你知道隔離變壓器的原理和應(yīng)用嗎？

        隔離變壓器原理及應(yīng)用：

二、隔離變壓器原理

.我們使用的交流電連接到地球。另一條線路在地球和地球之間有220V的電位差。該人與電擊接觸。隔離變壓器的二次不與大地相連，隔離變壓器和地的任意兩根導(dǎo)線之間沒有電位差。該人與任何沒有電擊的線路接觸，所以安全是相對(duì)安全的。隔離變壓器一般用于具有高電子管和工作電壓的電子儀器，如擴(kuò)管器、示波器等。且可用于電源的維護(hù)。例如通常用于彩色電視機(jī)的安全維護(hù)的1到1隔離變壓器。

三、隔離變壓器應(yīng)用

適用于安全、隔離、漏電流小、凈化電源、消除三次諧波及抑制共模干擾的場(chǎng)合。適用于交流50Hz至400Hz，電壓1000V以下的電路中，廣泛用于照明、機(jī)床電器、機(jī)械電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、整流裝置等

隔離變壓器根據(jù)使用情況可分為兩類：一類是安全的電力變壓器，防止觸電事故的發(fā)生，另一類是隔離電源。另一種隔離變壓器是隔離電磁干擾信號(hào)，廣泛應(yīng)用于電子電路中抑制噪聲和電磁干擾。

四、通用觸電防護(hù)措施

1．安全電壓

據(jù)歐姆定律，電壓越高，電流也就越大。因此，可以把可能加在人身±的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過(guò)人體的電流不超過(guò)允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。應(yīng)當(dāng)指出，任何情況下都不要把安全電壓理解為絕對(duì)沒有危險(xiǎn)的電壓。具有安全電壓的設(shè)備屬于Ⅲ類設(shè)備。

安全電壓限值

限值為任何運(yùn)行情況下，任何兩導(dǎo)體問(wèn)不可能出現(xiàn)的最高電壓值。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工頻電壓有效值的限值為50V、直流電壓的限值為120V。

在一般情況下，人體的允許電流可以看作是自由電流，而人體的許用電流可以根據(jù)30 mA來(lái)考慮，當(dāng)配備了防電擊的快速斷保護(hù)裝置時(shí)，可以考慮人體的許用電流。根據(jù)人類允許電流30 mA和人的電阻1700Ω的條件，確定了我國(guó)50V工頻電壓的限值。

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)還建議：當(dāng)接觸面積大于1cm2時(shí)，接觸時(shí)間超過(guò)1s，干燥環(huán)境中工頻電壓有效值的極限值為33V，直流電壓限值為70V;潮濕環(huán)境中工頻電壓有效值的極限值為16V，直流電壓限制為35V

安全電壓額定值

我國(guó)規(guī)定工頻有效值的額定值有42V、36V、24V、12V和6V。特別危險(xiǎn)環(huán)境中使用的尹持電動(dòng)工具應(yīng)采用42V安全電壓；有電擊危險(xiǎn)環(huán)境中使用的手持照明燈和局部照明燈應(yīng)采用36V或24V安全電壓；金屬容器內(nèi)、特別潮濕處等特別危險(xiǎn)環(huán)境中使用的手持照明燈應(yīng)采用12V安全電壓；水下作業(yè)等場(chǎng)所應(yīng)采用6V安全電壓。當(dāng)電氣設(shè)備采用24V以上安全電壓時(shí)，必須采取直接接觸電擊的防護(hù)措施。

2.安全隔離變壓器

安全隔離變壓器通常用作安全電壓的電源。線路如圖3/8所示。除了隔離變壓器、發(fā)電機(jī)、電池和具有相同隔離能力的電子設(shè)備外，還可以制成安全電壓電源。然而，無(wú)論使用何種電源，安全電壓側(cè)都應(yīng)保持與高壓側(cè)的強(qiáng)化絕緣水平。

圖3/8安全隔離轉(zhuǎn)換接線圖

采用安全隔離變壓器作安全電壓的電源時(shí)，這種變壓器的一次與二次之間有良好的絕緣；其間還可用接地的屏蔽隔離開來(lái)。安全隔離變壓器各部絕緣電阻不得低于下列數(shù)值：

活件與外殼之間的工作絕緣2MΩ

帶電部分和外殼之間的加強(qiáng)絕緣7MΩ

輸入環(huán)和輸出環(huán)之間的5mΩ

輸入環(huán)和輸入環(huán)之間的2mΩ

輸出回路和輸出回路之間的電阻為2MΩ

類變壓器的帶電部分與金屬物體之間　　2MΩ

金屬物體與II類變體殼體之間的5mΩ

絕緣外殼上的內(nèi)外金屬物體之間為2MΩ

安全隔離變壓器的額定容量，單相變壓器不得超過(guò)10kVA，三相變壓器不得超過(guò)16kVA，電鈴變壓器的額定容量不得超過(guò)100VA，變壓器的額定容量為玩具不得超過(guò)200VA;安全隔離變壓器的額定電壓，交流電壓有效值不得超過(guò)50V，脈動(dòng)直流電壓不得超過(guò)50V，電力變壓器不得超過(guò)24V和24V，玩具變壓器不得分別超過(guò)33V和33V。

安全電壓電路的帶電部分必須與較高電壓的電路電隔離，不得與接地、保護(hù)導(dǎo)體或其他電路連接，但變壓器一次和二次之間的屏蔽隔離層須按要求接地或連接到零。如果變壓器沒有加強(qiáng)絕緣的結(jié)構(gòu)，二次側(cè)應(yīng)接地或連接零，以減少一次和二次短路的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于普通絕緣電力變壓器，主線路長(zhǎng)度不得超過(guò)3米，不得帶入金屬容器內(nèi)供使用。

安全電壓的布線優(yōu)選地與其他電壓電平的布線分開布置。否則，絕緣水平應(yīng)與鋪設(shè)在一起的其他較高電壓等級(jí)的布線的絕緣水平相同。

3．電氣隔離

電氣隔離是指使用電壓比為1≤1的隔離變壓器將工作電路與其它電路隔離，即一次側(cè)和二次側(cè)的電壓相等。

電氣隔離應(yīng)符合下列安全條件：

1．隔離變壓器必須具有加強(qiáng)絕緣的結(jié)構(gòu)，其溫升和絕緣電阻要求與安全隔離變壓器相同，這種隔離變壓器還應(yīng)符合下列要求：

(1)最大容量單相變壓器不得超過(guò)25千伏安，三相變壓器不得超逾40千伏安。

(2)空載輸出電壓不應(yīng)超過(guò)1000 V，脈動(dòng)直流不應(yīng)超過(guò)1000 V，電壓不應(yīng)降低額定電壓的5%≤15%。

（3）隔離變壓器具有耐熱，防潮，防水，防振結(jié)構(gòu);不應(yīng)使用賽璐珞等易燃材料作為結(jié)構(gòu)材料;手柄，操作桿，按鈕等不應(yīng)充電;外殼應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，一般不能打開，應(yīng)防止意外接觸帶電部件;蓋子應(yīng)至少以兩種方式固定，其中至少一種必須使用工具完成。

(4)除非另有指明，否則輸出繞組不得連接到外殼；輸入繞組不得連接到輸出繞組；而繞組結(jié)構(gòu)須能防止上述連接的可能性。

(5)電源開關(guān)應(yīng)采用全極開關(guān)，觸點(diǎn)開啟距離應(yīng)大于3mm，輸出插座應(yīng)能防止不同電壓引腳的插入，不應(yīng)插入固定變壓器輸入電路，移動(dòng)變壓器可安裝2×4m電源線。

(6)當(dāng)輸入端與輸出端之間的距離小于25毫米時(shí)，須用與變壓器的絕緣隔斷積分來(lái)分隔。

(7)I類變壓器應(yīng)有保護(hù)端子，電源線應(yīng)有專用保護(hù)線，R級(jí)變壓器無(wú)保護(hù)端子。

2.二次邊緣是獨(dú)立的，即不與地球相連，不與保護(hù)導(dǎo)體相連，也不與其他電路相連。如圖3/9所示，如果變壓器的二次側(cè)接地，當(dāng)有人在二次側(cè)發(fā)生單相電擊時(shí)，電流可以很容易地流過(guò)人體和二次側(cè)接合部形成一個(gè)回路。因此，在采用電氣隔離作為安全措施時(shí)，還必須采取措施防止二次回路的故障接地和其他電路的連接。因?yàn)橐坏┒蝹?cè)發(fā)生接地故障，這種措施就會(huì)完全喪失其安全功能。對(duì)于較老的二次側(cè)線路，還應(yīng)安裝絕緣監(jiān)測(cè)裝置。

圖3—9 變壓器二次邊接地的危險(xiǎn)

　　3．二次邊線路電壓過(guò)高或副邊線路過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)降低回路對(duì)地絕緣水平，增大故障接地的危險(xiǎn)，并增大故障接地電流。因此，必須限制電源電壓和二次邊線路的長(zhǎng)度。按照規(guī)定，應(yīng)保證電源電壓U≤500V、線路長(zhǎng)度L≤200m、電壓與長(zhǎng)度的乘積UL≤100000V·m。

　　4．等電位聯(lián)結(jié)

圖3/10中的虛線是一條等勢(shì)連接線。如果不存在等電位連接線，當(dāng)兩個(gè)相鄰的器件在隔離電路中不能擊穿不同相線的外殼時(shí)，兩個(gè)器件的外殼就會(huì)有不同的接地電壓。如果有人同時(shí)接觸兩個(gè)設(shè)備，接觸電壓是線性電壓，電擊是非常危險(xiǎn)的。因此，如果隔離電路有多個(gè)電氣設(shè)備(或電器)，則每個(gè)設(shè)備(或設(shè)備)的金屬外殼應(yīng)采取相同的潛在連接措施。此時(shí)，插座應(yīng)該有一個(gè)特殊的千斤頂，具有相同的電勢(shì)連接。

圖3-10電氣隔離的等電位連接

5．凈化電源、消除三次諧波及抑制共模干擾

交流電源輸入中隔離變壓器的特點(diǎn)：如果采用vv1，采用隔離變壓器，可以消除三次諧波，減少干擾信號(hào)。Vvv 2，隔離變壓器可以產(chǎn)生新的中性線，避免設(shè)備因電網(wǎng)中性線差而出現(xiàn)異常運(yùn)行。Vvv 3是由三次諧波等非線性負(fù)載引起的電流波形畸變，可以在不污染電網(wǎng)的情況下進(jìn)行隔離。

v交流電源輸出端的隔離變壓器功能：

1.防止非線性負(fù)載的電流畸變影響交流電源的正常運(yùn)行，污染電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的凈化起著重要作用。2.在隔離變壓器輸入端，非線性負(fù)載電流畸變不影響采樣精度，得到能反映實(shí)際情況的控制信號(hào)。3.負(fù)載不平衡時(shí)，不影響穩(wěn)壓電源的正常運(yùn)行。

一些音頻聽者往往在電源上增加功率隔離變壓器，如惠普、SKVA或國(guó)內(nèi)廠商推出IKVA等。有的采用220 V空調(diào)插座降低110 V，有的將110 V改為110 V 1：1模式，其功能是降低電源中的噪聲，提高電源的信噪比。在中國(guó)，特別是普通的110 V和220 V，因?yàn)槊總€(gè)家庭都有使用中的電器，如微波爐，電磁爐。開關(guān)、電機(jī)運(yùn)行等，在電源中會(huì)出現(xiàn)倍頻或突然波傳輸?shù)矫總€(gè)電源插頭，所以電源污染非常嚴(yán)重。除非你能不惜一切代價(jià)自己發(fā)電，否則要想辦法改善電源的噪音。

其實(shí)隔離變壓器的原理很簡(jiǎn)單，主要就是針對(duì)這些雜訊都是中高周波的特性而設(shè)計(jì)。因?yàn)槲覀冎?，中高周波在我們的硅鋼片型的變壓器耗損相當(dāng)大。不大會(huì)從一次線圈感應(yīng)到二次線圈輸出，因此就可以達(dá)到我們要干凈電源的目的。但有些人不免擔(dān)心會(huì)影響到動(dòng)態(tài)范圍、音場(chǎng)音色等問(wèn)題，其實(shí)要看這個(gè)隔離變壓器本身的制作水準(zhǔn)和功率容量而定，究竟是EI型的好，或是環(huán)型的好？我們只能說(shuō)。環(huán)型好的很貴，EI型的很笨重。

使用時(shí)，我們?nèi)匀唤ㄗh你做一個(gè)良好的電路來(lái)隔離變壓器本身。用戶經(jīng)常忽略這種重要性。變壓器會(huì)產(chǎn)生漏磁和電磁干擾。如果外殼金屬的導(dǎo)電部分未連接到地或電源正確接地。即使它更加隔離，這條線也是有限的。另請(qǐng)注意，如果變壓器本身處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，則會(huì)很熱。該子功率容量將減少。如果變壓器振動(dòng)，則建議您更換一個(gè)。否則，它的噪音將壓倒許多音樂細(xì)節(jié)。

6．隔離變壓器的特性

具有電壓變換功能

有濾波抗干擾功能

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