Принцип работы разделительного трансформатора

Содержание статьи

• Разделительный трансформатор — принцип работы и назначение
• Принцип действия генератора переменного тока
• Назначение, устройство и принцип работы систем вентиляции

Устройство стандартного разделительного трансформатора по основному принципу совершенно не отличается от любых других нормализующих напряжение аналогичных устройств. Трансформатором осуществляется беспрерывное преобразование входящего потока электроэнергии. На основном магнитопроводе данного прибора установлены две стандартные обмотки изолированного провода с едиными характеристиками. Мощность электроэнергии синусоидальной гармоники проходит сначала через первичную обмотку, после чего по принципу электромагнитной индукции беспрерывно преобразуется во вторичной обмотке.

Применение стандартного разделительного трансформатора

Однофазный трансформатор разделительный применяется для увеличения уровня безопасности беспрерывно функционирующих электрических приборов высокой мощности, а следовательно, уменьшения уровня электротравматизма. Первоочередное условие использования стандартных моделей разделительного трансформатора — применение автономных силовых обмоток для различных участков цепей напряжения приборов, запитанных от общей питающей электроэнергией цепи. Разделительные трансформаторы устанавливаются сегодня повсеместно, поскольку это наиболее эффективный и демократичный по стоимости прибор, который работает без перебоев, имеет низкий уровень шума, компактен и удобен в монтаже и прост в обслуживании.

Потребление электроэнергии

Трансформатор разделительный, как и совершенно любое другое электрическое приспособление, в процессе функционирования теряет незначительную часть входящей электроэнергии. Потери при функционировании разделительного трансформатора оцениваются уровнем КПД каждого устройства индивидуально. В различных моделях разделительных трансформаторов КПД может незначительно колебаться в границах 75-85%. Так что можно сделать вывод, что значительной, видимой экономии проходящей через трансформатор электроэнергии наблюдаться не будет. В случае работы разделительного трансформатора ей почти всегда пренебрегают ради обеспечения высокого уровня безопасности.

Трансформаторы разделительные сейчас применяются в таких специфических областях, как электроснабжение узкоспециализированных профессиональных медицинских стационарных и переносных станций, на больших промышленных производствах, в школах и детских садах. В лечебных заведениях большинства развитых стран разделительные трансформаторы уже давно применяют как основную меру увеличения электробезопасности.

Принцип работы. Устройство и работа разделительного трансформатора ничем принципиально не отличается от понижающих или повышающих напряжение аналогов; устройством осуществляется такое же преобразование электроэнергии.

На общем магнитопроводе устройства размещены две обмотки из одного и того же изолированного провода с одинаковыми намоточными характеристиками. Электрическая мощность синусоидальной гармоники пропускается через первичную обмотку, на основе законов электромагнитной индукции преобразуется во вторичной.

Вектор напряжения в выходных цепях вторичной обмотки повторяет полностью параметры первичного. Конечно, если учесть классы точности метрологических измерений, то определенные погрешности по величине и углам существуют. Однако, это чистая теория; при эксплуатации погрешности не учитываются.

Назначение. Основное условие использования подобных моделей: применение изолированных, автономных силовых обмоток для отделения цепей напряжения электрических приборов от питающей электрической цепи.

Однофазный разделительный трансформатор (РТ) предназначен для повышения уровня безопасности работающих электрических приборов, соответственно — снижения уровня электротравматизма.

Схема подключения. Величина напряжения 220 вольт питающей электросети формируется из схемы соединения трех объединенных линейных цепей с разностью потенциалов 380 вольт между ними методом использования нулевого провода, соединенного с потенциалом земли.

Другим словами, между линейным проводом, именуемым фазой и нулевым — землей присутствует фазное напряжение. При нарушении изоляции проводников оно попадает на корпус электроприбора.

Если человек касается до такого корпуса, одновременно касаясь соединенных с землей металлических предметов (батареи отопления, водопроводные краны), через его тело проходит электрический ток.

Величины в 0,1 ампера (нагрузка лампочки накаливания обыкновенного фонарика) вполне достаточно для фибрилляции и остановки сердца. Поэтому, срабатывание УЗО настраивают на токи в 310 раз меньшие, при возникновении которых устройство защитного отключения отключит напряжение с защищаемого оборудования.

Действующие нормативы безопасности требуют заземления всех токопроводящих корпусов и деталей в помещениях, создания контура заземления, системы выравнивания потенциалов.

Применение разделительного трансформатора дополняет требования безопасности: к нему можно и необходимо подключать приборы без соединения с землей. Во вторичной обмотке РТ образуется собственная, изолированная от земли электрическая цепь.

Разность потенциалов образуется исключительно между его клеммами. Ток протекает только при подключении к ним. Поскольку, схема отделена от потенциала земли, условий для тока не создается при электрическом контакте с землей.

Пробой изоляции проводников в эиом случае в подключенном к РТ электроприбору приводит к появлению электрического потенциала на корпусе, но электротравмы у человека не будет.

Однако опасность поражения электрическим током все-же существует. Следует соблюдать следующие правила:

1. Нельзя прикасаться к двум выходным клеммам трансформатора одновременно;

2. Первичная обмотка РТ работает в составе однофазной схемы и должна защищаться УЗО;

3. Корпуса подключаемых к разделительному трансформатору приборов не заземляют;

4. Запитывать от РТ допускается только одно электрическое устройство. При необходимости подключения дополнительного оборудования необходимо пользоваться приборами контроля изоляции, сигнализирующими об ее нарушениях.

Принципиальная блочная схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему:

Экономия электроэнергии. Трансформатор, как и любое электрическое или механическое устройство при работе теряет часть энергии. Потери оцениваются коэффициентом полезного действия (КПД).

В разных моделях КПД может колебаться в пределах 70-85%. Таким образом, становится очевидным, что экономии электроэнергии не будет; ей пренебрегают ради безопасности.

Область использования. Разделительные трансформаторы применяют в местах с повышенными требованиями к условиям электробезопасности:

— подвалах; — кабельных колодцах; — помещениях повышенной влажности; — работах с электроинструментом 1-го класса безопасности.

Довольно широко, РТ в настоящее время используются и в электроснабжении медицинских переносных и стационарных приборов.

Так, в частности, в лечебных учреждениях некоторых развитых стран мира их уже достаточно давно и успешно используют как меру повышения электробезопасности.

Разделительный трансформатор — это трансформатор, первичная обмотка которого отделена от вторичных обмоток с помощью двойной или усиленной изоляции, между обмотками имеется заземленный металлический защитный экран — пп. 1.7.44 и 1.7.49 ПУЭ. [4]

Безопасный разделительный трансформатор — разделительный трансформатор, предназначенный для питания цепей с наибольшим рабочим напряжением не более 500 В — п. 1.7.85. ПУЭ. [4]

Разделительный трансформатор включается в сети для оебспечения электробезопасности и увеличения надежности и срока службы электрооборудования

Разделительные трансформаторы применяются там, где необходима гальваническая развязка первичной и вторичной цепей, а также изоляция подключаемого оборудования от контура заземления.

Например, согласно ПУЭ[4] ванные комнаты входят в категорию особо опасных помещений из-за наличия повышенной влажности, текущей воды и обилия изделий из металла, имеющих неустойчивое заземление. Установка розеток на 220 В допускается только в определенной зоне таких помещений, причём должны быть выполнены особые меры защиты от поражения электрическим током, в частности допускается включение розеток через разделительный трансформатор.

Устройство и работа разделительного трансформатора ничем принципиально не отличается от понижающих или повышающих напряжение аналогов; устройством осуществляется такое же преобразование электроэнергии.

Более того, разделительный трансформатор можно использовать как понижающий трансформатор. В этом случае он будет выполнять сразу две функции — снижать напряжения до необходимого значения и, одновременно, обеспечивать электробезопаность.

Применение разделительного трансформатора дополняет требования безопасности: к нему можно и необходимо подключать приборы без соединения с землей. После вторичной обмотки РТ образуется собственная, изолированная электрическая цепь.

Однако опасность поражения электрическим током все-же существует.

Следует соблюдать следующие правила:

• 1. Нельзя прикасаться к двум выходным клеммам трансформатора одновременно;
• 2. Корпуса подключаемых к разделительному трансформатору приборов не заземляют;
• 3. Запитывать от РТ допускается только одно электрическое устройство. При необходимости подключения дополнительного оборудования необходимо пользоваться приборами контроля изоляции, сигнализирующими об ее нарушениях.

Принципиальная блочная схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему (рис.3):

Рис.3 Блочная схема подключения разделительного трансформатора.

Трансформатор, как и любое электрическое или механическое устройство при работе теряет часть энергии. Потери оцениваются коэффициентом полезного действия (КПД).

В разных моделях КПД может колебаться в пределах 70-85%. Таким образом, становится очевидным, что экономии электроэнергии не будет; ей пренебрегают ради безопасности.

Вывод: Метод электрического разделения сетей…