Oddělovací transformátory se nazývají se stejnými napěťovými nebo proudovými charakteristikami na výstupu a výstupu. Taková zařízení mají stejný počet závitů na primární a sekundární cívce. V důsledku toho je transformační poměr roven jedné. Použití takových jednotek zvyšuje bezpečnost, protože v sekundárních obvodech nejsou žádné elektrické spoje se zdrojem napětí nebo zemí.
Oddělení vstupního a výstupního vinutí zajišťuje zesílená dvojitá izolace. Dalším opatřením je umístění cívek na fyzicky odlišná jádra.
Sekundární vinutí je vyrobeno bez uzemnění nulového kontaktu, takže náhodný dotyk nezpůsobí úraz elektrickým proudem, pokud se osoba současně nedotkne kovové trubky, nestojí na vlhkém místě nebo nehrozí nebezpečí průchodu elektrického proudu tělem jiným způsobem.
Princip činnosti
Zařízení funguje na principu podobném klasickému transformátoru: při přivedení proudu do primární cívky se v ní indukuje magnetický tok a následně jeho vznik v sekundárním vinutí, který způsobí přenos elektrického proudu. Protože charakteristiky cívek jsou totožné, parametry elektrického proudu primárního a sekundárního vinutí budou stejné.
Oddělovací transformátorový obvod
Klasifikace
V současné době se komerčně vyrábí několik typů oddělovacích transformátorů určených pro bezpečný provoz elektrických instalací. Existují následující typy takových zařízení:
- proud – primární cívka slouží k připojení zdroje proudu, sekundární je posílána do elektroměru nebo podobného zařízení. Je instalován v měřicí nebo reléové elektrické síti;
- špička – pro převod sinusového napětí, ve většině případů se používají v digitalizačních zařízeních;
- pulzní typ – převést přijatý signál na pulzní, vyhladit vysokofrekvenční rušení;
- automatické – v provedení jsou vstupní a výstupní vinutí spojeny dohromady, což tvoří elektrické spojení, spolu s magnetickým;
- výkonové – s několika vinutími, které umožňují transformaci charakteristik současně s přenosem;
- přenosný – používá se k uspořádání osvětlovacích systémů venku nebo uvnitř.
Zařízení mohou poskytovat vysoce specializované podmínky použití. Taková zařízení jsou instalována ve zdravotnických zařízeních pro napájení operačních sálů, nemocnic a dalších důležitých oddělení, kde jsou kladeny vysoké bezpečnostní požadavky.
přihláška
Použití oddělovacích transformátorů je nutné zejména v místnostech, pro jejichž provoz jsou kladeny zvýšené požadavky na elektrickou bezpečnost. To platí pro:
- sklepy;
- kabelové jímky;
- předměty s vysokou vlhkostí;
- plynem nebezpečná místa;
- při použití elektrického nářadí první třídy elektrické bezpečnosti.
Doma mohou být taková zařízení instalována v koupelnách, bazénech a dalších technických místnostech, kde je vyžadována zvýšená úroveň ochrany před úrazem elektrickým proudem. Je možné je připojit ke kotlovým jednotkám.
Pořadí připojení
Připojení zařízení je velmi snadné. Elektrický proud se u objektu předem vypne. Nejprve se připojí objektové kontakty a poté strana napájení.
Po těsném spojení kontaktů se do transformátoru přivede elektrický proud a zkontroluje se správná činnost.
Výhody a nevýhody zařízení
Použití izolačních transformátorů umožňuje dosáhnout následujících výhod:
- zvýšit životnost elektrických spotřebičů;
- snížit množství elektrického proudu v případě zkratu;
- dodatečná ochrana při provozu elektrického zařízení;
- zlepšit kvalitativní charakteristiky elektrické sítě;
- odfiltrovat vysokofrekvenční šum.
Nevýhodou těchto zařízení je další komplikace domácí nebo průmyslové sítě, nemožnost poskytnout plnou ochranu před úrazem elektrickým proudem.
Jak si vyrobit vlastní oddělovací transformátor
Nízkopříkonové zařízení lze snadno vyrobit svépomocí, pokud máte podobné dovednosti a základní znalosti v oblasti elektrotechniky.
- na dvou identických jádrech se provádějí dvě poloviční vinutí – cívky jsou rozděleny na polovinu;
- dvojice polovičních vinutí je zapojena do série;
- navíc můžete zařízení vybavit škrticí klapkou nebo stabilizátorem.
Podrobnější schéma zařízení a pořadí připojení polovičních vinutí jsou uvedeny ve schématu:
Zařízení lze použít k napájení dílny nebo jiné pomocné místnosti. Před připojením ke stacionárnímu zdroji je nutné zařízení otestovat malým elektrickým proudem. Jako spotřební zařízení je vhodná obyčejná nízkopříkonová lampa.
Pokud však domácí mistr nemá dostatek elektrických znalostí a žádné zkušenosti s takovou prací, doporučuje se kontaktovat specialistu příslušného profilu.
Cena izolačních transformátorů
Náklady na tato zařízení závisí na vlastnostech a účelu, jakož i na cenové politice výrobce a obchodní organizace. V průměru může takové zařízení stát od 9 do 70 tisíc rublů v závislosti na specifikovaných vlastnostech.
V tabulce jsou uvedeny některé příklady cen těchto zařízení:
| model | Výkon zátěže, VA | Vstupní napětí, V | Hodnota jmenovitého elektrického proudu A | Hmotnost, kg | Cena, rub. |
|---|---|---|---|---|---|
| ORSZ-400 | 400 | 220 | 1,8 | 7 | 9600 |
| ORSZ-1000 | 1000 | 220 | 4,5 | 15 | 11500 |
| ORSZ-3000 | 3000 | 220 | 13,6 | 28 | 19900 |
| ORSZ-15000 | 15000 | 220 | 68 | 70 | 66000 |
Použití izolačních transformátorů umožňuje dosáhnout vysoké úrovně bezpečnosti v prostorách, kde jsou kladeny zvláštní požadavky na provoz elektrických sítí. Uživatel si může vybrat zařízení s potřebnými vlastnostmi s ohledem na finanční možnosti a parametry zamýšleného provozu.
Napětí 220 V není pro člověka bezpečné. Náhodný kontakt s živým vodičem nebo pouzdrem nástroje pod napětím může být smrtelný, pokud osoba stojí na zemi nebo na uzemněném povrchu. Zvláštní nebezpečí představuje síťový proud ve vlhkých místnostech. Bezpečný provoz zařízení zajišťuje oddělovací transformátor. Slouží k oddělení galvanického spojení napájecího zdroje se síťovým napětím, což snižuje pravděpodobnost úrazu elektrickým proudem na nulu.
Návrh a princip fungování
Hlavním rozdílem mezi izolačním transformátorem je absence galvanické vazby mezi cívkami, které jsou spolehlivě odděleny galvanickou izolací. Obvykle jsou vinutí tvořící primární obvod transformátoru parametry shodná s vinutími v sekundárních obvodech. V tomto případě je transformační poměr pro tento oddělovací transformátor 1. To znamená, že zařízení se používá výhradně pro galvanické oddělení. Příklad oddělovacího zařízení je na Obr. 1.
Rýže. 1. Oddělovací transformátor
Charakteristickým znakem transformátorů tohoto typu je, že obvody sekundárních vinutí v dělící transformaci nejsou vybaveny ochranným uzemněním. Aby byla zajištěna spolehlivost galvanického oddělení, je mezi cívkami použita dodatečná izolace. V některých případech jsou závity primárních vinutí odděleny ochranným stíněním od sekundárních vinutí nebo jsou fyzicky odděleny do různých částí magnetického obvodu.
Jinak se konstrukce a princip činnosti neliší od jiných typů transformátorů:
- napětí je dodáváno do primárního vinutí ze sítě;
- výsledná magnetická indukce se šíří celým magnetickým obvodem.
- Indukční emf budí elektrický proud v závitech sekundární cívky.
Mezi napětími v cívkách a proudy existuje vztah: velikosti sekundárních napětí jsou přímo úměrné primárním napětím, s koeficientem úměrnosti. k=W2/W1a výstupní proud je nepřímo úměrný proudu v primárním vinutí.
Vzhledem k absenci galvanického spojení mezi cívkami a oddělení od zemního obvodu primárního vinutí nevede náhodný kontakt s jakoukoli svorkou sekundární cívky k úrazu elektrickým proudem. Jen je třeba dávat pozor na současný dotyk různých svorek transformátoru.
V případě elektrického kontaktu s proudovými částmi zařízení napájených oddělovacím transformátorem tak nedochází k vytvoření elektrického obvodu se zemí, což vylučuje možnost úrazu elektrickým proudem. Oddělovací transformátory také zajišťují ochranu připojených elektrických spotřebičů v případě jednofázových poruch. Pokud dojde ke zkratu v primárním okruhu, pak se sekundární okruh jednoduše odpojí. Pro úplnou ochranu však připojte k primárnímu okruhu proudový chránič.
Jmenování
Autonomní výkonová vinutí se používají především k oddělení obvodů elektrických zařízení od napětí dodávaných elektrickou sítí. V tomto případě je výkon zátěže od 100 W do 60 kW. Elektrické spotřebiče, které jsou odděleny od napájecí sítě, dostávají dodatečnou ochranu, jsou bezpečnější na údržbu.
Oddělovací transformátory se používají k připojení zátěže v místnostech s podmínkami. zvýšit riziko úrazu elektrickým proudem. Takovými strukturami jsou sklepy, koupelny a další místnosti se zvýšenou vlhkostí.
Z bezpečnostních důvodů se provádí galvanické oddělení zařízení používaných ve zdravotnických zařízeních. Oddělovací transformátor je vhodné zapojit všude tam, kde jsou zvýšené požadavky na bezpečnost, kde není spolehlivá izolace od země.
Odrůdy
V elektrotechnice se často používá snižovací transformátor s galvanickým oddělením obvodů primárního vinutí a sekundární cívky.
Tento typ oddělovacího redukčního zařízení vám umožňuje vyřešit dva problémy:
- snížit napětí na požadovanou úroveň;
- zajistit bezpečný provoz zařízení.
Řada výkonových transformátorů zahrnuje řadu jednofázových transformátorů s různými jmenovitými výkony. Průmyslové energetické jednotky mají obvykle impozantní rozměry a jsou trvale instalovány ve speciálních skříních (viz obr. 2).
Rýže. 2. Průmyslový oddělovací transformátor
Existují kompaktní přenosná zařízení (viz obr. 3).
Použití přenosných transformátorů je vhodné v případech, kdy elektrické zařízení nelze instalovat trvale, ale je pravidelně používáno. Například při použití elektrického nářadí v kabelových kanálech, sklepech atd. Při jmenovitém primárním napětí pracují tato zařízení stabilně. Jsou dobře chráněny před vlhkostí a dalšími vlivy prostředí.
Rýže. 3. Přenosná separační jednotka
V blocích vstupních signálů, stejně jako v jiných obvodech elektronických zařízení, se používají vysokofrekvenční pulzní transformátory malých rozměrů.
Síťový transformátor je dle provedení jádra nejčastěji tyčového typu. Existují také toroidní modely.
Rýže. 4. Toroidní oddělovací transformátor
Технические характеристики
Průmysl dodává na trh mnoho modelů s různými vlastnostmi. Je prostě nemožné si je zapamatovat. Ano, to není nutné. Většina charakteristik bude zajímat pouze úzké specialisty.
Pro praktické účely postačí znát základní parametry transformátoru. Obvykle jsou tyto parametry uvedeny v pasu zařízení.
Při výběru oddělovacího transformátoru věnujte pozornost následujícím hlavním charakteristikám:
- jmenovitý výkon;
- aktuální frekvence;
- primární napětí;
- výstupní (sekundární) napětí;
- symbol schématu zapojení vinutí;
- napětí v režimu zkratu;
- tepelné ztráty při zkratu;
- proud v klidovém režimu;
- tepelné ztráty při volnoběhu;
- rozměry.
Jmenovitý výkon musí odpovídat nebo mírně převyšovat výkon zátěže. Primární napětí musí odpovídat parametrům primární sítě a sekundární napětí musí odpovídat napájecímu napětí připojených elektrických spotřebičů. Při výběru pulzních transformátorů věnujte pozornost frekvenci proudu.
Charakteristiky psané kurzívou jsou důležité, ale jejich pochopení vyžaduje hlubší znalosti elektrotechniky.
Pořadí připojení
Jednofázové napětí vzniká připojením jedné z fází k nulovému vodiči přes zátěž. V našem případě je zátěží primární vinutí. Proto, když fázový proud vstoupí do těla zařízení, pak když se dotkne a současně kontaktuje uzemněný předmět, elektrický proud prochází tělem operátora.
Použití metody galvanického oddělení tuto možnost eliminuje, protože sekundární vinutí není uzemněno. Před zapojením se proto ujistěte, že máte opravdu co do činění s oddělovacím transformátorem. Chcete-li to provést, zkontrolujte pomocí testeru, zda sekundární vinutí není připojeno k pouzdru a závitům primárního vinutí.
V případě, že sekundární vinutí je jedno a obě cívky jsou fyzicky odděleny na různé části jádra, lze od vizuální kontroly upustit. V opačném případě je vyžadováno ověření. Všimněte si, že mezi sekundárními vinutími (pokud jich je několik) může existovat galvanické spojení, což je normální.
Příklad schématu zapojení je na obrázku 5. Vezměte prosím na vědomí, že skříň zařízení připojeného k primárnímu okruhu je na tomto schématu uzemněna. Kromě toho, za účelem posílení ochrany použit RCD. Pokud používáte přenosný nebo stacionární oddělovací transformátor, nemusíte zařízení uzemňovat v sekundárním okruhu.
Rýže. 5. Schéma zapojení
Potenciální rozdíl mezi fází a zemí v primárním okruhu je 220 V, zatímco v chráněném obvodu je napětí mezi fází a zemí nulové.
Připojte zátěže, jejichž výkon nepřesahuje jmenovitý výkon transformátoru. Nedodržení tohoto pravidla může vést k přehřátí vinutí, které je plné zničení izolace.
