你知道隔離變壓器的原理和應用嗎？

        隔離變壓器原理及應用：

二、隔離變壓器原理

.我們使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)交流電(dian)(dian)連接(jie)到(dao)(dao)地球。另一條線路(lu)(lu)在地球和地球之間有220V的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位差。該(gai)人與電(dian)(dian)擊接(jie)觸。隔(ge)離變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)二次不(bu)與大地相連，隔(ge)離變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)和地的(de)(de)(de)任意(yi)兩根導線之間沒有電(dian)(dian)位差。該(gai)人與任何(he)沒有電(dian)(dian)擊的(de)(de)(de)線路(lu)(lu)接(jie)觸，所(suo)以安(an)全(quan)是相對安(an)全(quan)的(de)(de)(de)。隔(ge)離變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)一般(ban)用(yong)(yong)于具有高(gao)電(dian)(dian)子管(guan)和工作電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子儀(yi)器(qi)(qi)，如擴管(guan)器(qi)(qi)、示波器(qi)(qi)等。且可用(yong)(yong)于電(dian)(dian)源的(de)(de)(de)維護。例如通常用(yong)(yong)于彩色(se)電(dian)(dian)視(shi)機的(de)(de)(de)安(an)全(quan)維護的(de)(de)(de)1到(dao)(dao)1隔(ge)離變壓(ya)(ya)器(qi)(qi)。

三、隔離變壓器應用

適用于安全、隔離、漏電流(liu)小、凈化電源、消除(chu)三次諧(xie)波及抑制共模干(gan)擾的場(chang)合。適用于交流(liu)50Hz至(zhi)400Hz，電壓1000V以下的電路中，廣(guang)泛用于照明、機床電器、機械電子(zi)設(she)備、醫療設(she)備、整(zheng)流(liu)裝置等

隔離(li)(li)變壓(ya)器根(gen)據使用(yong)情況可分為兩(liang)類(lei)：一(yi)(yi)類(lei)是安全(quan)的(de)電力變壓(ya)器，防止觸電事故的(de)發生(sheng)，另一(yi)(yi)類(lei)是隔離(li)(li)電源。另一(yi)(yi)種隔離(li)(li)變壓(ya)器是隔離(li)(li)電磁干擾信號，廣(guang)泛應用(yong)于電子電路中(zhong)抑制噪聲和電磁干擾。

四、通用觸(chu)電防護措(cuo)施

1．安全電壓

據歐姆定律(lv)，電(dian)(dian)壓(ya)(ya)越高，電(dian)(dian)流也就越大(da)。因此(ci)，可(ke)以把可(ke)能加在(zai)(zai)人(ren)身±的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)限(xian)制(zhi)在(zai)(zai)某一(yi)范圍之內，使(shi)得在(zai)(zai)這(zhe)種電(dian)(dian)壓(ya)(ya)下，通(tong)過人(ren)體(ti)的電(dian)(dian)流不超(chao)過允許(xu)的范圍。這(zhe)一(yi)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)就叫做安(an)全電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，也叫做安(an)全特(te)低電(dian)(dian)壓(ya)(ya)。應當指出(chu)，任何情(qing)況(kuang)下都不要(yao)把安(an)全電(dian)(dian)壓(ya)(ya)理解為絕對沒有(you)危險(xian)的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)。具有(you)安(an)全電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的設備屬于Ⅲ類設備。

安全電壓限值

限值(zhi)為任何(he)運行(xing)情(qing)況下，任何(he)兩導體問不可能(neng)出現(xian)的最高(gao)電(dian)壓值(zhi)。我國(guo)標準規定工(gong)頻電(dian)壓有效值(zhi)的限值(zhi)為50V、直流電(dian)壓的限值(zhi)為120V。

在(zai)一般(ban)情況下，人(ren)體(ti)(ti)的允許電流可(ke)以(yi)看作是自由電流，而人(ren)體(ti)(ti)的許用電流可(ke)以(yi)根據(ju)30 mA來考慮，當配(pei)備(bei)了(le)防電擊的快速斷保護裝置時(shi)，可(ke)以(yi)考慮人(ren)體(ti)(ti)的許用電流。根據(ju)人(ren)類(lei)允許電流30 mA和人(ren)的電阻1700Ω的條件，確定了(le)我(wo)國(guo)50V工頻電壓的限(xian)值。

中國(guo)標(biao)準還建議：當接(jie)觸面積(ji)大于1cm2時(shi)，接(jie)觸時(shi)間超過1s，干燥環境中工頻電壓(ya)有(you)效(xiao)值的極限值為(wei)(wei)33V，直(zhi)流電壓(ya)限值為(wei)(wei)70V;潮濕環境中工頻電壓(ya)有(you)效(xiao)值的極限值為(wei)(wei)16V，直(zhi)流電壓(ya)限制為(wei)(wei)35V

安全電壓額定值

我(wo)國規定工(gong)(gong)頻(pin)有(you)效值(zhi)的(de)額(e)定值(zhi)有(you)42V、36V、24V、12V和(he)6V。特別(bie)危險環境中(zhong)使用的(de)尹持(chi)電(dian)動工(gong)(gong)具應(ying)(ying)采用42V安(an)(an)全(quan)(quan)電(dian)壓(ya)；有(you)電(dian)擊危險環境中(zhong)使用的(de)手(shou)持(chi)照(zhao)明(ming)燈和(he)局部照(zhao)明(ming)燈應(ying)(ying)采用36V或24V安(an)(an)全(quan)(quan)電(dian)壓(ya)；金(jin)屬(shu)容器(qi)內、特別(bie)潮濕處等特別(bie)危險環境中(zhong)使用的(de)手(shou)持(chi)照(zhao)明(ming)燈應(ying)(ying)采用12V安(an)(an)全(quan)(quan)電(dian)壓(ya)；水(shui)下作業等場所應(ying)(ying)采用6V安(an)(an)全(quan)(quan)電(dian)壓(ya)。當電(dian)氣設備采用24V以上(shang)安(an)(an)全(quan)(quan)電(dian)壓(ya)時，必須(xu)采取直(zhi)接接觸電(dian)擊的(de)防護措施。

2.安全隔離變壓器

安(an)全(quan)隔離變壓(ya)器通常用作安(an)全(quan)電(dian)壓(ya)的電(dian)源(yuan)。線路如圖3/8所示。除了隔離變壓(ya)器、發電(dian)機、電(dian)池和具有相同隔離能力的電(dian)子設備外，還可以制成安(an)全(quan)電(dian)壓(ya)電(dian)源(yuan)。然而(er)，無論使用何種電(dian)源(yuan)，安(an)全(quan)電(dian)壓(ya)側(ce)都應保持與高壓(ya)側(ce)的強(qiang)化絕(jue)緣(yuan)水平。

圖3/8安全隔離轉(zhuan)換接線圖

采(cai)用安全(quan)隔離(li)變壓器作安全(quan)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)時，這種變壓器的(de)一次與二次之間有良好的(de)絕(jue)緣；其間還可用接地的(de)屏(ping)蔽隔離(li)開來。安全(quan)隔離(li)變壓器各部(bu)絕(jue)緣電(dian)(dian)(dian)阻不得低于下(xia)列數值：

活件與外殼之(zhi)間(jian)的工作絕緣2MΩ

帶電部分和外(wai)殼之間的加強絕緣7MΩ

輸入環和輸出環之間(jian)的5mΩ

輸入環和(he)輸入環之間的2mΩ

輸(shu)出(chu)回路和輸(shu)出(chu)回路之間的電(dian)阻為2MΩ

類變壓器的(de)帶(dai)電部分與金屬物(wu)體之間(jian)　　2MΩ

金屬物(wu)體與(yu)II類變體殼(ke)體之間的5mΩ

絕緣(yuan)外(wai)殼上的(de)內(nei)外(wai)金屬物(wu)體之間為2MΩ

安(an)全隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的額定容(rong)量，單相(xiang)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過10kVA，三(san)相(xiang)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過16kVA，電(dian)(dian)鈴變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的額定容(rong)量不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過100VA，變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的額定容(rong)量為玩(wan)具不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過200VA;安(an)全隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)的額定電(dian)(dian)壓(ya)(ya)，交流電(dian)(dian)壓(ya)(ya)有(you)效值(zhi)不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過50V，脈動直流電(dian)(dian)壓(ya)(ya)不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過50V，電(dian)(dian)力變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)不(bu)(bu)得(de)超(chao)(chao)(chao)過24V和24V，玩(wan)具變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(qi)不(bu)(bu)得(de)分別超(chao)(chao)(chao)過33V和33V。

安(an)全電(dian)(dian)(dian)壓(ya)電(dian)(dian)(dian)路的(de)帶電(dian)(dian)(dian)部分必須(xu)與較高電(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)電(dian)(dian)(dian)路電(dian)(dian)(dian)隔離(li)(li)，不得與接地(di)、保護導體(ti)或其他電(dian)(dian)(dian)路連接，但變(bian)(bian)壓(ya)器一(yi)次(ci)和(he)二(er)(er)次(ci)之間的(de)屏蔽隔離(li)(li)層須(xu)按要求(qiu)接地(di)或連接到零(ling)。如果變(bian)(bian)壓(ya)器沒有加強(qiang)絕緣的(de)結構(gou)，二(er)(er)次(ci)側應接地(di)或連接零(ling)，以減少一(yi)次(ci)和(he)二(er)(er)次(ci)短路的(de)風險(xian)。對于普通(tong)絕緣電(dian)(dian)(dian)力變(bian)(bian)壓(ya)器，主線路長度(du)不得超過3米，不得帶入金屬(shu)容器內供使用。

安全電(dian)壓的(de)布線優(you)選地與其他電(dian)壓電(dian)平(ping)的(de)布線分開布置。否(fou)則，絕(jue)緣水(shui)平(ping)應與鋪設(she)在一起的(de)其他較高電(dian)壓等級的(de)布線的(de)絕(jue)緣水(shui)平(ping)相同。

3．電氣隔離

電氣隔離是指(zhi)使(shi)用(yong)電壓比(bi)為1≤1的(de)隔離變壓器將工作電路與其它電路隔離，即(ji)一次側(ce)和二次側(ce)的(de)電壓相等(deng)。

電氣隔(ge)離(li)應符合下列安全條件：

1．隔離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)必須具有加強絕(jue)(jue)緣的(de)結構，其溫升和絕(jue)(jue)緣電阻要(yao)求(qiu)與安全(quan)隔離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)相同，這種隔離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)還應(ying)符合下列要(yao)求(qiu)：

(1)最(zui)大(da)容(rong)量單相變壓(ya)(ya)器不得(de)(de)超過25千伏安，三(san)相變壓(ya)(ya)器不得(de)(de)超逾(yu)40千伏安。

(2)空(kong)載輸出電壓不應(ying)超(chao)過1000 V，脈動(dong)直流不應(ying)超(chao)過1000 V，電壓不應(ying)降低額(e)定電壓的5%≤15%。

（3）隔離變壓器具有耐熱(re)，防(fang)潮，防(fang)水，防(fang)振(zhen)結構(gou);不(bu)(bu)應(ying)使用賽璐珞等易燃(ran)材(cai)料(liao)作為結構(gou)材(cai)料(liao);手柄，操作桿(gan)，按(an)鈕等不(bu)(bu)應(ying)充電(dian);外殼應(ying)具有足夠的機(ji)械強(qiang)度，一般不(bu)(bu)能打(da)開，應(ying)防(fang)止意外接觸帶電(dian)部件;蓋子應(ying)至少以兩種(zhong)方式固定，其中至少一種(zhong)必(bi)須(xu)使用工(gong)具完成。

(4)除非另有指明(ming)，否則(ze)輸出(chu)繞(rao)組(zu)不(bu)得連接(jie)到外殼；輸入繞(rao)組(zu)不(bu)得連接(jie)到輸出(chu)繞(rao)組(zu)；而繞(rao)組(zu)結構須(xu)能防(fang)止上述連接(jie)的可能性。

(5)電(dian)源(yuan)(yuan)開關應(ying)(ying)采(cai)用全(quan)極開關，觸點(dian)開啟距離應(ying)(ying)大(da)于3mm，輸(shu)出插座應(ying)(ying)能防止不(bu)同電(dian)壓(ya)引腳的插入(ru)，不(bu)應(ying)(ying)插入(ru)固定變壓(ya)器輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)，移(yi)動變壓(ya)器可(ke)安裝2×4m電(dian)源(yuan)(yuan)線。

(6)當輸入端(duan)與輸出端(duan)之間的(de)距離(li)小于25毫(hao)米(mi)時，須用與變壓器的(de)絕(jue)緣(yuan)隔(ge)斷積分來分隔(ge)。

(7)I類變壓器(qi)應(ying)(ying)有(you)保護(hu)端子(zi)，電源線應(ying)(ying)有(you)專用保護(hu)線，R級變壓器(qi)無保護(hu)端子(zi)。

2.二(er)次(ci)(ci)(ci)邊(bian)緣是獨立的(de)，即不(bu)與地(di)(di)(di)球相連，不(bu)與保護導(dao)體相連，也不(bu)與其(qi)(qi)他電(dian)(dian)路(lu)(lu)相連。如圖3/9所示，如果變壓器的(de)二(er)次(ci)(ci)(ci)側接(jie)地(di)(di)(di)，當有(you)人(ren)在(zai)二(er)次(ci)(ci)(ci)側發(fa)生單相電(dian)(dian)擊時，電(dian)(dian)流可以很容易地(di)(di)(di)流過(guo)人(ren)體和(he)二(er)次(ci)(ci)(ci)側接(jie)合(he)部形成(cheng)一個回(hui)路(lu)(lu)。因此，在(zai)采用(yong)電(dian)(dian)氣隔(ge)離作為安(an)全措(cuo)施(shi)時，還必(bi)須采取措(cuo)施(shi)防止二(er)次(ci)(ci)(ci)回(hui)路(lu)(lu)的(de)故障接(jie)地(di)(di)(di)和(he)其(qi)(qi)他電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)連接(jie)。因為一旦二(er)次(ci)(ci)(ci)側發(fa)生接(jie)地(di)(di)(di)故障，這種措(cuo)施(shi)就會完全喪失(shi)其(qi)(qi)安(an)全功(gong)能(neng)。對于較老的(de)二(er)次(ci)(ci)(ci)側線路(lu)(lu)，還應安(an)裝絕緣監測裝置。

圖3—9 變壓器二次邊接(jie)地的危險

　　3．二次(ci)邊(bian)線(xian)路電(dian)壓過高或副邊(bian)線(xian)路過長，都(dou)會降低回路對地絕緣水平，增(zeng)大(da)故障(zhang)接地的(de)(de)危險，并增(zeng)大(da)故障(zhang)接地電(dian)流(liu)。因此，必須(xu)限制電(dian)源電(dian)壓和(he)二次(ci)邊(bian)線(xian)路的(de)(de)長度。按照規定，應保證電(dian)源電(dian)壓U≤500V、線(xian)路長度L≤200m、電(dian)壓與長度的(de)(de)乘積(ji)UL≤100000V·m。

　　4．等電位聯結

圖3/10中(zhong)(zhong)的虛(xu)線是(shi)一(yi)條(tiao)等勢連(lian)接線。如(ru)果(guo)不存在等電位(wei)連(lian)接線，當(dang)兩(liang)個相鄰的器(qi)件在隔(ge)離電路中(zhong)(zhong)不能擊穿不同(tong)相線的外殼時，兩(liang)個器(qi)件的外殼就(jiu)會有不同(tong)的接地電壓。如(ru)果(guo)有人同(tong)時接觸兩(liang)個設(she)備(bei)，接觸電壓是(shi)線性電壓，電擊是(shi)非常危險的。因此，如(ru)果(guo)隔(ge)離電路有多個電氣設(she)備(bei)(或電器(qi))，則每個設(she)備(bei)(或設(she)備(bei))的金屬外殼應采取相同(tong)的潛在連(lian)接措施。此時，插座應該有一(yi)個特殊(shu)的千(qian)斤頂，具(ju)有相同(tong)的電勢連(lian)接。

圖3-10電(dian)氣隔離(li)的等電(dian)位連接

5．凈化電源、消除三次諧波及抑制(zhi)共模(mo)干(gan)擾

交流電(dian)源輸入中隔(ge)離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)的(de)特點：如果(guo)采用vv1，采用隔(ge)離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)，可以(yi)消除三(san)次諧波(bo)，減少(shao)干擾信(xin)號。Vvv 2，隔(ge)離變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)可以(yi)產生新的(de)中性線，避(bi)免設備因電(dian)網中性線差(cha)而出現異常運行。Vvv 3是(shi)由三(san)次諧波(bo)等(deng)非線性負載引(yin)起的(de)電(dian)流波(bo)形畸變(bian)(bian)，可以(yi)在不(bu)污染電(dian)網的(de)情況下進行隔(ge)離。

v交流電源輸出端的隔(ge)離變壓(ya)器功能(neng)：

1.防止(zhi)非線(xian)性負載(zai)的(de)電(dian)(dian)流(liu)畸變(bian)(bian)影(ying)響(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)源的(de)正常(chang)運(yun)行(xing)，污染(ran)電(dian)(dian)網，對電(dian)(dian)網的(de)凈(jing)化起著(zhu)重要作(zuo)用(yong)。2.在隔離變(bian)(bian)壓(ya)器輸入端，非線(xian)性負載(zai)電(dian)(dian)流(liu)畸變(bian)(bian)不影(ying)響(xiang)采樣精度，得到能反(fan)映實(shi)際情(qing)況的(de)控(kong)制信號。3.負載(zai)不平衡時，不影(ying)響(xiang)穩(wen)壓(ya)電(dian)(dian)源的(de)正常(chang)運(yun)行(xing)。

一(yi)(yi)些音頻聽(ting)者往往在(zai)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)上(shang)增(zeng)加(jia)功(gong)率隔(ge)離變壓器，如惠普、SKVA或(huo)國(guo)(guo)內(nei)廠商(shang)推(tui)出(chu)IKVA等(deng)。有的采用(yong)220 V空(kong)調插座降低110 V，有的將110 V改為(wei)110 V 1：1模式，其功(gong)能(neng)(neng)是(shi)降低電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)的噪聲，提高電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的信噪比。在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)，特別是(shi)普通的110 V和(he)220 V，因為(wei)每個家(jia)庭都(dou)有使用(yong)中(zhong)的電(dian)(dian)(dian)器，如微波(bo)爐(lu)，電(dian)(dian)(dian)磁爐(lu)。開(kai)關、電(dian)(dian)(dian)機運行等(deng)，在(zai)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)中(zhong)會出(chu)現倍頻或(huo)突然波(bo)傳輸到每個電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)插頭，所以電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)污染非常嚴重。除非你能(neng)(neng)不(bu)惜一(yi)(yi)切代價(jia)自(zi)己(ji)發電(dian)(dian)(dian)，否則要想(xiang)辦(ban)法(fa)改善電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的噪音。

其實(shi)隔離變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)的原理很(hen)簡單，主要就(jiu)是針對這些雜訊都是中高周波(bo)(bo)的特性而設計。因為我(wo)(wo)們知道，中高周波(bo)(bo)在(zai)我(wo)(wo)們的硅鋼片型(xing)的變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)耗損相當大。不大會(hui)從一次線圈感應(ying)到二(er)次線圈輸(shu)出，因此就(jiu)可以達到我(wo)(wo)們要干凈電源的目的。但(dan)有些人不免擔(dan)心會(hui)影響到動(dong)態范圍、音場(chang)音色等問題，其實(shi)要看這個隔離變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)本(ben)身的制作水準和功率容量而定，究竟是EI型(xing)的好，或是環型(xing)的好？我(wo)(wo)們只能說(shuo)。環型(xing)好的很(hen)貴，EI型(xing)的很(hen)笨(ben)重。

使用時，我們仍(reng)然建議(yi)你(ni)做一個良好的電路來隔離(li)變(bian)壓(ya)器本身。用戶(hu)經常忽略這種重要性。變(bian)壓(ya)器會產生漏磁和電磁干(gan)擾。如(ru)果(guo)外殼金屬的導(dao)電部分未(wei)連接(jie)到地(di)或電源正確接(jie)地(di)。即使它(ta)更加隔離(li)，這條線(xian)也是有限的。另請(qing)注意，如(ru)果(guo)變(bian)壓(ya)器本身處于空轉狀態，則會很熱。該子功率容(rong)量將減少。如(ru)果(guo)變(bian)壓(ya)器振動，則建議(yi)您更換一個。否則，它(ta)的噪音將壓(ya)倒許(xu)多(duo)音樂細節。

6．隔離(li)變壓(ya)器的特性

具有電壓變換功能

有濾波抗干擾功能

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