечивающее оборудование может быть повреждено.Использование изолирующего трансформатора также снижает вероятность поражения врачей и пациентов электрическим током в результате неисправного оборудования.

Снижает скачки напряжения

Еще одно преимущество изолирующих трансформаторов состоит в том, что они снижают скачки напряжения. Электрооборудование может работать бесперебойно без риска скачков напряжения, поскольку сигналы постоянного тока от источника питания изолированы. Это означает, что оборудование может работать на высоком уровне даже при сбое питания.

Шумоподавление

Другая причина эффективности изолирующих трансформаторов — их способность снижать шум.Конструкция этих устройств естественным образом фильтрует шум от линий электропередач с помощью так называемых отдельных экранов Фарадея. Эти экраны помогают блокировать электрические поля от прерывания потока энергии. В свою очередь, при работе электрического оборудования меньше электромагнитных шумов.

Лучшее качество электроэнергии

Обычно общее качество электроэнергии выше, когда пользователи используют изолирующий трансформатор. Экраны Фарадея также помогают повысить эффективность, поскольку они снижают вероятность утечки тока.В результате важные электрические устройства могут работать на оптимальном уровне.

Зачем мне развязывающий трансформатор?

На промышленных рабочих площадках есть несколько способов защиты тяжелых машин и оборудования. Использование изолирующего трансформатора — один из наиболее распространенных методов, применимых как для обеспечения электробезопасности, так и для повышения эффективности работы.

Что такое изолирующий трансформатор?

Вообще говоря, изолирующий трансформатор — это защитное устройство, используемое для облегчения передачи энергии от источника (вход — обычно переменного тока) к подключенному устройству или машине (выход).Внутри блок содержит отдельные первичные и вторичные обмотки с помощью основного изолирующего компонента. Для сравнения: автотрансформатор имеет первичную и вторичную обмотки, которые соединены или используются совместно.

Изолирующий трансформатор может иметь соотношение витков 1: 1, что подразумевает одинаковое напряжение на первичной (входной) и вторичной (выходной) цепях. Эта установка применима для защиты подключенных цепей на выходной стороне, а также операторов от токов между землей и проводниками, которые находятся под напряжением.

Этот тип трансформатора также может использоваться для повышения или понижения напряжения для совместимости. Например, изолирующий трансформатор с первичной обмоткой 120 В и вторичной обмоткой 240 В используется для преобразования мощности от источника питания 120 В в 240 В для совместимого оборудования на вторичной стороне.

Защитные механизмы (преимущества и преимущества)

Как упоминалось ранее, изолирующие трансформаторы в основном используются для повышения электробезопасности. Пользователи могут использовать эти устройства для изоляции цепей и снижения потенциальных скачков напряжения во время ремонта, тестирования или обслуживания.

Более того, этот тип трансформатора используется для уменьшения нежелательного воздействия электрических шумов от окружающих машин или «грязных» источников энергии. При использовании на объекте с устройствами, излучающими большое количество электрических шумов, изолирующий трансформатор можно защитить с помощью электростатического экрана.

Например, экран Фарадея используется для повышения качества энергии в изолирующих трансформаторах во время использования, когда применяется для уменьшения электрического шума. Такие методы можно найти на промышленных объектах с тяжелыми машинами и в местах с высокими стандартами в области электричества, где используется чувствительное оборудование.Примеры последних включают больницы, лаборатории и центры обработки данных.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Будьте в курсе новых продуктов, кодов скидок и последних новостей Larson Electronics!

100% конфиденциальность. Изолирующий трансформатор

| Назначение изолирующего трансформатора

Разделительный трансформатор:

Изолирующие трансформаторы используются для передачи электроэнергии от источника переменного тока к устройству, где запитываемое устройство изолировано от источника питания в целях безопасности.У них нет прямого пути прохождения тока через землю. Обеспечивают гальваническую развязку; Гальваническая развязка — это принцип изоляции функциональных секций электрических систем для предотвращения протекания тока; прямая проводимость не допускается. Между секциями можно по-прежнему обмениваться энергией или информацией с помощью других средств, таких как емкость, индукция или электромагнитные волны, либо оптическими, акустическими или механическими. Однако эти трансформаторы блокируют передачу компонентов постоянного тока в сигналах от одной цепи к другой, позволяя компонентам переменного тока проходить.

Изолирующие трансформаторы — это не что иное, как трансформатор с соотношением 1: 1. Источник питания подключается между первичной обмоткой, а вторичные обмотки используются для защиты от поражения электрическим током между землей и проводниками под напряжением. Они также используются для подавления электрических шумов и используются для подачи питания в чувствительные устройства, такие как компьютеры, медицинские приборы и лабораторные инструменты. В таких трансформаторах есть специальная изоляция между первичной и вторичной обмотками, и между обмотками может подаваться высокое напряжение от 1000 до 4000 вольт.

Принцип работы изолирующего трансформатора Ссылка: добросовестное использование http://www.soundonsound.com/sos/nov06/articles/crosstalk_1106.htm
[wp_ad_camp_2]
Теперь вы видите картинку. Когда человек касается токоведущей клеммы источника, ток утечки протекает через человеческое тело на землю, и человек получает электрический ток, потому что одна клемма уже подключена к земле.

См. Также:

Теперь вы видите второе изображение: источник питания подключен через изолирующий трансформатор.Теперь тот же человек касается вторичной клеммы изолирующего трансформатора, значит, он не получает удара током. Поскольку обычно нет пути для протекания тока утечки, заземление полностью удалено.

Примечание: На рисунке ни одна из вторичных клемм не подключена к точке заземления.

Теперь вы видите третье изображение: на схеме обратный путь показан либо как емкостный, либо как прямой. Если связь емкостная, вы можете почувствовать «щекотание» или легкий «укус» токоведущего проводника.Если другой проводник заземлен, вы вернетесь к исходной ситуации без трансформатора. (Емкостная связь может возникнуть, когда корпус устройства подключен к проводнику, но нет прямого соединения корпуса с землей. Близость корпуса к земле образует конденсатор.

См .: CVT в электрическом емкостном трансформаторе напряжения CVT

Вот почему изолирующий трансформатор следует использовать для защиты только одного элемента оборудования одновременно. С одним элементом неисправность оборудования, вероятно, не приведет к возникновению опасной ситуации.Трансформатор сделал свое дело. Но с числом N оборудования — если в одном из них есть неисправность, ведущая от нейтрали к корпусу, или если она подключена неправильно (нейтраль касается земли), это может перейти в такое же первое состояние, и это представляет опасность для пользователя, даже если вы используете изолирующий трансформатор. (изолирующий трансформатор пришел в негодность).

Если вы работаете с электрическим или электронным ремонтным оборудованием, вам следует использовать изолирующий трансформатор.
[wp_ad_camp_2]

Ключевые точки изолирующего трансформатора:

• Изоляционные трансформаторы используются при испытании и обслуживании электроники для обеспечения безопасности, без которых прикосновение к токоведущей части цепи с опасным напряжением может привести к серьезным повреждениям.
• Изоляционные трансформаторы используются для питания устройств, не находящихся под потенциалом земли.
• Изолирующие трансформаторы облегчают изоляцию питания постоянного тока. В случае телефонных линий, где усилители требуются через различные промежутки времени, именно изолирующие трансформаторы выполняют разделение составляющих постоянного тока из сигнала для управления каждым усилителем на линии.
• Изолирующие трансформаторы предотвращают риск поражения электрическим током за счет подключения судна к источнику электроэнергии.Они облегчают отделение человека от ресурса таким образом, что электрические провода не соприкасаются напрямую с линией электропередачи.

Видео Объяснение разделительного трансформатора (на английском языке):

См. Также:

Изоляционный трансформатор

. Что нужно знать »Источники бесперебойного питания

Что такое изолирующий трансформатор?

Изолирующий трансформатор — это трансформатор, используемый для передачи электроэнергии от источника переменного тока к какому-либо оборудованию или устройству, при этом запитываемое устройство отключается от источника питания, как правило, по соображениям безопасности.Изолирующие трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку и используются для защиты от поражения электрическим током, для подавления электрических шумов в чувствительных устройствах или для передачи энергии между двумя цепями, которые нельзя соединять. Трансформатор, продаваемый для изоляции, часто имеет специальную изоляцию между первичной и вторичной обмотками и рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое напряжение между обмотками.

Википедия — Изолирующий трансформатор

Типовая схема электрооборудования

Вы, вероятно, этого не знаете, но ваше сетевое питание, скорее всего, обеспечивается через изолирующий трансформатор.В электрической подстанции, которая питает ваш дом, скрывается огромный кусок меди и железа (трансформатор), который потребляет относительно высокое электрическое напряжение и преобразует его в наше общепризнанное напряжение 230–240 В, которое мы все знаем. В вашем доме есть кабель от этого трансформатора с двумя жилами. Один — это токоведущий провод, а другой — объединенный провод защитного заземления и нейтрали (PEN). (Это наиболее распространенная в Великобритании система TN-C-S. Доступны и другие системы.)

Внутри вашего дома провод PEN разделяется на нейтраль и землю внутри вашего потребительского блока / распределительного щита, также известного как плата предохранителей. Обратите внимание, что здесь нейтраль и земля соединены вместе, что означает, что напряжение между фазой и нейтралью такое же, как напряжение на земле — номинальное 230 В, а напряжение между нейтралью и землей равно нулю (поскольку они соединены вместе). Также обратите внимание, что токоведущий провод, проходящий через предохранитель электрической платы, разделен на подводящие провода для различных цепей, каждая из которых защищена автоматическим выключателем или предохранителем.Для дополнительной защиты также может быть установлено устройство защитного отключения (УЗО). В то время как предохранитель или автоматический выключатель обычно требует много ампер тока для отключения или срабатывания УЗО с током около 30 мА, протекающим на землю (на самом деле дисбаланс между токами под напряжением и нейтралью, которые при нормальной работе одинаковы). Он используется для обеспечения дополнительной защиты при возможном контакте с водой или в других потенциально опасных ситуациях. Помните это!

Идея этого устройства — обеспечение электробезопасности.Если токоведущий провод отсоединится от части оборудования и коснется заземленного шасси, то протечет сильный ток и сработает предохранитель или сработает прерыватель. Тот же результат будет получен, если в оборудовании возникнет короткое замыкание между фазой и нейтралью. Если в электрическом душе есть оголенный проводник, с которым контактирует вода, тогда будет меньший электрический ток, который будет течь от живого к земле, и это обнаруживается УЗО, которое срабатывает и отключает электрическое питание неисправной части оборудования. (и все остальное в той же цепи).Удобно, если вы обнажены в заземленной ванне.

Итак, теперь у нас есть три проводника в розетке. Предполагая, что мы подключены к земле (поскольку мы стоим на ней), тогда мы получим удар электрическим током, если случайно коснемся токоведущего проводника, но мы будем в безопасности, если коснемся нейтрального проводника (как нейтраль относительно земли. напряжение равно нулю). Если мы изолированы от земли (например, в резиновых сапогах), мы можем коснуться токоведущего проводника и не получить электрический ток. Если мы коснемся как токоведущего, так и нулевого проводов, мы, конечно, получим ток.

Разделительный трансформатор для безопасности

Итак, как можно использовать изолирующий трансформатор для обеспечения электробезопасности? Все сводится к тому, что на самом деле представляет собой трансформатор. Проще говоря, это две катушки проволоки вокруг железного сердечника. Входящая катушка, называемая первичной, преобразует электрическое поле в магнитное. Это магнитное поле затем индуцирует электрическое поле на второй катушке, и, следовательно, на выходе этой катушки (называемом вторичной обмоткой) появляется напряжение. Изменяя количество витков в катушках, можно повышать или понижать напряжение, но в нашем случае количество витков равно, поэтому выходное напряжение такое же, как и входное.Однако важно понять, что между входом и выходом нет электрического соединения. Связь сделана магнетизмом. Это означает, что выход «изолирован» от входа, отсюда и термин изолирующий трансформатор!

Выход изолирующего трансформатора все еще имеет номинальное выходное напряжение 230 В между его выходными проводниками, но нет связи с землей. Это означает, что вы можете безопасно прикоснуться к любому проводнику без риска поражения электрическим током. Однако вы все равно получите удар электрическим током, если дотронетесь до обоих проводов!

Важно отметить, что с изолирующим трансформатором устройство, которое может иметь замыкание на землю, которое может привести к срабатыванию автоматического выключателя или срабатыванию предохранителя, будет работать нормально.Фактически, изолирующие трансформаторы используются именно по этой причине в определенных приложениях, где внезапное отключение питания из-за замыкания на землю может вызвать еще большие опасности (например, на химических заводах или в операционных). В таких случаях обычно обеспечивается мониторинг, чтобы в случае возникновения тревоги подавать сигнал тревоги.

На приведенной выше схеме при установке без изолирующего трансформатора устройство имеет замыкание на землю (например, токоведущий провод замкнулся на шасси).Поскольку нейтраль и земля соединены в блоке потребителя, система рассматривает это как короткое замыкание, и поэтому будет протекать большой ток, который приведет к срабатыванию предохранителя или срабатыванию автоматического выключателя. Это также приведет к срабатыванию УЗО, если оно установлено.

Когда в цепь включен изолирующий трансформатор, ничего не произойдет. Это потому, что вторичные живые и нейтральные больше не живые и нейтральные. Их действительно следует называть фазой 1 и фазой 2, поэтому я заключил их в кавычки. Поскольку они больше не находятся под напряжением и нейтрали, нет связи с входящей землей, и, следовательно, ток короткого замыкания не может протекать.В этом случае, поскольку есть короткое замыкание от «живого» к земле, это «живое» фактически становится эквивалентом нейтрали, а «нейтраль» фактически становится под напряжением. На приведенной выше схеме у вас будет 230 В между «фазой» и «нейтралью», 230 В между «нейтралью» и землей и ноль вольт между «фазой» и землей.

Однако в основном изолирующий трансформатор используется для обеспечения безопасности, когда люди работают под напряжением, случайное прикосновение к проводнику под напряжением не вызовет поражения электрическим током, или существует риск повреждения кабелей и т. Д.например, на строительных площадках.

Другим следствием этого является устранение «утечки на землю», то есть утечки тока от живого к земле, вызванной сетевыми фильтрами. Поскольку прямого заземления нет, то утечке на землю некуда течь. Это может быть полезно при работе рядом с пациентом или для уменьшения утечки на землю от нескольких устройств, чтобы избежать ложных срабатываний УЗО.

Использование изолирующего трансформатора для снижения электрического шума.

Трансформатор, будучи катушкой, имеет так называемую индуктивность. Индуктивность является препятствием для высокочастотных сигналов. Электрический шум — это высокочастотный сигнал, поэтому трансформатор препятствует этому. Другие проблемы с питанием также могут быть уменьшены, особенно если в конструкции трансформатора есть электростатический экран, который заземлен. С помощью этого метода можно эффективно уменьшить любые электрические переходные процессы между проводниками питания и землей.

Помехи между силовыми проводниками можно уменьшить за счет индуктивности, но не устранить.Вот почему в специализированных устройствах стабилизации мощности, которые включают в себя изолирующие трансформаторы, дополнительная фильтрация проводится на вторичной стороне трансформатора, чтобы еще больше уменьшить это.

Вместо того, чтобы вдаваться в подробности об этом, этот отрывок лучше всего подойдет для чтения перед сном.

Или можете просто поверить мне на слово.

Переделка облигации N-E

В сложных электрических установках или в некоторых, где проводка может быть старой, иметь плохие соединения или иным образом иметь чрезмерный импеданс, напряжение между нейтралью и землей может увеличиваться, особенно в самых удаленных от распределительного щита точках и особенно там, где задействованы высокие токи.Это может быть, а может и не быть проблемой для вашего электрического оборудования. Вы можете просто повторно подключить нейтраль к земле, но электрические правила не допускают этого. Однако, поскольку вторичная обмотка изолирована от первичной, вы можете безопасно получить новую нейтраль и землю, соединив их во вторичной обмотке изолирующего трансформатора. Это также сделано для устранения шума между «нейтралью» и землей — когда вы замыкаете ее.

Однако при этом возникает проблема безопасности. Если, например, оборудование находится в зонах, которые могут контактировать с водой (например, в лабораториях), желательно защитить эту цепь с помощью устройства защитного отключения.Это связано с тем, что вода является довольно плохим проводником электричества, и в случае, если на часть оборудования попадает вода, протекает недостаточно тока, чтобы сгореть предохранитель, но может протекать ток, достаточный для того, чтобы кто-то, кто может контактировать с водой, и заземлить неприятный удар электрическим током. Обратите внимание, что для нарушения сердечного ритма требуется всего несколько миллиампер тока.

Возьмите сценарий выше. Для защиты операторов, работающих с оборудованием, от риска контакта воды с токоведущими проводниками, цепь оснащена УЗО.Если вода будет пролита на оборудование и войдет в контакт с токоведущими проводниками, возникнет ток утечки, что приведет к срабатыванию УЗО. Это отключит питание оборудования и оставит оператора в безопасности.

В следующем сценарии установлен изолирующий трансформатор, который снабжает оборудование. Если сейчас прольется вода, любой контакт с токоведущими проводниками приведет только к заземлению проводов. Ток не будет протекать, следовательно, оператор будет в безопасности, а оборудование продолжит работу.

В последнем сценарии изолирующий трансформатор имеет заземление, подключенное к одной из вторичных фаз, создавая новую эффективную связь нейтраль-земля. Если теперь вода будет пролита на оборудование и войдет в контакт с токоведущими проводниками, ток будет течь от конца фазы трансформатора к оборудованию, через воду на землю, а затем обратно к трансформатору. Поскольку этот путь тока находится во вторичной обмотке трансформатора, УЗО не обнаруживает дисбаланса и, следовательно, не срабатывает.Оператор сейчас находится в небезопасной среде с потенциалом поражения электрическим током, поскольку они могут стать самой низкой точкой сопротивления для тока утечки.

Такие опасности могут существовать не только в воде. Я вспоминаю, как мне рассказывали о случае с неудачливым оператором кассы в крупной сети продуктовых магазинов. Она не знала, что электрический кабель, питающий какое-то оборудование, запутался в механизме ее кресла. Когда она повернулась в кресле, это вызвало разрез в изоляции кабеля, который затем соприкоснулся с токоведущим проводом.Эта цепь была защищена не УЗО, а только автоматическими выключателями. Следовательно, для отключения выключателя потребуется короткое замыкание, подобное току. В этом случае у кресла было плохое соединение с землей, поэтому кресло — и несчастный оператор — теперь находились под напряжением. Каждый раз, когда она касалась чего-то заземленного — например, кассы или конвейерного механизма, — она ​​получала поражение электрическим током. Если бы цепь была защищена с помощью УЗО, это не предотвратило бы поражение электрическим током, но его серьезность снизилась бы, и это произошло бы только один раз, а не многократно, что случалось с этой бедной женщиной, пока не было отключено питание.Ретроспективная акция действительно заключалась в том, чтобы подогнать УЗО (и сделать это во всех магазинах). Если бы они установили изолирующий трансформатор, то оператор вообще не получил бы удара током. Никакой неисправности не будет — за исключением визуального осмотра. Если бы они установили изолирующий трансформатор с перемычкой N-E на вторичной обмотке, это бы свело на нет эффект УЗО, создав еще одну опасную ситуацию для оператора.

Постановление о трансформаторе

Трансформаторы несовершенны, и в них существует сопротивление, которое вызывает падение напряжения в трансформаторе при протекании тока.Чем больше протекает ток, тем больше падение напряжения и, соответственно, выходное напряжение. Регулировка трансформатора — это разница между напряжением холостого хода и напряжением полной нагрузки, выраженная в процентах. Плохое регулирование может вызвать другие проблемы в цепи. Например, если нагрузка является нелинейной и принимает ток порциями с высокой величиной — например, в выпрямителях, то плохое регулирование может вызвать искажение формы волны и внести в систему гармоники напряжения. Другие проблемы включают слишком низкое падение напряжения и срабатывание систем защиты от пониженного напряжения.

ИБП и изолирующие трансформаторы

Прежде чем я перейду к ИБП с изолирующими трансформаторами, вероятно, стоит упомянуть, что происходит с бестрансформаторными системами ИБП в случае замыкания на землю, как описано выше. Утечки на землю невозможно устранить с помощью ИБП. Фактически, он является кумулятивным, поэтому утечка на землю ИБП добавляется к утечке на землю подключенных нагрузок. Это соображение для подключаемых ИБП, но это тема другой статьи. Если происходит событие утечки на землю, которое приводит к срабатыванию УЗО, то питание ИБП будет потеряно, и ИБП будет делать то, что он должен делать, а именно продолжать подавать питание на подключенную нагрузку, даже если у нее есть неисправность.Обратите внимание, что здесь я предполагаю, что это неисправность порядка десятков миллиампер — достаточно, чтобы сработать УЗО, но недостаточно, чтобы сработать предохранитель или сработать автоматический выключатель. Вы могли бы почувствовать опасность. Однако, когда ИБП работает от батареи, он будет иметь (подключаемые системы — не всегда в случае проводных систем) реле обратной связи. То, что он делает, — это разомкнутая цепь, предотвращающая попадание выхода инвертора на входящие контакты питания ИБП. Фактически это то же самое, что изоляция. Теперь нагрузка изолирована от источника, и, следовательно, ток утечки на землю не будет продолжать протекать, и, следовательно, опасности не будет.

Если в ИБП есть изолирующий трансформатор, это обеспечивает дополнительную защиту по мощности, но требует определенных соображений. Во-первых, он требует добавления большого количества меди и железа, что существенно увеличивает его вес и физические размеры. Как описано выше, соединение нейтрали с землей на вторичной обмотке ИБП приводит к тому, что любая защита УЗО становится избыточной, поэтому предпочтительно, чтобы трансформатор был плавающим. В системах ИБП с проводным подключением, если требуется соединение N-E, монтажники на месте могут довольно легко добавить его и установить любую защиту УЗО после ИБП.Кроме того, где в цепи ИБП должен быть трансформатор? На входе или на выходе?

Если он находится на входе, то ИБП имеет дополнительное преимущество защиты, обеспечиваемой трансформатором. Это означает, что утечка на землю ИБП (и подключенного оборудования) равна нулю при измерении на входе ИБП.

Если он находится на выходе, то выход ИБП всегда будет постоянным, независимо от того, работает он от батареи или в нормальном режиме. Это будет особенно важно, если требуется облигация N-E.

На мой взгляд, лучшим вариантом мы считаем входной трансформатор в сочетании с действительно плавающим выходом. Это самая безопасная конфигурация, которую мы включили в наши системы ИБП серии TX.

Редактировать — Плавающее напряжение

Добавляем это к исходной статье, чтобы подробно объяснить, почему выходное напряжение относительно земли такое, как оно есть.

Если взять наш изолирующий трансформатор, на котором вторичные обмотки выхода не заземлены. Как бы мы ни старались, всегда будет существовать некоторая паразитная емкость между выходными фазами и землей, полное сопротивление которой мы назовем Z _p .

Затем мы измеряем (используя вольтметр с высоким сопротивлением) между фазой 1 и фазой 2 и получаем выходное напряжение Vo. Теперь, измеряя расстояние между Фазой 1 и Землей, что мы ожидаем найти? Мы измеряем напряжение на паразитном импедансе Z _p . Если предположить, что это то же самое между фазой 1 и землей, как между фазой 2 и землей, тогда измеренное напряжение будет V _m = V _o (Z _p / (Z _p + Z _p ) ), или V _м = V _o /2, например, мы измеряем половину выходного напряжения.Таким образом, для трансформатора на 230 В мы ожидаем измерения около 115 В.

Если мы подключим часть оборудования к трансформатору, который содержит входной фильтр, то мы обнаружим, что между фазами входа и землей намеренно включены конденсаторы.