Изолирующий трансформатор
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2010 г. ) |
Изолирующий трансформатор — это трансформатор , используемый для передачи электрической энергии от источника переменного тока (AC) к некоторому оборудованию или устройству, одновременно изолируя питаемое устройство от источника питания, обычно по соображениям безопасности или для уменьшения переходных процессов и гармоник. [1] Изолирующие трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку ; между источником и нагрузкой нет проводящего пути. Эта изоляция используется для защиты от поражения электрическим током , для подавления электрических помех в чувствительных устройствах или для передачи энергии между двумя цепями, которые не должны быть соединены. Трансформатор, продаваемый для изоляции, часто имеет специальную изоляцию между первичной и вторичной обмотками и рассчитан на выдерживание высокого напряжения между обмотками.
Изолирующие трансформаторы блокируют передачу составляющей постоянного тока в сигналах из одной цепи в другую, но пропускают составляющие переменного тока в сигналах. Трансформаторы, у которых соотношение между первичной и вторичной обмотками составляет 1:1, часто используются для защиты вторичных цепей и отдельных лиц от поражения электрическим током между проводниками под напряжением и заземлением. Изолирующие трансформаторы соответствующей конструкции блокируют помехи, вызванные контурами заземления . Изолирующие трансформаторы с электростатическими экранами используются для источников питания чувствительного оборудования, такого как компьютеры, медицинские приборы или лабораторные приборы.
Некоторые спецификации требуют, чтобы изолирующие трансформаторы были частью молниезащиты в цепях переменного тока. [2]
Терминология
[ редактировать ]Иногда этот термин используется, чтобы подчеркнуть, что устройство не является автотрансформатором , первичная и вторичная цепи которого соединены. [3] Силовые трансформаторы с заданной изоляцией между первичной и вторичной обмотками обычно не называют только «изолирующими трансформаторами», если только это не является их основной функцией. Только трансформаторы, основной целью которых является изоляция цепей, обычно называют изолирующими трансформаторами.
Операция
[ редактировать ]Изолирующие трансформаторы разработаны с учетом емкостной связи между двумя обмотками. Емкость между первичной и вторичной обмотками также будет передавать переменный ток от первичной ко вторичной. Заземленный экран Фарадея между первичной и вторичной обмотками значительно снижает влияние синфазных помех. Это может быть другая обмотка или металлическая полоска, окружающая обмотку. Дифференциальный шум может магнитно связываться между первичной и вторичной обмотками изолирующего трансформатора, и его необходимо отфильтровывать в случае возникновения проблемы .
Приложения
[ редактировать ]Импульсные трансформаторы
[ редактировать ]
Некоторые небольшие трансформаторы используются для изоляции в импульсных цепях. [3] [4]
Тестирование электроники
[ редактировать ]При тестировании и обслуживании электроники изолирующий трансформатор представляет собой силовой трансформатор 1:1 (под нагрузкой), используемый в целях безопасности. Без него открытый металл под напряжением в тестируемом устройстве находится под опасным напряжением по сравнению с заземленными объектами, такими как радиатор отопления или заземляющий провод осциллографа (особая опасность возникает для некоторых старых ламповых приборов с корпусом под напряжением ). В трансформаторе, поскольку нет проводящего соединения между вторичной и первичной обмотками трансформатора, будет протекать лишь небольшой ток утечки, если оголенный металл подключен к земле.
Даже если используется изолирующий трансформатор, между компонентами изолированного устройства все равно может присутствовать опасное напряжение. Таким образом, оператор все еще может подвергнуться воздействию смертельного напряжения, прикоснувшись к нескольким элементам цепи. Изолирующий трансформатор обеспечивает максимальную защиту, когда устройство не заземлено. Подключение его к испытательному оборудованию, например, осциллографу или настольному мультиметру, может привести к заземлению цепи.
Электрическая изоляция считается особенно важной для медицинского оборудования, и к ней применяются специальные стандарты. Часто систему необходимо дополнительно спроектировать так, чтобы неисправности не прерывали подачу электроэнергии, а выдавали предупреждение. [5]
Поставка оборудования повышенных потенциалов
[ редактировать ]Изолирующие трансформаторы также используются для питания устройств, не имеющих потенциала земли. Примером может служить трансформатор Остина для питания фонарей предупреждения препятствий воздушному движению на мачтах радиоантенн . Без изолирующего трансформатора цепи освещения на мачте будут проводить радиочастотную энергию в землю через источник питания.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Джерри К. Уитакер (редактор), Обслуживание электронных систем , CRC Press, 2001, ISBN 9781420036855, страницы с 14-34 по 14-36.
- ^ [1] Самонесущая башня связи (от 20 до 100 футов) | Департамент транспорта Техаса
- ^ Jump up to: а б Сайт типичного дистрибьютора электроники
- ^ Спецификация типовой линейки высокочастотных электрически изолирующих импульсных трансформаторов в 16-контактном корпусе DIL. Производитель описывает их как «изоляторы шины данных», но некоторые дистрибьюторы описывают их как изолирующие трансформаторы.
- ^ Хью Нэш и др., (редактор), Рекомендуемая практика IEEE для электрических систем в медицинских учреждениях, Стандарт IEEE 602-1996 , ISBN 1-55937-772-0
