隔離變壓器的工作原理和安全使用規(guī)范
發(fā)布時(shí)間：2023-07-28 11:38
什么是隔離變壓器
隔離變壓器是指輸入繞組與輸出繞組帶電氣隔離的變壓器，隔離變壓器用以避免偶然同時(shí)觸及帶電體，變壓器的隔離是隔離原副邊繞線圈各自的電流。早期為歐洲國(guó)家用在電力行業(yè)，廣泛用于電子工業(yè)或工礦企業(yè)、機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中一般電路的控制電源、安全照明及指示燈的電源。
一次側(cè)、二次側(cè)繞組間有較高絕緣強(qiáng)度以隔離不同電位抑制共模干擾的專用變壓器。隔離變壓器的變比通常是1：1。
隔離變壓器工作原理
隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感應(yīng)原理。隔離變壓器一般是指1：1的變壓器。由于次級(jí)不和地相連。次級(jí)任一根線與地之間沒(méi)有電位差。使用安全。常用作維修電源。
隔離變壓器不全是1：1變壓器?？刂谱儔浩骱碗娮庸茉O(shè)備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴(kuò)音機(jī)，電子管收音機(jī)和示波器和車床控制變壓器等電源都是隔離變壓器。如為了安全維修彩電常用1比1的隔離變壓器。隔離變壓器是使用比較多的，在空調(diào)中也是使用的。
一般變壓器原、副繞組之間雖也有隔離電路的作用，但在頻率較高的情況下，兩繞組之間的電容仍會(huì)使兩側(cè)電路之間出現(xiàn)靜電干擾。為避免這種干擾，隔離變壓器的原、副繞組一般分置于不同的心柱上，以減小兩者之間的電容；也有采用原、副繞組同心放置的，但在繞組之間加置靜電屏蔽，以獲得高的抗干擾特性。
靜電屏蔽就是在原、副繞組之間設(shè)置一片不閉合的銅片或非磁性導(dǎo)電紙，稱為屏蔽層。銅片或非磁性導(dǎo)電紙用導(dǎo)線連接于外殼。有時(shí)為了取得更好的屏蔽效果，在整個(gè)變壓器，還罩一個(gè)屏蔽外殼。對(duì)繞組的引出線端子也加屏蔽，以防止其他外來(lái)的電磁干擾。這樣可使原、副繞組之間主要只剩磁的耦合，而其間的等值分布電容可小于0.01pF，從而大大減小原、副繞組間的電容電流，有效地抑制來(lái)自電源以及其他電路的各種干擾。
隔離變壓器的分類
普通隔離變壓器由于一次側(cè)、二次側(cè)繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接，故一般的電力變壓器不論變比為多少都具有電位隔離的功能，而隔離變壓器則可以隔離更高的電位差。它被廣泛應(yīng)用于交流電源線上、通信線上，隔離接地回路，有效抑制低頻、音頻范圍內(nèi)的共模干擾，但不能抑制差模干擾。信號(hào)與脈沖隔離變壓器也廣泛地應(yīng)用在音頻到視頻范圍，用于中斷地環(huán)路，實(shí)現(xiàn)耦合交流、隔離直流成分、阻抗匹配等功能。由于隔離變壓器的一次側(cè)與二次側(cè)之間存在分布電容，從而降低了接地回路阻抗。當(dāng)由于某種原因，B點(diǎn)電位升高出現(xiàn)干擾電壓en時(shí)，高頻共模干擾可從一次側(cè)耦合到二次側(cè)。
屏蔽隔離變壓器在隔離變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間插入一層金屬屏蔽層，屏蔽層將一次側(cè)與二次側(cè)之間的電容分為兩個(gè)，起到了屏蔽作用。如將金屬屏蔽層與變壓器接地端連接，則來(lái)自一次側(cè)的共模干擾在到達(dá)二次側(cè)前被屏蔽層阻抗旁路。如將金屬層與變壓器一次側(cè)輸入端（有調(diào)壓抽頭時(shí)接調(diào)壓抽頭或接地端和零線端）連接，來(lái)自一次側(cè)的差模干擾在到達(dá)二次側(cè)前也被屏蔽層短路。
雙重屏蔽隔離變壓器當(dāng)一次側(cè)同時(shí)出現(xiàn)共模和差模干擾時(shí)，將一層屏蔽層連接到一次側(cè)以降低差模噪聲，將另一層屏蔽層連接到共模干擾的基準(zhǔn)面或地線上以降低共模噪聲。隔離變壓器外殼也被連接到安全地線上。屏蔽層的連接線必須短而可靠，否則在高頻時(shí)，屏蔽效果明顯降低。
三重屏蔽的隔離變壓器當(dāng)需要更高隔離要求的時(shí)候，可選用三重屏蔽的隔離變壓器。三種不同屏蔽層的連接方法取決于變壓器的安裝方法以及接地條件。一般將變壓器安裝在設(shè)備機(jī)架的隔板或屏蔽室的隔墻上，并將機(jī)架接設(shè)備安全地線，輸入電源安全地被斷開加絕緣管保護(hù)。
對(duì)隔離變壓器的要求在變電所、發(fā)電廠中電子設(shè)備使用的隔離變壓器，應(yīng)參照國(guó)家對(duì)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行選擇，電源用的隔離變壓器應(yīng)滿足如下幾項(xiàng)指標(biāo)：①額定電壓：220V±20%;②額定電流：按設(shè)備的輸入最大工作電流再加50%選定;③絕緣電阻：》10MΩ;④工頻耐壓：2500V，1min，泄漏電流《10mA;⑤高頻干擾抑制：共模2500V（1MHz衰減振蕩波）抑制》60dB，差模1250V（1MHz衰減振蕩波）抑制》40dB。隔離變壓器泄漏電流的大小，以及屏蔽效能視不同設(shè)備應(yīng)用需要進(jìn)行選擇。
隔離變壓器的作用
1、使一次側(cè)與二次側(cè)的電氣完全絕緣，也使該回路隔離。另外，利用其鐵芯的高頻損耗大的特點(diǎn)，從而抑制高頻雜波傳入控制回路。用隔離變壓器使二次對(duì)地懸浮，只能用在供電范圍較小、線路較短的場(chǎng)合。此時(shí)，系統(tǒng)的對(duì)地電容電流小得不足以對(duì)人身造成傷害。
2、電氣隔離——一個(gè)是保護(hù)設(shè)備，還有一個(gè)很重要的作用就是保護(hù)人身安全！隔離危險(xiǎn)電壓。隔離變壓器輸出輸入電容耦合小，對(duì)由于閃電，放電，電網(wǎng)切換，電機(jī)啟動(dòng)和其它電網(wǎng)燥聲引起的干擾更具有抑制作用，是比較有效的電源噪聲抑制器。從這點(diǎn)看隔離變壓器更具有保護(hù)設(shè)備的作用。所謂保護(hù)人身安全，即對(duì)操作此設(shè)備的人的一個(gè)保護(hù)。因?yàn)楦綦x變壓器的電動(dòng)勢(shì)是通過(guò)二次感應(yīng)獲得，與一次側(cè)（與大地形成回路）不形成一個(gè)回路，因此不會(huì)造成觸電。
3、改變電壓，比如將220V的交流電壓變成交流15V，但由一個(gè)更大的作用是將220V的GND與15V的GND進(jìn)行了分離，這一點(diǎn)很重要。我們知道，當(dāng)人體手握220V零線然后與大地接觸后，是不會(huì)有電流流過(guò)的，而手握火線然后與大地接觸，就會(huì)有生命危險(xiǎn)。隔離變壓器的這種能夠隔離參考點(diǎn)（即地）的作用是很大的。經(jīng)過(guò)變壓器的隔離后，比如仍然還是220V的電壓，只要保證這兩根線不與大地接觸，那么人體手握任何一根與大地相連，就不會(huì)有問(wèn)題。
隔離變壓器的選型
1、看外觀
品質(zhì)好的變壓器一般看上去比較干凈、無(wú)污染，金屬材料無(wú)翹起，絕緣膠帶纏繞整齊，引線（或引腳）固定良好，標(biāo)簽印刷良好，粘附整齊。
2、看標(biāo)識(shí)和包裝
變壓器的標(biāo)識(shí)，應(yīng)當(dāng)包含商標(biāo)、型號(hào)和額定電氣參數(shù)，或者會(huì)配有包含完整電氣參數(shù)的說(shuō)明書，有清楚的接線說(shuō)明。
3、看零部件清單
品質(zhì)好的變壓器除了工藝好，更離不開好的材料，無(wú)論是繞組、絕緣膠帶、骨架、鐵芯和引線（或引腳）都很重要。變壓器生產(chǎn)中往往會(huì)用到絕緣漆，對(duì)變壓器的防潮、散熱、絕緣、固定繞組都有很好的作用。部分企業(yè)可能會(huì)不使用絕緣漆或使用品質(zhì)差的絕緣漆，這會(huì)影響變壓器的性能和安全，甚至可能釋放有毒物質(zhì)。
4、看認(rèn)證證書、檢測(cè)報(bào)告
變壓器產(chǎn)品屬于CQC自愿認(rèn)證，如果變壓器具有認(rèn)證證書，可通過(guò)CQC網(wǎng)站在線核查。相比沒(méi)有認(rèn)證證書的產(chǎn)品，獲得了認(rèn)證證書的變壓器更值得信賴。
隔離變壓器早期為歐洲國(guó)家用在電力行業(yè)，廣泛用于電子工業(yè)或工礦企業(yè)，機(jī)床和機(jī)械設(shè)備中一般電路的控制電源，安全照明及指示燈的電源之用。隔離變壓器屬于安全電源，一般用來(lái)機(jī)器維修、保養(yǎng)用，起保護(hù)、防雷、濾波作用。
那么使用隔離變壓器就一定安全嗎？
不一定，一定要注意一下兩點(diǎn)，否則依然有觸電風(fēng)險(xiǎn)；
1變壓器的次級(jí)不能接地;
2人體不能同時(shí)觸及次級(jí)兩端，否者，就有觸電的危險(xiǎn)。
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