Что такое разделительный трансформатор и для чего он нужен
Разделительные трансформаторы и их использование
Вопросы безопасности в отношении сетей переменного тока невозможно переоценить. Взять к примеру привычные всем 220 вольт. В определенных условиях даже это невысокое напряжение может оказаться смертельно опасным, несмотря на то, что присутствует оно в каждой современной розетке.
Главная опасность обычной сетевой розетки заключается в том, что порой не обязательно прикасаться к двум проводам сети одновременно, иногда хватает прикосновения к фазе, случайно попавшей на корпус прибора, при этом стоя на земле или держась рукой за проводящую батарею. Чтобы получить остановку сердца этого уже бывает достаточно. Для защиты от подобных неприятностей, применяют разделительные трансформаторы.
Разделительным трансформатором называется такой трансформатор, чей коэффициент трансформации равен единице, то есть число витков в первичной обмотке равно числу витков во вторичной обмотке (n1/n2 = 1). Функция такого трансформатора — безопасная подача к потребителям сетевого питания. Это достигается путем изоляции цепи первичной обмотки от цепей вторичных, причем вторичная цепь принципиально не заземляется, чтобы полностью исключить возможность замыкания вторичного тока в направлении заземления.
Первичная и вторичная обмотки разделительного трансформатора гальванически развязаны друг от друга с применением усиленной или двойной изоляции, либо путем установки между обмотками защитного экрана. Кроме того обмотки обычно разделены (разнесены на разные части магнитопровода) физически. А провода, которыми намотаны обмотки, имеют приблизительно равные или полностью одинаковые характеристики.
Вторичная цепь, как отмечалось выше, от контура заземления изолирована — это принципиальная особенность разделительного трансформатора. И хотя КПД разделительного трансформатора находится в районе 85%, это считается целесообразным ради достижения безопасности, не даром разделительные трансформаторы называют еще «трансформаторами безопасности».
Разделительными трансформаторами необходимо оснащать любые помещения особой опасности и повышенной влажности, а также места с повышенными требованиями к безопасности. Например в ванной комнате или в сауне влажность всегда повышена, здесь, как правило, есть много изделий из металла с неустойчивым заземлением, часто течет вода, и вообще условия не подходящие для пользования электричеством в присутствии людей.
Но даже имея дело с «безопасными» разделительными трансформаторами следует придерживаться определенных правил. Недопустимо касаться одновременно двух выводов вторичной обмотки разделительного трансформатора. Прикосновение к одному из выводов не причинит никакой опасности, так как цепь источника опасной переменной ЭДС останется разомкнутой. Но если коснуться обеих выводов вторичной обмотки, это окажется равносильно поражению от обычной (без разделительного трансформатора) розетки.
Первичная цепь разделительного трансформатора должна быть оснащена УЗО. Ни в коем случае нельзя заземлять корпуса приборов, питаемых от разделительного трансформатора, ведь даже в случае пробоя изоляции на корпус, ток не должен иметь возможности замкнуться на землю, а если корпус заземлить, то возникает опасность появления дополнительных путей для тока, в этом случае смысл использования разделительного трансформатора будет попросту утрачен.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Для чего нужен разделительный трансформатор 220/220 и как он работает
Здравствуйте, дорогие подписчики и посетители моего канала. В сегодняшнем материале пойдет речь о таком интересном и не так сильно распространенном изделии (в частном секторе), как разделительный трансформатор 220/220 Вольт. Также речь пойдет о принципе его работы и основной области применения. Итак, начнем.
Как работает разделительный трансформатор
По своей сути работа разделительного трансформатора (РТ) практически ничем не отличается от принципа работы самых обыкновенных повышающих, а также понижающих трансформаторов. В нем тоже проходят процессы трансформации электрической энергии.
Есть только одно отличие, которое состоит в том, что на магнитопроводе в разделительном трансформаторе устанавливаются одинаковые обмотки. У них совпадают такие параметры как: толщина намоточного провода, число витков и изоляция.
При этом в процессе трансформации полностью сохраняется как величина, так и векторы напряжения, индуцируемого во вторичной обмотке.
Для чего необходим разделительный трансформатор
В первую очередь он необходим для того, чтобы разделить цепи напряжения электроприборов от главной электрической сети за счет применения изолированных силовых обмоток.
Так вот РТ необходим для того, чтобы поднять на максимальный уровень безопасности электроприборы, а, следовательно, служит для снижения электротравматизма в целом.
Подключение разделительного трансформатора в сеть
Итак, давайте для примера изучим типовую новую проводку жилого здания, выполненную трехпроводным кабелем, где кроме фазы и рабочего нуля присутствует и заземление.
Подключенные к подобной сети электроприборы заземляются, и в случае возникновения тока утечки установленное в вашем распределительном щитке УЗО отключает повреждённый участок или же дом сразу целиком.
Но существуют приборы, у которых нет возможности заземления. Так вот именно в таком случае нам и потребуется РТ, ведь через него как раз и нужно подключать электроприборы без возможности заземления.
Все дело в том, что во вторичной цепи РТ создается собственная и изолированная от общей сети и соответственно земли электрическая цепь.
Значит, разность потенциалов присутствует исключительно на клеммах разделительного трансформатора и в случае возникновения ситуации, когда у электроприбора будет повреждена изоляция или будет повреждена сама линия, такой прибор не будет представлять для человека никакой опасности по причине отсутствия соединения сети с потенциалом земли.
Все хорошо, но даже в таком вроде бы полностью безопасном варианте есть риски поражения током, поэтому нужно строго соблюдать правила.
Правила безопасности во время использования разделительного трансформатора:
1. Запрещается касаться одновременно выводных клемм трансформатора.
2. Первичная обмотка, которая подключается в общую сеть, должна в обязательном порядке заземляться.
3. Запрещено заземлять корпуса электроприборов, подключенных к сети после разделительного трансформатора.
4.Разрешено подключать через РТ только один электрический прибор. Если необходимо подключить сразу несколько приборов, то применение специальных приборов по контролю напряжения строго обязательно.
КПД и область применения РТ
Разделительные трансформаторы в основном используют в тех местах, где предъявляются повышенные требования к электробезопасности:
· Помещения с повышенной влажностью.
· Применяются во время проведения работ с электроинструментом, отнесенным к первому классу электробезопасности.
· Подключение медицинских приборов стационарной установки.
Так вот разделительный трансформатор — это достаточно полезный прибор, который существенно повышает электробезопасность.
Разделительные трансформаторы
Разделительный трансформатор («РТ») представляет собой прибор, предназначенный для преобразования переменного тока и напряжения. Он использует на входе и выходе идентичное напряжение. Применение подобных агрегатов повышает безопасность, так как во вторичных цепях отсутствуют электрические связи с источником напряжения или землей.
Устройство
Сегодня в продаже представлены разделительные трансформаторы 220/220В, 380/380В. Они понижают напряжение для питания приборов постоянным током до 120 В, а переменным – до 50 В. Минимальное напряжение в сети при этом будет 24 В.
В устройство разделительных трансформаторов положен принцип работы, который связан с возникновением гальванической развязки низкого напряжения. Чтобы этого добиться, обмотки усиливают двойной или тройной электроизоляцией. Индуцирование электроэнергии, полученной при прохождении через обмотки тока, происходит во второй катушке.
Назначение агрегата заключается помимо всего прочего в устранении перепадов напряжения в сети. Он способен защитить бытовую технику, промышленное оборудование от поломки, а человека – от удара током.
Предназначение
Разделительный трехфазный или однофазный аппарат применяется с целью минимизировать риски в процессе эксплуатации электрооборудования. Существует три основных направления, для которых применяется представленный прибор:
Благодаря перечисленным качествам применение трехфазных или однофазных трансформаторов разделительного типа рекомендуется применять как в бытовых целях, так и на производстве. Оно способно снизить риск мастеров в процессе эксплуатации электрооборудования. Подобные агрегаты применяются в банях, ваннах, громкоговорителях, а также прочих условиях повышенной опасности поражения током. В промышленности различные станки, машины работают на электричестве, которое генерирует разделительный трансформатор.
Производители бытовой техники рекомендуют устанавливать УЗО перед подключением аппаратуры в сеть. Это позволяет выполнить требования безопасности ее эксплуатации.
Зачем применять дополнительную защиту?
Продемонстрировать важность применения такого устройства, как разделительный трансформатор можно на простом примере. Если в ванной комнате, сауне или бане установлена розетка без гальванической развязки, попадание в нее воды приведет к короткому замыканию. Произойдет разрушение изоляции. Напряжение произведет разрушительное действие на стену и незаземленные соседние объекты.
При наличии в электросхеме защитного устройства позволяет сделать такое воздействие напряжения минимальным даже при разрушении изоляции. Если же материал не будет пробит вообще, воздействия тока на окружающие точку питания предметы вовсе не будет.
Поэтому во влажных помещениях, а также при работе электроинструмента рекомендуется устанавливать защитные установки. В некоторых случаях производители даже не будут давать гарантию на эксплуатацию оборудования, если подобные агрегаты не будут включены в схему подключения к сети.
Разновидности
Сегодня применяется несколько основных разновидностей аппаратов, повышающих безопасность эксплуатации бытовой техники и объектов основных фондов предприятия. Выделяют следующие типы:
Разделительные трансформаторы могут быть узкоспециализированными. Для больниц, например, применяют особые агрегаты. Они отвечают за обеспечение электричеством таких важных объектов, как реанимация, операционная и стационарные отделения. Разделяющие материалы препятствуют возникновению связи развязки с фазой и заземлением. Это позволяет предупредить поражение током медицинский персонал, пациентов.
В бытовых целях применяют агрегаты как однофазные, так и трехфазные. Чаще всего его применяют для котлов, электрического теплого пола и т. д.
Подключение к котлу
Чтобы подключить разделительный трансформатор к котлу, необходимо отключить питание в сети. В процессе монтажа требуется произвести развязку гальванической цепи. Для этого потребуется аппарат 380/380В. Техника, предохраняющая котел от аварийной ситуации, должна иметь максимальный порог напряжения на уровне не менее 10-15%, сравнительно с котлом.
После этого можно приступать к подключению устройств. Сразу же необходимо разъединить питание по линии фазы для соединения с нулевым проводом. Для этого используют отключающее устройство. Разделительный трансформатор и котел тестируются при повторном нагреве. Предварительно следует дождаться полного остывания системы.
Как сделать аппарат самому?
Изготовить маломощную конструкцию возможно самостоятельно. Для этого необходимо разместить две полуобмотки на идентичных каркасах. Каждая катушка разделяется на две равные части.
Работать оборудование будет от сети 220В. Последовательно требуется соединить две полуобмотки. Необходимо снять напряжение с точек на вторичной катушке. На холостом ходу оно должно уменьшиться до уровня 216 В. Каркас может быть при этом корпусным.
Чтобы проверить работу аппарата, необходимо подсоединить обычную лампу к контактам. Лучше выполнить подключение к сети 36 В. Можно также встроить в механизм дроссель или стабилизатор.
Модель должна быть небольшая. Это облегчит процесс ее создания. Создавать представленное оборудование самостоятельно позволяется только тем мастерам, которые имеют некоторый опыт работы с электрикой.
Применение в различных сферах деятельности аппаратуры, способной увеличить безопасность эксплуатации различных электрических устройств, инструментов и машин, крайне необходимо. Это позволяет в полном объеме выполнять общепринятые правила охраны труда, пожарной безопасности.
РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Разделительным трансформатором (РТ) называется устройство, предназначенное для выполнения гальванической развязки между цепями электроустановки и питающей сетью.
Разделение электрических цепей применяется как защитная мера от поражения человека электротоком при прямом и косвенном прикосновении. Электрические цепи, питающиеся напряжением от вторичных обмоток разделительных трансформаторов, работают в системе IT с изолированной от земли нейтралью.
Особенностью таких систем является то, что при замыкании одного из полюсов питания на землю не происходит короткого замыкания. В системе электроснабжения при этом не возникает аварийных сверхтоков, и она продолжает функционировать как система TN – C.
Прямое или косвенное прикосновение в сети с изолированной от земли нейтралью не приводит к поражению человека электрическим током, поскольку отсутствует разность потенциалов (напряжение) между питающими проводами и землёй.
Системы IT имели повсеместное распространение до середины прошлого века, когда началась эпоха масштабного крупнопанельного домостроения с применением железобетонных конструкций. С этого периода нейтральная точка обмоток 0,4 кВ трансформаторов на подстанциях заземляется.
На судах и морских платформах задача организации электроснабжения решается просто, так как электропитание там осуществляется от автономных источников.
Что касается остальных вышеперечисленных объектов, то для перехода в режим питания с изолированной от земли нейтралью, в их цепях требуется применение однофазных или трёхфазных разделительных трансформаторов.
ТИПЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Не существует принципиальной конструктивной разницы между силовыми трансформаторами напряжением до 1000 вольт общего назначения и трансформаторами, применяемыми для разделения электрических цепей, то есть, разделительными.
ГОСТ 30030-93 не предъявляет к разделительным трансформаторным устройствам особых конструктивных требований, которым не удовлетворял бы обычный силовой трансформатор. Так, наличие не менее чем двойной изоляции между электрическими цепями первичной и вторичной обмоток присутствует в любом трансформаторе, а не только в разделительном.
Таким образом, разница заключена только в функциональном назначении устройств.
Разделительные трансформаторы могут быть понижающими, повышающими, а также имеющими коэффициент трансформации 1. Наиболее часто встречаются разделительные устройства этого типа, преобразующие напряжение без изменения его величины, например 220/220 В, 380/380 В.
Изменение уровня напряжения в процессе разделительной трансформации осуществляется с целью обеспечить питанием электроприборы, требующие других номиналов напряжения, отличных от сетевого.
Преобразователи напряжения, служащие в качестве источников питания цепей сверхнизкого напряжения классифицируются ГОСТ как безопасные разделительные трансформаторы. Сверхнизким считается электрическое напряжение, уровень которого не превышает 50 вольт.
МЕДИЦИНСКИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
Отдельную категорию приборов представляют разделительные медицинские трансформаторы. Применение этих устройств обусловлено особыми требованиями, предъявляемыми к организации цепей электропитания отдельных медицинских учреждений.
Помещения медицинских учреждений разделены на несколько групп по признакам опасности нарушения режима электропитания и общей электробезопасности.
В частности, помещения, относящиеся к группе 2 (операционные и реанимационные отделения, а также другие помещения, имеющие системы жизнеобеспечения) требуют обязательного применения электрических цепей питания с изолированной от земли нейтралью. Выполнение этого требования достигается путём применения специализированных медицинских трансформаторов.
Это объясняется малой величиной токов утечки на землю, возникающих в сетях IT при однофазных замыканиях на землю. Проблема обнаружения повреждений такого рода в сетях с изолированной от земли нейтралью и стала причиной отказа от массового их применения.
При замыкании на землю одной из фаз режим работы оборудования практически не изменяется, уровень напряжения остаётся в норме, поэтому электросеть может длительно находиться в таком состоянии. Однако прикосновение к частям находящимся под напряжением как прямое, так и косвенное перестаёт при этом быть безопасным.
Применение же сложной высокочувствительной автоматики, к которой относятся системы контроля изоляции цепей электроснабжения для массового потребителя практически невозможно.
Кроме этого, сложность применения систем электроснабжения IT заключается в необходимости постройки заземляющего устройства на стороне потребителя. Корпуса оборудования в случае применения IT должны быть соединены с землёй.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Размещение разделительных трансформаторных устройств в шкафах ВРУ или на ГРЩ нежелательно для медицинских учреждений, поскольку ГОСТ 50571.28 предписывает их расположение в непосредственной близости к медицинскому помещению с питаемой аппаратурой.
Монтаж разводки электропитания в системе IT выполняется проводами и кабелями без экранирующей оплётки. Заземление, используемое потребителями электропитания с изолированной нейтралью, не должно быть связано с рабочими или защитными нулевыми проводами внешней схемы электроснабжения.
Трансформаторные устройства для разделения электропитания могут применяться к отдельным потребителям в помещениях с повышенным уровнем опасности, либо к группе таких потребителей. Примером может служить предусмотренная ПУЭ возможность такого питания штепсельных розеток в ванных комнатах жилых домов и квартир.
© 2012-2021 г. Все права защищены.
Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов
Разделительные трансформаторы что это такое, сфера применения и принцип работы
Как устройство защищает электроприборы
Наши жилища наполнены бытовой техникой и аппаратурой, которые подключены к электросети. Сами по себе электроприборы безопасны в обращении, что обеспечено производителями еще при их изготовлении и гарантируется соответствующими сертификатами качества.
Однако ряд неблагоприятных факторов, воздействующих на приборы и сетевую проводку в каждом отдельном помещении, способен ухудшить их изоляцию и создать условия для прохождения тока через человеческое тело, что приведет к электротравме. К таким факторам относятся:
Компактный разделительный трансформатор.
При утечке электротока напряжение появляется на металлических поверхностях не только самих приборов, но и на трубопроводах или на других металлических предметах, окружающих пользователя.
Наиболее высока вероятность поражения током в ванной. Поскольку в ней присутствуют все негативные факторы воздействия на изоляцию.
Поражений от электрического тока удается избежать применением защитных мер. Это надежное заземление корпусов электроприборов, чтобы в случае случайных пробоев изоляции опасные токи проходили через цепи заземления.
Также защищаются использованием УЗО или дифференциальных автоматов во входных цепях подключения нагрузки, отключающих сеть в случае возникновения утечек на землю.
Такие меры защиты основаны на том, что земля для всех потребителей электроэнергии является частью электрической цепи. Защитное электрическое заземление просто шунтирует контур, который может возникнуть между фазой, случайно попавшей на корпус электрооборудования и землей через человеческое тело при случайном соприкосновении.
Другим способом защиты будет исключить связь земли с электрической сетью и достичь этого удается путем полной гальванической развязки первичных и вторичных электрических сетей. Добиваются этого путем применения безопасных разделительных трансформаторов, устройства которых коснемся ниже.
Специфика некоторых бытовых приборов типа стиральной машины или фена требует постоянного их подключения к энергосети в условиях повышенной влажности, что повышает степень риска поражения током от неисправного прибора или пробитой проводки.
Случайные прикосновения к проводящим фазам и к нулевому проводу приведут к трагическим последствиям. Напряжение 220 В из питающей энергосети формируется по схеме соединения всех трех цепей при разности потенциала 380 В между ними с нулевым проводом, который соединен (заземлен, как принято говорить в обиходе) с потенциалом в землю.
Схема подключения разделительного трансформатора и приборов к нему.
Такая схема предопределяет наличие фазного напряжения между каждым из трех сетевых линейных проводов (в просторечии именуемых фазами) и нулевым (нейтральным) — землей. При нарушенной изоляции проводника фазное напряжение переходит на корпус бытового прибора.
Одновременное касание пользователем такого «пробитого» корпуса и заземленных металлических предметов типа батарей отопления, смесителя или водопроводного крана провоцирует прохождение электротока через человеческий организм со всеми травматическими последствиями.
Принцип действия устройства
Функционирование разделительного понижающего трансформатора низкого напряжения основано на эффекте гальванической развязки. Технически, это реализовано в виде автономного функционирования обеих катушек. Катушки устройства разделены физически, то есть не соприкасаются между собой.
Это обеспечивает безопасную эксплуатацию при условии, что контуры не будут закорочены в результате механического воздействия. Чтобы полностью исключить возможность контакта обмотки изолируют несколькими слоями высококачественной изоляции.
Схема разделительного трансформатора.
Проходя через первичную обмотку, ток индуцирует электроэнергию во вторичной катушке, к которой и подключаются цепи с потребляющим оборудованием. Вторичная обмотка РТ или устройства к ней присоединенные не могут иметь контакта с землей или нейтралью.
Значительное повышение безопасности эксплуатации даже при возникновении пробоя на корпусе. При такой схеме пробой не станет причиной перегрузки цепи по току, а само устройство останется полностью функциональным.
При контакте человека с электроприбором под аварийным напряжением, подключенным через разделительный трансформатор, не произойдет фатального поражения током утечки. Так как он не превысит опасного для жизни уровня.
Одной из эксплуатационных особенностей разделительных трансформаторов напряжения является коэффициент преобразования равный единице у большинства используемых моделей. Таким образом, как входное, так и выходное напряжение равно одной и той же величине – 220 или 380 В.
При расчетах необходимо учитывать затраты энергии на функционирование устройства, так как КПД большинства моделей находится в диапазоне 70-85%.
Виды приборов
На данный момент в электротехнике большинство трансформаторов обеспечивают гальваническую развязку входных и выходных цепей. Несмотря на то, что “классическое” определение разделительного трансформатора подразумевает неизменность величины трансформируемого параметра (напряжения) фактически все виды и типы являются разделительными. В зависимости от назначения различают трансформаторы нескольких видов.
Токовые
Чаще всего используется для подключения цепей, на которые установлены измерительных, регистрирующих приборов (электросчетчики, амперметры) и защитных реле.
Импульсные
Преобразует получаемый сигнал в прямоугольный импульс. Используется для предотвращения высокочастотных помех.
Силовые
Конструкция, чаще всего, состоит из нескольких вторичных обмоток, преобразующих входящий электрический импульс с одной системой напряжения в несколько исходящих с другими параметрами системы напряжения.
Пик-трансформаторы
Используются для преобразования синусоидальной составляющей напряжения. Основное назначение – предотвращение помех в цепях с аппаратурой для оцифровки.
Некоторые источники выделяют портативные разделительные преобразователи в отдельную категорию. Следует отметить, что габаритные размеры в техническом исполнении устройства различного типа не играют ключевой роли.
Назначение
Автономные силовые обмотки в основном применяются для отделения цепей электротехнических устройств от напряжений, поставляемых электрической сетью. При этом мощность нагрузки составляет от 100 Вт до 60 кВт. Электрические приборы, отделенные от питающей сети, получают дополнительную защиту, они безопаснее в обслуживании.
Разделительные трансформаторы применяются для подключения нагрузки в помещениях с условиями. повышающими уровень опасности поражения электрическим током. Такими сооружениями являются подвалы, ванные комнаты, и другие помещения с повышенной сыростью.
В целях безопасности делают гальваническую развязку оборудования применяемого в медицинских учреждениях. Подключать разделительный трансформатор целесообразно везде, где существуют повышенные требования к безопасности, там, где нет надежной изоляции с землей.
Виды разделительного трансформатора
Виды разделительного трансформатора могут быть разнообразными. Их разделяют в зависимости от области применения и количества обмотки:
Разделительные трансформаторы могут быть достаточно разнообразными. Если устройство используется в медицине, тогда его называют индивидуальным медицинским разделительным трансформатором. Он способен работать в электрической цепи 220 Вольт. Среди отечественных производителей можно выделить компанию ОСО Электра.
Особенностью разделительного трансформатора можно считать то, что в этом устройстве практически полностью отсутствует гальваническая развязка с нейтралью и фазой. Благодаря этому вы сможете защитить себя от удара тока. При необходимости вы также можете подсоединить специальный блок, который будет управлять всеми необходимыми процессами. Для бытовых нужд обычно производители используют повышающий разделительный трансформатор. Он может быть бытовым или промышленным. При необходимости можете прочесть про намотку тороидального трансформатора.
В последнее время также могут применяться разделительные трансформаторы встроенные или специальные. Также многие устройства могут работать с номинальным первичным напряжением. Частота постоянного тока не должна превышать 50 Гц.
Устройство
Сегодня в продаже представлены разделительные трансформаторы 220/220В, 380/380В. Они понижают напряжение для питания приборов постоянным током до 120 В, а переменным – до 50 В. Минимальное напряжение в сети при этом будет 24 В.
В устройство разделительных трансформаторов положен принцип работы, который связан с возникновением гальванической развязки низкого напряжения. Чтобы этого добиться, обмотки усиливают двойной или тройной электроизоляцией. Индуцирование электроэнергии, полученной при прохождении через обмотки тока, происходит во второй катушке.
Назначение агрегата заключается помимо всего прочего в устранении перепадов напряжения в сети. Он способен защитить бытовую технику, промышленное оборудование от поломки, а человека – от удара током.
Предназначение
Разделительный трехфазный или однофазный аппарат применяется с целью минимизировать риски в процессе эксплуатации электрооборудования. Существует три основных направления, для которых применяется представленный прибор:
Благодаря перечисленным качествам применение трехфазных или однофазных трансформаторов разделительного типа рекомендуется применять как в бытовых целях, так и на производстве. Оно способно снизить риск мастеров в процессе эксплуатации электрооборудования. Подобные агрегаты применяются в банях, ваннах, громкоговорителях, а также прочих условиях повышенной опасности поражения током. В промышленности различные станки, машины работают на электричестве, которое генерирует разделительный трансформатор.
Производители бытовой техники рекомендуют устанавливать УЗО перед подключением аппаратуры в сеть. Это позволяет выполнить требования безопасности ее эксплуатации.
Применение
Использование разделительных трансформаторов особенно необходимо в помещениях, к эксплуатации которых предъявляются повышенные требования к электробезопасности. Это касается:
В домашних условиях такие аппараты могут устанавливаться в ванных комнатах, бассейнах и других технических помещениях, где предъявляется повышенный уровень к защите от поражения электрическим током. Возможно их подключение к котельным агрегатам.
Классификация
В настоящее время промышленно выпускается несколько разновидностей разделительных трансформаторов, предназначенных для безопасной эксплуатации электроустановок. Различают следующие виды таких устройств:
Также читайте: Однофазный литой трансформатор тока — ТПОЛ
Аппараты могут предусматривать узкоспециализированные условия применения. Подобные аппараты устанавливаются в медицинских учреждениях для электроснабжения операционных, стационарных и других важных отделений, где предъявляются высокие требования к безопасности.
Разделительный трансформатор
Порядок подключения
Подключить аппарат очень просто. Предварительно на объекте отключается электрический ток. Сначала подсоединяются контакты объекта, затем со стороны подачи напряжения.
После плотного подсоединения контактов на трансформатор подаётся электрический ток и проверяется правильность его работы.
В чем заключается защитное действие разделительного трансформатора, принцип работы
Устройство и принцип работы разделительного трансформатора ничем принципиально не отличается от принципа работы трансформатора; 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.
Основной задачей изолирующего трансформатора является повышение электробезопасности за счет того, что его вторичные цепи не имеют электрической связи с землей, а значит — и с заземленной нейтралью трансформаторной подстанции – источником напряжения.
Как работает трансформатор безопасности
В этом случае возникновение электрического пробоя на корпус не вызывает перегрузок по току, а сам прибор остается в рабочем состоянии. При случайном прикосновении человека к части устройства, аварийно находящегося под напряжением, ток утечки не превысит жизненно опасного порога и трагедии не случится.
Исходя из назначения, разделительный трансформатор применяется во всех пространствах, входящих в группу высокой опасности. В первую очередь его используют для установки в бассейнах, саунах, ванных комнатах и помещениях, где размещены металлоизделия с неустойчивым заземлением.
Действующие нормативы и правила безопасности в России и Европе также предписывают устанавливать их в особо опасных пространствах, где присутствует мелкозернистая токопроводящая пыль, имеются стены и полы из металла, а также в подземных сооружениях, укомплектованных местным освещением, автоматикой и сигнализацией.
Поскольку вторичная электрическая цепь распределителя не связана с землей, к нему подключают оборудование, которое также не соединяется с землей. В зависимости от показателей мощности и назначения, к однофазным понижающим разделительным трансформаторам подсоединяют электроинструменты, полупроводниковые преобразователи станков и лифтов, а также другую аппаратуру. См. Трансформатор разделительный 220/220 В
Трехфазные агрегаты чаще всего используют для питания и локальной защиты систем управления и мобильных комплексов, вычислительной техники и оборудования, задействованного в медицине, химической, машиностроительной, горнодобывающей и железнодорожной промышленности.
В числе главных преимуществ применения разделительного трансформатора можно отметить:
Важным достоинством является то, что подключение разделительного трансформатора полностью соответствует требованиям пожарной и экологической безопасности.
Условия подключения и эксплуатации разделительных трансформаторов
Оборудование, соответствующее стандартам ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150, предназначено для эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата. В зависимости от типа корпуса и назначения, его можно монтировать в закрытых пространствах с естественным воздухообменом и без искусственной регуляции внутреннего микроклимата, а также на открытом воздухе под навесом или в сухом неотапливаемом помещении, где имеется свободный доступ внешнего воздуха.
Во избежание механического напряжения все шины и провода должны быть закреплены. Расстояние от обмоток разделительного трансформатора до стены или другой заземленной конструкции должно составлять 300 мм. Работы по профилактическому обслуживанию распределителей напряжения проводятся два раза в год. Они включают в себя операции по очищению обмоток, системы магнитопровода и охлаждающих каналов от грязи, пыли и посторонних частиц.
Кроме того, в ходе сервисного обслуживания обязательно проводится тестирование надежности болтовых соединений, для чего используются динамометрические ключи и влажное очищение обмоток губкой, смоченной в растворителе или спиртовом растворе. Объемы и периодичность каждого вида операций напрямую зависят от условий эксплуатации. Также время от времени рекомендуется производить визуальный осмотр аппаратуры.
Преимущества и недостатки устройства
Использование разделительных трансформаторов позволяет добиться следующих преимуществ:
Недостаток данных устройств в дополнительном усложнении домашней или производственной сети, невозможности обеспечения полной защиты от поражения электрическим током.
Конструкция разделительного трансформатора
Конструкция бытовых и промышленных РТ представляет собой целостную силовую установку, в комплектацию которой входят: магнитная система, обмотки, автоматы защиты, рубильники, индикаторы сети, воздухоосушители, контрольные и измерительные приборы, термосифонные фильтры и другие компоненты.
Магнитная система изготовлена в виде комплекта стальных электротехнических пластин, размещенных в определенной геометрической последовательности, используемой для локализации магнитного потока. В собранном виде, вместе с другими деталями, применяемыми для соединения частей в единую систему, она называется остовом понижающего разделительного трансформатора.
Обмотки, изготавливаемые из последовательно соединенных и изолированных медных/алюминиевых проводов прямоугольного/круглого сечения, используются для создания магнитных потоков. Их внешние и внутренние поверхности покрываются эпоксидной смолой или сеткой из армированного стекловолокна.
Таким образом, обеспечивается необходимая жесткость компонентов, защита от влаги, пыли и атмосферных факторов. Установки для преобразования напряжения выпускаются в следующих вариантах модификаций:
Технические характеристики
Промышленность поставляет на рынок множество моделей с различными характеристиками. Запомнить их просто невозможно. Да в этом нет необходимости. Большинство характеристик будут интересны только узким специалистам.
Для практических целей достаточно знать основные параметры трансформатора. Обычно эти параметры указаны в паспорте устройства.
При выборе разделительного трансформатора обращайте внимание на следующие основные характеристики:
Номинальная мощность должна совпадать или немного превышать мощность нагрузки. Первичное напряжение должно соответствовать параметрам первичной сети, а вторичное – напряжению питания подключаемых электроприборов. При выборе импульсных трансформаторов обращайте внимание на частоту тока.
Характеристики, выделенные курсивом важны, но для их понимания требуются более глубокие познания в сфере электротехники.
Предназначение бытовых трансформаторных разделителей
Конструкция медицинского трансформатора разделительного.
Кардинальным решением в части обеспечения электробезопасности в помещениях, подобным ванной или подвалам, является запрет на установку в них розеток, соединяющихся непосредственно с питающей электросетью.
В этом случае недалеко от розетки устанавливается разделительный трансформатор (РТ), задача которого состоит не в преобразовании напряжения в сторону повышения или понижения, а всего лишь изолировать использующий сетевую электроэнергию прибор от самой сети.
В целях безопасного пользования той же розеткой в ванной РТ обмоткой первичной запитывается от энергосети 220 В, а своей обмоткой вторичной присоединен к розетке. Таким образом осуществляется гальваническая развязка системы питающей энергосети и прибора пользования. Принцип работы РТ иллюстрирует условная схема его подключения и приборов пользования.
Вторичную обмотку РТ и подсоединенные приборы заземлять запрещено! Заземляется только кожух (корпус) трансформатора.
Изолирующие трансформаторы
Трансформаторные развязки и устройства грозозащиты
обеспечивают гальваническую изоляцию источника сигнала от приемника, а также защиту от импульсных перегрузок (молнии, промышленные помехи)
TR-11ADXB-F
Cогласующий адаптер для AES/EBU аудиосигналов. Вход XLR female 110 Ом — выход BNC female 75 Ом. Компактный корпус.
TR-11AS
Изолирующий трансформатор для аналоговых симметричных аудиосигналов. Компактный корпус.
TR-11ASM
Изолирующий трансформатор для аналоговых симметричных аудиосигналов. Магнитный экран, компактный корпус.
TR-41AS
4 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов. Корпус 10″.
TR-41ASM
4 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов. Магнитный экран, корпус 10″.
Изолирующий трансформатор для 3G/HD/SD-SDI видеосигналов. Компактный корпус.
Изолирующий трансформатор для HD/SD-SDI видеосигналов. Компактный корпус.
TR-11V
Изолирующий трансформатор аналоговых CVBS видеосигналов. Компактный корпус.
TR-51ASP
5 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов. Входные разъёмы на лицевой панели, корпус 10″.
5 канальный блок изолирующих трансформаторов для HD/SD-SDI видеосигналов. Входные разъёмы на лицевой панели.
TR-81AS
8 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов.
TR-81ASM
8 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов. Магнитный экран.
10 канальный блок изолирующих трансформаторов для HD/SD-SDI видеосигналов.
TR-110ASP
10 канальный блок изолирующих трансформаторов для аналоговых симметричных аудиосигналов. Входные разъёмы на лицевой панели.
TR-110SDP
10 канальный изолирующий трансформатор SD-SDI видеосигналов. Входные разъёмы на передней панели, выходные на задней.
Принцип работы разделительного трансформатора 220В / 220В
Следует принять во внимание неоспоримый факт: в наш дом «приходят» проводники, которые поставляют электроэнергию для наших потребительских нужд — это приготовление пищи, стирка, свет и тепло. Если случайно коснуться обоих проводников фазы и нуля, через тело человека пойдет опасный потенциал. Известно всем, чем все может закончится.
На вторичной обмотке трансформатора нулевой провод не имеет заземления (смотрите схему). Случайное прикосновение к проводникам или к прибору не приносит вред человеку, т.е. прикосновение безопасно. Но стоит отметить, на вторичной обмотке все же присутствует опасный потенциал, случайное прикосновение к проводнику и одновременно к металлическому стояку холодной воды, может угрожать жизни человека.
Внимание! Вторичная обмотка разделительного трансформатора должна оставаться изолированной от земли.
Разновидности
Сегодня применяется несколько основных разновидностей аппаратов, повышающих безопасность эксплуатации бытовой техники и объектов основных фондов предприятия. Выделяют следующие типы:
Разделительные трансформаторы могут быть узкоспециализированными. Для больниц, например, применяют особые агрегаты. Они отвечают за обеспечение электричеством таких важных объектов, как реанимация, операционная и стационарные отделения. Разделяющие материалы препятствуют возникновению связи развязки с фазой и заземлением. Это позволяет предупредить поражение током медицинский персонал, пациентов.
В бытовых целях применяют агрегаты как однофазные, так и трехфазные. Чаще всего его применяют для котлов, электрического теплого пола и т. д.
Подключение к котлу
Чтобы подключить разделительный трансформатор к котлу, необходимо отключить питание в сети. В процессе монтажа требуется произвести развязку гальванической цепи. Для этого потребуется аппарат 380/380В. Техника, предохраняющая котел от аварийной ситуации, должна иметь максимальный порог напряжения на уровне не менее 10-15%, сравнительно с котлом.
После этого можно приступать к подключению устройств. Сразу же необходимо разъединить питание по линии фазы для соединения с нулевым проводом. Для этого используют отключающее устройство. Разделительный трансформатор и котел тестируются при повторном нагреве. Предварительно следует дождаться полного остывания системы.
Как сделать самому разделительный трансформатор
Аппарат небольшой мощности несложно изготовить самостоятельно, при наличии подобных навыков и элементарных знаний в области электротехники.
Детальнее схема устройства и порядок соединения полуобмоток показан на схеме:
Аппарат может использоваться для запитывания мастерской или другого вспомогательного помещения. Перед подключением к стационарной электросети, устройство необходимо проверить электрическим током небольшой величины. В качестве потребляющего устройства подойдёт обычная лампа небольшой мощности.
Но если у домашнего мастера недостаточно электротехнических знаний и отсутствует опыт подобных работ, рекомендуется обратиться к специалисту соответствующего профиля.
Преимущества и недостатки устройства
Использование разделительных трансформаторов позволяет добиться следующих преимуществ:
Недостаток данных устройств в дополнительном усложнении домашней или производственной сети, невозможности обеспечения полной защиты от поражения электрическим током.
Зачем применять дополнительную защиту?
Продемонстрировать важность применения такого устройства, как разделительный трансформатор можно на простом примере. Если в ванной комнате, сауне или бане установлена розетка без гальванической развязки, попадание в нее воды приведет к короткому замыканию. Произойдет разрушение изоляции. Напряжение произведет разрушительное действие на стену и незаземленные соседние объекты.
При наличии в электросхеме защитного устройства позволяет сделать такое воздействие напряжения минимальным даже при разрушении изоляции. Если же материал не будет пробит вообще, воздействия тока на окружающие точку питания предметы вовсе не будет.
Поэтому во влажных помещениях, а также при работе электроинструмента рекомендуется устанавливать защитные установки. В некоторых случаях производители даже не будут давать гарантию на эксплуатацию оборудования, если подобные агрегаты не будут включены в схему подключения к сети.
Как сделать аппарат самому?
Изготовить маломощную конструкцию возможно самостоятельно. Для этого необходимо разместить две полуобмотки на идентичных каркасах. Каждая катушка разделяется на две равные части.
Работать оборудование будет от сети 220В. Последовательно требуется соединить две полуобмотки. Необходимо снять напряжение с точек на вторичной катушке. На холостом ходу оно должно уменьшиться до уровня 216 В. Каркас может быть при этом корпусным.
Чтобы проверить работу аппарата, необходимо подсоединить обычную лампу к контактам. Лучше выполнить подключение к сети 36 В. Можно также встроить в механизм дроссель или стабилизатор.
Модель должна быть небольшая. Это облегчит процесс ее создания. Создавать представленное оборудование самостоятельно позволяется только тем мастерам, которые имеют некоторый опыт работы с электрикой.
Применение в различных сферах деятельности аппаратуры, способной увеличить безопасность эксплуатации различных электрических устройств, инструментов и машин, крайне необходимо. Это позволяет в полном объеме выполнять общепринятые правила охраны труда, пожарной безопасности.
Примеры использования
Применение разделительных трансформаторов обязательно в помещениях повышенной опасности. Типичный пример – ванная комната, где использование обычной электросети ограничено:
При проведении временных работ в особо опасных помещениях допускается использование переносных трансформаторов безопасности. Благодаря медицинскому разделительному трансформатору появляется возможность создания специальных IT- сетей, обязательных для питания помещений 2 группы (реанимационные отделения, операционные), полностью безопасных как для пациентов, так и для медицинского персонала.
Номинальная мощность однофазных трансформаторов для таких сетей может лежать в пределах 0.5 – 10 кВт. При необходимости используются трехфазные разделительные трансформаторы. В видеоролике представлена информация о разделительном трансформаторе самостоятельной сборки.