Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Напруга 220 В небезпечна для людини. Випадковий дотик до фазного дроту або до корпусу приладу, що опинився під напругою, може призвести до смерті, якщо людина стоїть на землі або заземленої поверхні. Особливу небезпеку становлять мережевий струм у вологих приміщеннях. Безпечну експлуатацію обладнання забезпечує розділовий трансформатор. Він застосовується для розв'язування гальванічного зв'язку блоку живлення з мережевою напругою, що зводить до нуля ймовірність ураження струмом.

Конструкція та принцип дії

Головна відмінність розділового трансформатора - відсутність гальванічного зв'язку між котушками, які надійно відокремлені гальванічною ізоляцією. Зазвичай обмотки, що утворюють первинний ланцюг трансформатора за параметрами, ідентичні обмоткам у вторинних ланцюгах. У такому разі коефіцієнт трансформації для даного роздільного трансформатора дорівнює 1. Тобто пристрій використовується виключно для гальванічної розв'язки. Приклад розділового апарату дивіться на рис. 1.

Мал. 1. Роздільний трансформатор

Характерною особливістю трансформаторів цього є те, що ланцюга вторинних обмоток в розділової трансформації не обладнуються захисним заземленням. Для забезпечення надійності гальванічної розв'язки застосовують додаткову ізоляцію між котушками. В окремих випадках витки первинних обмоток відокремлюють захисним екраном від вторинних обмоток або розносять їх фізично різні частини магнитопровода.

В іншому конструкція та принцип роботи не відрізняється від трансформаторів інших типів:

  • на первинну обмотку надходить напруга від мережі;
  • магнітна індукція, що виникає при цьому, поширюється по всьому магнітопроводу.
  • ЭДС індукції збуджує електричний струм у витках вторинної котушки.

Між напругами в котушках і струмами існує залежність: величини вторинних напруг прямо пропорційні первинним напругам, з коефіцієнтом пропорційності , а вихідний струм обернено пропорційний струму в первинній обмотці.

Завдяки відсутності гальванічного зв'язку між котушками та відокремленню від ланцюга заземлення первинної обмотки випадкове торкання будь-якого висновку вторинної котушки не призводить до ураження струмом. Остерігатися необхідно лише одночасного торкання різних висновків трансформатора.

Таким чином, при електричному контакті з струмопровідними частинами обладнання, запитаного від роздільного трансформатора, електричний ланцюг із землею не утворюється, що виключає можливість ураження електрострумом. Роздільні трансформатори забезпечують захист підключених електроприладів при однофазних замиканнях. Якщо КЗ відбудеться у первинному ланцюзі, то вторинний ланцюг просто знеструмлюється. Однак для повного захисту до первинного ланцюга підключайте ПЗВ.

Призначення

Автономні силові обмотки в основному застосовуються для відокремлення ланцюгів електротехнічних пристроїв від напруг, що постачаються електричною мережею. У цьому потужність навантаження становить від 100 Вт до 60 кВт. Електричні прилади, відокремлені від мережі живлення, отримують додатковий захист, вони безпечніші в обслуговуванні.

Роздільні трансформатори застосовуються для підключення навантаження у приміщеннях з умовами. що підвищують рівень небезпеки ураження електричним струмом. Такими спорудами є підвали, ванні кімнати та інші приміщення з підвищеною вогкістю.

З метою безпеки роблять гальванічну розв'язку обладнання застосовуваного в медичних установах. Підключати розділовий трансформатор доцільно скрізь, де існують підвищені вимоги до безпеки, там, де немає надійної ізоляції із землею.

Різновиди

В електротехніці досить часто використовують понижувальний трансформатор з гальванічним поділом ланцюгів первинної обмотки та вторинної котушки.

Такого типу розділовий понижувальний апарат дозволяє вирішити два завдання:

  • зменшити напругу до необхідного рівня;
  • забезпечити безпечну експлуатацію обладнання.

Сімейство силових трансформаторів включає серії однофазних трансформаторів, що володіють різними номінальними потужностями. Промислові силові агрегати зазвичай бувають великих розмірів і встановлюються стаціонарно в спеціальних боксах (див. рис. 2).

Мал. 2. Промисловий розділовий трансформатор

Існують компактні переносні пристрої (див. рис. 3).

Застосування переносних трансформаторів зручне у тих випадках, коли електроустаткування не може бути встановлене стаціонарно, а використовується періодично. Наприклад, при використанні електроінструменту в кабельних колодязях, підвалах і т.п. При номінальних первинних напругах ці пристрої стабільно працюють. Вони добре захищені від впливу вологи та інших впливів навколишнього середовища.

Мал. 3. Переносний розділовий агрегат

У вхідних сигнальних блоках, а також в інших ланцюгах електронного обладнання застосовуються малогабаритні, високочастотні імпульсні трансформатори.

За конструкцією сердечника мережевий трансформатор найчастіше буває стрижневого типу. Зустрічаються також тороїдальні моделі.

Мал. 4. Тороїдальний розділовий трансформатор

Технічні характеристики

Промисловість поставляє ринку безліч моделей з різними характеристиками. Запам'ятати їх просто неможливо. Та в цьому немає потреби. Більшість характеристик будуть цікаві лише вузьким фахівцям.

Для практичних цілей достатньо знати основні параметри трансформатора. Зазвичай ці параметри вказані у паспорті пристрою.

При виборі розділового трансформатора звертайте увагу на такі основні характеристики:

  • номінальна потужність;
  • частота струму;
  • первинна напруга;
  • вихідна (вторинна) напруга;
  • умовне позначення схеми з'єднання обмоток;
  • напруга в режимі короткого замикання;
  • теплові втрати при короткому замиканні;
  • струм у режимі холостого ходу;
  • теплові втрати при роботі в режимі холостого ходу;
  • габаритні розміри.

Номінальна потужність повинна збігатися або трохи перевищувати потужність навантаження. Первинна напруга повинна відповідати параметрам первинної мережі, а вторинне - напруги живлення електроприладів, що підключаються. При виборі імпульсних трансформаторів звертайте увагу на частоту струму.

Характеристики, виділені курсивом важливі, але для їх розуміння потрібні глибші пізнання у сфері електротехніки.

Порядок підключення

Однофазна напруга формується методом підключення однієї з фаз до нульового дроту через навантаження. У нашому випадку навантаженням є первинна обмотка. Тому, коли фазний струм потрапляє на корпус приладу, то при його торканні та одночасному контакті із заземленим предметом, через тіло оператора проходить електричний струм.

Застосування методу гальванічної розв'язки виключає таку можливість, оскільки вторинна обмотка не заземлена. Тому перед підключенням переконайтеся, що ви справді маєте справу з роздільним трансформатором. Для цього перевірте тестером відсутність з'єднання вторинної обмотки з корпусом і з витками первинної обмотки.

У тому випадку, якщо вторинна обмотка одна, а обидві котушки фізично рознесені на різні частини осердя, можна обійтися візуальним оглядом. Інакше перевірка є обов'язковою. Зауважте, що між вторинними обмотками (якщо їх кілька) гальванічний зв'язок може існувати, і це нормально.

Приклад схеми підключення наведено на малюнку 5. Зверніть увагу, що корпус підключеного обладнання в первинний ланцюг на цій схемі заземлений. Крім того, щоб посилити захист застосовано ПЗВ. Якщо ви використовуєте переносний або стаціонарний розділовий трансформатор, то заземлювати обладнання у вторинному ланцюзі не потрібно.

Мал. 5. Схема підключення

Різниця потенціалів між фазою і землею в первинному ланцюгу становить 220 В, у той час, як у захищеному ланцюгу напруга між фазою і землею нульова.

Підключайте навантаження, потужність яких не перевищує номіналу трансформатора. Недотримання цього правила може призвести до перегріву обмоток, що може призвести до руйнування ізоляції.

Використана література

  • Тихомиров П.М. «Розрахунок трансформаторів» 1976
  • І С. Таєв «Основи теорії електричних апаратів» 1987
  • Г. Н. Александрова "Теорія електричних апаратів" . 1985
  • Г. Н. Александрова "Теорія електричних апаратів" . 1985

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Електрик