隔離變壓器的工作原理和安全使用規范
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(xiàn)圈各自的電流。早期為歐洲國家用在電力行業(yè)，廣泛用于電子工業(yè)或工礦企業(yè)、機床和機械設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、二次側繞組間有較高絕緣強度以隔離不同電位抑制共模干擾的專(zhuān)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。都是利用電磁感應原理。隔離變壓器一般是指1：1的變壓器。由于次級不和地相連。次級任一根線(xiàn)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備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴音機，電子管收音機和示波器和車(chē)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 )使兩側電路之間出現靜電干擾。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、副繞組之間設置一片不閉合的銅片或非磁性導電紙，稱(chēng)為屏蔽層。銅片或非磁性導電紙用導線(xiàn)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。對繞組的引出線(xiàn)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(lèi)
普通隔離變壓器由于一次側、二次側繞組之間沒(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。它被廣泛應用于交流電源線(xiàn)上、通信線(xiàn)上，隔離接地回路，有效抑制低頻、音頻范圍內的共模干擾，但不能抑制差模干擾。信號與脈沖隔離變壓器也廣泛地應用在音頻到視頻范圍，用于中斷地環(huán)路，實(shí)現耦合交流、隔離直流成分、阻抗匹配等功能。由于隔離變壓器的一次側與二次側之間存在分布電容，從而降低了接地回路阻抗。當由于某種原因，B點(diǎn)電位升高出現干擾電壓en時(shí)，高頻共模干擾可從一次側耦合到二次側。
屏蔽隔離變壓器在隔離變壓器的一次側和二次側之間插入一層金屬屏蔽層，屏蔽層將一次側與二次側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)自一次側的共模干擾在到達二次側前被屏蔽層阻抗旁路。如將金屬層與變壓器一次側輸入端（有調壓抽頭時(shí)接調壓抽頭或接地端和零線(xiàn)端）連接，來(lái)自一次側的差模干擾在到達二次側前也被屏蔽層短路。
雙重屏蔽隔離變壓器當一次側同時(shí)出現共模和差模干擾時(shí)，將一層屏蔽層連接到一次側以降低差模噪聲，將另一層屏蔽層連接到共模干擾的基準面或地線(xiàn)上以降低共模噪聲。隔離變壓器外殼也被連接到安全地線(xiàn)上。屏蔽層的連接線(xiàn)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備機架的隔板或屏蔽室的隔墻上，并將機架接設備安全地線(xiàn)，輸入電源安全地被斷開(kāi)加絕緣管保護。
對隔離變壓器的要求在變電所、發(fā)電廠(chǎng)中電子設備使用的隔離變壓器，應參照國家對設備的標準要求進(jìn)行選擇，電源用的隔離變壓器應滿(mǎn)足如下幾項指標：①額定電壓：220V±20%;②額定電流：按設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備應用需要進(jìn)行選擇。
隔離變壓器的作用
1、使一次側與二次側的電氣完全絕緣，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地懸浮，只能用在供電范圍較小、線(xiàn)路較短的場(chǎng)合。此時(shí)，系統的對地電容電流小得不足以對人身造成傷害。
2、電氣隔離——一個(gè)是保護設備，還有一個(gè)很重要的作用就是保護人身安全！隔離危險電壓。隔離變壓器輸出輸入電容耦合小，對由于閃電，放電，電網(wǎng)切換，電機啟動(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設備的作用。所謂保護人身安全，即對操作此設備的人的一個(gè)保護。因為隔離變壓器的電動(dòng)勢是通過(guò)二次感應獲得，與一次側（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，當人體手握220V零線(xiàn)然后與大地接觸后，是不會(huì )有電流流過(guò)的，而手握火線(xiàn)然后與大地接觸，就會(huì )有生命危險。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(xiàn)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(guān)
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(xiàn)（或引腳）固定良好，標簽印刷良好，粘附整齊。
2、看標識和包裝
變壓器的標識，應當包含商標、型號和額定電氣參數，或者會(huì )配有包含完整電氣參數的說(shuō)明書(shū)，有清楚的接線(xiàn)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(kāi)好的材料，無(wú)論是繞組、絕緣膠帶、骨架、鐵芯和引線(xiàn)（或引腳）都很重要。變壓器生產(chǎn)中往往會(huì )用到絕緣漆，對變壓器的防潮、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、看認證證書(shū)、檢測報告
變壓器產(chǎn)品屬于CQC自愿認證，如果變壓器具有認證證書(shū)，可通過(guò)CQC網(wǎng)站在線(xiàn)核查。相比沒(méi)有認證證書(shū)的產(chǎn)品，獲得了認證證書(shū)的變壓器更值得信賴(lài)。
隔離變壓器早期為歐洲國家用在電力行業(yè)，廣泛用于電子工業(yè)或工礦企業(yè)，機床和機械設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)機器維修、保養用，起保護、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；
1變壓器的次級不能接地;
2人體不能同時(shí)觸及次級兩端，否者，就有觸電的危險。