Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Napięcie 220 V nie jest bezpieczne dla ludzi. Przypadkowy kontakt z przewodem pod napięciem lub obudową instrumentu pod napięciem może być śmiertelny, jeśli osoba stoi na ziemi lub na uziemionej powierzchni. Szczególnie niebezpieczne są prądy sieciowe w wilgotnych pomieszczeniach. Bezpieczną pracę sprzętu zapewnia transformator separacyjny. Służy do odizolowania połączenia galwanicznego zasilacza od napięcia sieciowego, co zmniejsza do zera prawdopodobieństwo porażenia prądem.

Konstrukcja i zasada działania

Główną różnicą między transformatorem separacyjnym jest brak połączenia galwanicznego między cewkami, które są niezawodnie oddzielone izolacją galwaniczną. Zwykle uzwojenia tworzące obwód pierwotny transformatora mają parametry identyczne z uzwojeniami w obwodach wtórnych. W tym przypadku współczynnik transformacji dla tego transformatora izolującego wynosi 1. Oznacza to, że urządzenie służy wyłącznie do izolacji galwanicznej. Przykład urządzenia oddzielającego pokazano na ryc. 1.

Ryż. 1. Transformator separacyjny

Cechą charakterystyczną transformatorów tego typu jest to, że obwody uzwojeń wtórnych w transformacji dzielącej nie są wyposażone w uziemienie ochronne. W celu zapewnienia niezawodności izolacji galwanicznej pomiędzy cewkami zastosowano dodatkową izolację. W niektórych przypadkach zwoje uzwojeń pierwotnych są oddzielone ekranem ochronnym od uzwojeń wtórnych lub są fizycznie rozdzielone na różne części obwodu magnetycznego.

Poza tym budowa i zasada działania nie odbiega od innych typów transformatorów:

  • uzwojenie pierwotne otrzymuje napięcie sieciowe;
  • wynikowa indukcja magnetyczna rozchodzi się po całym obwodzie magnetycznym.
  • Siła indukcji wzbudza prąd elektryczny w zwojach cewki wtórnej.

Istnieje zależność między napięciami w cewkach a prądami: wartości napięć wtórnych są wprost proporcjonalne do napięć pierwotnych, ze współczynnikiem proporcjonalności k=W2/W1 , a prąd wyjściowy jest odwrotnie proporcjonalny do prądu pierwotnego.

Ze względu na brak połączenia galwanicznego pomiędzy cewkami oraz odseparowanie od masy uzwojenia pierwotnego, przypadkowy kontakt z którymkolwiek zaciskiem cewki wtórnej nie prowadzi do porażenia prądem. Należy tylko uważać na jednoczesne dotknięcie różnych zacisków transformatora.

Dzięki temu w przypadku kontaktu elektrycznego z przewodzącymi prąd częściami urządzeń zasilanych z transformatora izolacyjnego nie powstaje obwód elektryczny z masą, co eliminuje możliwość porażenia prądem. Transformatory separacyjne zapewniają również ochronę podłączonych urządzeń elektrycznych w przypadku zwarć jednofazowych. Jeśli w obwodzie pierwotnym wystąpi zwarcie, obwód wtórny jest po prostu pozbawiony napięcia. Jednak dla pełnej ochrony podłącz RCD do obwodu pierwotnego.

Miejsce docelowe

Autonomiczne uzwojenia zasilające służą głównie do odseparowania obwodów urządzeń elektrycznych od napięć dostarczanych przez sieć elektryczną. W tym przypadku moc obciążenia wynosi od 100 W do 60 kW. Urządzenia elektryczne odseparowane od sieci otrzymują dodatkową ochronę, są bezpieczniejsze w utrzymaniu.

Transformatory separacyjne służą do łączenia obciążenia w pomieszczeniach o określonych warunkach. zwiększyć ryzyko porażenia prądem. Takimi konstrukcjami są piwnice, łazienki i inne pomieszczenia o dużej wilgotności.

Ze względów bezpieczeństwa wykonują izolację galwaniczną sprzętu używanego w placówkach medycznych. Wskazane jest podłączenie transformatora separacyjnego wszędzie tam, gdzie występują podwyższone wymagania bezpieczeństwa, gdzie nie ma niezawodnej izolacji od ziemi.

Odmiany

W elektrotechnice często stosuje się transformator obniżający napięcie z galwaniczną separacją obwodów uzwojenia pierwotnego i wtórnego.

Ten typ separującego aparatu redukcyjnego pozwala rozwiązać dwa problemy:

  • obniż napięcie do wymaganego poziomu;
  • zapewnić bezpieczną pracę sprzętu.

Rodzina transformatorów mocy obejmuje serię transformatorów jednofazowych o różnych mocach znamionowych. Zasilacze przemysłowe są zwykle imponujących rozmiarów i instalowane są na stałe w specjalnych skrzynkach (patrz rys. 2).

Ryż. 2. Przemysłowy transformator separacyjny

Istnieją kompaktowe urządzenia przenośne (patrz rys. 3).

Zastosowanie przenośnych transformatorów jest wygodne w przypadkach, gdy sprzęt elektryczny nie może być zainstalowany na stałe, ale jest używany okresowo. Na przykład podczas używania elektronarzędzia w kanałach kablowych, piwnicach itp. Przy znamionowych napięciach pierwotnych urządzenia te pracują stabilnie. Są dobrze chronione przed wilgocią i innymi wpływami środowiska.

Ryż. 3. Przenośna jednostka oddzielająca

W blokach sygnałów wejściowych, jak również w innych obwodach sprzętu elektronicznego stosowane są małogabarytowe transformatory impulsowe wysokiej częstotliwości.

Zgodnie z konstrukcją rdzenia transformator sieciowy jest najczęściej typu prętowego. Są też modele toroidalne.

Ryż. 4. Toroidalny transformator separacyjny

Specyfikacje

Branża dostarcza na rynek wiele modeli o różnych właściwościach. Po prostu nie da się ich zapamiętać. Tak, nie jest to konieczne. Większość cech będzie interesująca tylko wąskich specjalistów.

Do celów praktycznych wystarczy znać podstawowe parametry transformatora. Zwykle te parametry są określone w paszporcie urządzenia.

Przy wyborze transformatora separacyjnego należy zwrócić uwagę na następujące główne cechy:

  • moc znamionowa;
  • bieżąca częstotliwość;
  • napięcie pierwotne;
  • napięcie wyjściowe (wtórne);
  • symbol schematu podłączenia uzwojenia;
  • napięcie w trybie zwarcia;
  • straty cieplne podczas zwarcia;
  • prąd jałowy;
  • straty ciepła podczas pracy na biegu jałowym;
  • wymiary.

Moc znamionowa musi odpowiadać lub nieznacznie przekraczać moc obciążenia. Napięcie pierwotne musi odpowiadać parametrom sieci pierwotnej, a napięcie wtórne musi odpowiadać napięciu zasilania podłączonych urządzeń elektrycznych. Przy wyborze transformatorów impulsowych należy zwrócić uwagę na częstotliwość prądu.

Charakterystyki pisane kursywą są ważne, ale ich zrozumienie wymaga głębszej znajomości elektrotechniki.

Kolejność połączenia

Napięcie jednofazowe powstaje poprzez podłączenie jednej z faz do przewodu neutralnego poprzez obciążenie. W naszym przypadku obciążeniem jest uzwojenie pierwotne. Dlatego, gdy prąd fazowy dostaje się do korpusu urządzenia, a następnie dotyka i jednocześnie styka się z uziemionym przedmiotem, prąd elektryczny przepływa przez ciało operatora.

Zastosowanie metody izolacji galwanicznej eliminuje taką możliwość, ponieważ uzwojenie wtórne nie jest uziemione. Dlatego przed podłączeniem upewnij się, że naprawdę masz do czynienia z transformatorem separacyjnym. W tym celu należy sprawdzić testerem brak połączenia między uzwojeniem wtórnym a obudową oraz ze zwojami uzwojenia pierwotnego.

W przypadku, gdy występuje tylko jedno uzwojenie wtórne, a obie cewki są fizycznie rozdzielone na różne części rdzenia, można zrezygnować z oględzin. W przeciwnym razie wymagana jest weryfikacja. Należy pamiętać, że między uzwojeniami wtórnymi może występować połączenie galwaniczne (jeśli jest ich kilka) i jest to normalne.

Przykładowy schemat połączeń pokazano na rysunku 5. Należy pamiętać, że obudowa urządzenia podłączonego do obwodu pierwotnego na tym schemacie jest uziemiona. Dodatkowo w celu wzmocnienia ochrony zastosowano RCD. Jeśli używasz przenośnego lub stacjonarnego transformatora izolującego, nie musisz uziemiać sprzętu w obwodzie wtórnym.

Ryż. 5. Schemat połączeń

Różnica potencjałów między fazą a ziemią w obwodzie pierwotnym wynosi 220 V, natomiast w obwodzie chronionym napięcie między fazą a ziemią wynosi zero.

Podłącz obciążenia, których moc nie przekracza mocy znamionowej transformatora. Nieprzestrzeganie tej zasady może doprowadzić do przegrzania uzwojeń, co jest obarczone zniszczeniem izolacji.

Literatura używana

  • Tichomirow P.M. „Obliczanie transformatorów” 1976
  • I S. Taev „Podstawy teorii aparatury elektrycznej” 1987
  • G. N. Aleksandrova „Teoria aparatury elektrycznej”. 1985
  • G. N. Aleksandrova „Teoria aparatury elektrycznej”. 1985

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk