隔離變壓器真的安全么?使用者需要了解哪些?

網(wǎng)傳隔離變壓器電不死人,隔離變壓器不會電人等等,那隔離變壓器真的如此安全和不會電人么?上海蓋能電氣專注隔離變壓器設(shè)計生產(chǎn)30余年,讓我們一起來探討隔離變壓器我們該了解哪些方面?

引文作者:上海蓋能電氣市場部(專注干式變壓器30年)

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什么是安全隔離變壓器?

隔離變壓器是一種變壓器,用于將交流電電源的電力傳輸?shù)侥承┰O(shè)備或裝置,同時將供電裝置與電源隔離,通常是出于安全原因。隔離變壓器提供電流隔離,用于防止電擊,抑制敏感設(shè)備中的電氣噪聲,或在兩個不能連接的電路之間傳輸功率。用于隔離的變壓器通常在一次和二次之間有特殊的絕緣層,并被指定承受繞組之間的高電壓。

安全隔離變壓器
安全隔離變壓器

隔離變壓器安全使用

那么,隔離變壓器如何才能用于電氣安全呢?歸根結(jié)底,變壓器到底是什么。最簡單地說,就是繞著一個鐵心繞兩圈線。輸入線圈(稱為初級線圈)將電場轉(zhuǎn)換成磁場。這個磁場然后在第二個線圈上產(chǎn)生一個電場,因此在這個線圈的輸出端出現(xiàn)一個電壓(稱為二次線圈)。通過改變線圈的匝數(shù),電壓可以升高或降低,但在我們的情況下,匝數(shù)相等,因此輸出電壓與輸入電壓相同。然而,這里要抓住的一點是,輸入和輸出之間沒有電氣連接。這一環(huán)節(jié)是由磁性完成的。這意味著輸出與輸入是“隔離”的,因此也就是隔離變壓器!

隔離變壓器的輸出在其輸出導(dǎo)體之間仍有220V的標(biāo)稱輸出電壓,但沒有接地連接。這意味著你可以安全地接觸任何一個導(dǎo)體而不會有觸電的危險。但如果你同時觸碰兩個導(dǎo)體,你還是會觸電的!

需要注意的是,對于隔離變壓器,一個可能會導(dǎo)致斷路器跳閘或保險絲熔斷的接地故障裝置將工作正常。事實上,隔離變壓器正是出于這個原因,在某些應(yīng)用中,由于接地故障而突然斷電可能導(dǎo)致更大的危險(例如在化工廠或在運行的劇院)。在這種情況下,通常會提供監(jiān)控,以便在發(fā)生這種情況時發(fā)出警報。

當(dāng)隔離變壓器投入電路時,什么也不會發(fā)生。這是因為次級帶電和中性不再帶電和中性。因此我把它們放在引號中。由于它們不再是帶電和中性的,因此沒有參考輸入的接地,因此沒有故障電流可以流動。在這種情況下,由于存在從“帶電”到接地的故障,該“帶電”實際上成為中性,而“中性”實際上變成帶電。

然而,為了安全起見,隔離變壓器的主要用途是當(dāng)人們帶電工作時,帶電導(dǎo)體的意外接觸不會引起電擊,或有損壞電纜等的風(fēng)險,例如在建筑工地。

其另一個后果是“接地泄漏”即由電源濾波器引起的從帶電到接地的電流滴流被消除。因為沒有直接的接地連接,所以沒有任何地方可以讓漏電流到。這在患者附近的應(yīng)用中可能是有利的,或者可以減少來自多個設(shè)備的接地泄漏,以避免令人討厭的RCD跳閘。

使用隔離變壓器降低電氣噪音

變壓器是一個線圈,有所謂的電感。電感是高頻信號的屏障。電噪聲是一種高頻信號,因此變壓器起到了阻斷作用。其他的電力問題也可以減少,特別是如果在變壓器結(jié)構(gòu)中有一個靜電屏蔽層連接到地面。使用這種方法可以有效地減少電源導(dǎo)體和大地之間的任何電氣瞬變。功率導(dǎo)體之間的干擾可以通過電感減小,但不能消除。這就是為什么在包含隔離變壓器的專用功率調(diào)節(jié)裝置中,在變壓器的二次側(cè)放置進一步的過濾以進一步減少這種情況。

在復(fù)雜的電氣裝置中,或某些線路可能陳舊、連接不良或阻抗過大的地方,中性點和接地之間的電壓可能增加,特別是在離配電盤最遠(yuǎn)的地方,特別是在涉及高電流的地方。這可能是,也可能不是您的電氣設(shè)備的問題。你可以把中性點重新接地,但電氣規(guī)范不允許這樣做。但是,由于二次繞組與一次繞組是隔離的,所以通過將二次繞組與隔離變壓器的二次繞組連接起來,可以安全地得到一個新的中性點和接地。這樣做也是為了消除“中性點”和地球之間的噪音-因為你是短路。

但是,在進行此操作時存在安全問題。例如,如果在可能與水接觸的區(qū)域(例如實驗室)的設(shè)備需要使用剩余電流裝置保護該電路。這是因為水是一種很差的電導(dǎo)體,如果一件設(shè)備被水濺到了地上,沒有足夠的電流可以燒斷保險絲,但是有足夠的電流可以使可能與水和地球接觸的人受到嚴(yán)重的電擊。注意,它只需要幾毫安的電流就可以引起心跳中斷。

以上面的場景為例。為了保護在有水接觸帶電導(dǎo)體風(fēng)險的設(shè)備上工作的操作人員,電路已安裝RCD。如果水濺到設(shè)備上并與帶電導(dǎo)體接觸,泄漏電流將流動,導(dǎo)致RCD工作。這將斷開設(shè)備電源,并使操作員安全。

在下一個場景中,安裝了隔離變壓器并為設(shè)備供電。如果現(xiàn)在有水溢出,任何與帶電導(dǎo)體的接觸只會使導(dǎo)體接地。不會有電流流動,因此操作人員將是安全的,設(shè)備將繼續(xù)運行。

在最后一種情況下,隔離變壓器將接地連接到一個二次相位,從而形成一個新的有效中性點接地鍵。如果水現(xiàn)在濺到設(shè)備上,并與帶電導(dǎo)體接觸,電流將從變壓器的相端流到設(shè)備,通過水流到地面,然后流回變壓器。由于該電流路徑包含在變壓器二次側(cè),RCD將不會檢測到不平衡,因此不會跳閘。操作員現(xiàn)在處于一個不安全的環(huán)境中,可能會觸電,因為它們可能成為泄漏電流的電阻的最低點。

這種危害不僅存在于水中。我記得有人告訴過我一個不幸的結(jié)帳人在一家大型雜貨連鎖店。在她不知情的情況下,一根為某些設(shè)備供電的電纜已經(jīng)纏在她的座椅機構(gòu)中。當(dāng)她在椅子上旋轉(zhuǎn)時,電纜的絕緣層被割斷,然后與帶電導(dǎo)體接觸。該電路不受RCD保護,僅受斷路器保護。因此,需要故障電流才能使斷路器跳閘。在這種情況下,椅子與地球的連接很差,所以椅子和不幸的操作員現(xiàn)在處于帶電狀態(tài)。每次她碰到接地的東西,比如收銀臺或傳送裝置,她都會受到電擊。如果電路被RCD保護,那么這不會防止電擊,但嚴(yán)重程度會降低,而且只會發(fā)生一次,而不是多次發(fā)生在這位可憐的女士身上,直到斷電?;仡櫺孕袆哟_實是為了適應(yīng)RCD(并在所有商店都這樣做)。如果他們要安裝一個隔離變壓器,那么操作員根本不會受到電擊。沒有明顯的故障-除了目視檢查。如果他們要在二次繞組上安裝一個隔離變壓器,那么這將抵消RCD對操作人員造成另一種危險情況的影響。