Изолирующий трансформатор – Изолирующий трансформатор: разновидности и конструкция

Содержание

Изолирующий трансформатор: разновидности и конструкция

Изолирующий трансформатор применяются в промышленных и бытовых целях. Агрегаты снижают риск поражения электротоком и устраняют перепады в сети, обеспечивая бесперебойную работу электроприборов и оборудования. Использование изолирующих  трансформаторов усиливают электробезопасность в сравнении с питанием напрямую от электросети.

Что такое изолирующий трансформатор

Изолированный трансформатор это агрегат, преобразующий переменный ток и напряжение. Коэффициент трансформации равняется единице. Это означает, что число витков на первичной и вторичной обмотках равняется единице. Таким образом, на входе и выходе присутствует идентичное напряжение.

Между собой обмотки не связаны, они разделены двойной или тройной изоляцией, либо между ними помещается экран. Вторичная цепь изолирована от контура заземления.

Процесс индуцирования электрической энергии совершается во второй обмотке.

Благодаря применению аппарата, можно избежать поломки бытового и промышленного оборудования от скачков напряжения, а также защитить человека от поражения током.

Для чего он нужен

Изолирующий трансформатор нужен для обеспечения гальванической изоляции источника исходящего сигнала от приемного устройства, также он предохраняет систему от импульсных перегрузок. Аппарат используется для повышения электробезопасности за счет отсутствия во вторичной цепи связи с землей. Агрегат устраняет перепады напряжения в электросети, таким образом он защищает бытовое и промышленное оборудование от поломки, а человека от удара электротоком.

Даже в случае, когда на корпусе образовался пробой, это не станет причиной перегрузки, прибор будет функционировать в стандартном режиме. Если человек дотронется до находящегося под аварийным напряжением участка, он не пострадает. Недопустимо одновременное касание двух выводов. Поэтому изоляционный трансформатор устанавливают:

  • на промышленных предприятиях, различные станки и машины работают на электричестве, сгенерированном трансформатором;
  • в домашних мастерских для работы электроинструментов и прочего оборудования;
  • такой аппарат необходим в помещениях с повышенной влажностью, к примеру, в бассейнах, банях, саунах;
  • в медицинских учреждениях: в реанимационных и операционных отделениях;
  • в кабельных колодцах;
  • на участках с повышенным требованием к безопасности.

Изолирующие трансформаторы применяются в бытовых целях преимущественно для котлов, пола с электроподогревом. Согласно действующим нормативам, агрегаты обязательно должны быть установлены в особенно опасных местах с металлическими стенами и полами. Их монтируют в подземных сооружениях, дополняют осветительной системой и сигнализацией.

Разновидности

Существует несколько видов агрегатов, основная цель которых заключается в повышении безопасности. Активно задействуют следующие разновидности:

  • трансформатор тока предназначен для релейных или измерительных цепей, первичная обмотка фиксируется к источнику электрической энергии, вторичную подключают к измерительному прибору, например, счетчику;
  • импульсный изолировочный агрегат преобразовывает сигналы в прямоугольные импульсы, используется для предотвращения помех высокой частоты;
  • автоматический вариант объединяет первичную и вторичную обмотки в создании магнитной и электрической сети;
  • в силовом трансформаторе происходит преобразование одной системы напряжения в другую;
  • портативный агрегат имеет небольшие параметры, он предназначен для работы на открытых территориях, а также при выполнении экстремальных работ.

Существуют различные типы изолирующих трансформаторов. Агрегаты, применяемые в медицине, называют индивидуальными.

Конструкция трансформатора

Конструкция представляет собой целостную силовую установку. Устройство состоит из двух обмоток, характеризующихся одинаковыми намоточными характеристиками. Первичная и вторичная обмотки изолированы друг от друга.

Первичная обмотка должна быть оснащено УЗО (устройство защитного отключения).

В состав конструкции  бытовых и промышленных агрегатов входят:

  • магнитная система в виде стальных пластин;
  • обмотки состоят из последовательно соединенных медных или алюминиевых проводов, обмотки покрывают эпоксидной смолой или армированным стекловолокном;
  • рубильники;
  • сетевые индикаторы;
  • контрольные или измерительные приспособления.

Виды исполнения бывают различными. Это может быть обычное бескорпусное исполнение для монтажа на раме,  либо уже готовый агрегат в корпусе, оснащенный шнуром и выключателем, также есть формат этажерка-конструктив, с несколькими подключенными устройствами. Уличный аппарат фиксируется на раму, он снабжен козырьком.

Схемы подключения

Изолирующие трансформаторы подключаются к сети 220 Вольт. Обмотки соединяются между собой последовательно, они фиксируются на каркасе.

Тип подключения зависит от уровня безопасности модели. Номинальное первичное напряжение не более 1 000 В переменного тока. Номинальная частота в пределах 50 Гц. Прежде всего отключается электропитание в механизмах. Требуется развязка в гальванической цепи. Далее подключается агрегат.

Недопустимо заземление корпуса приборов, которые питаются от изолирующего агрегата. Ток не должен замыкаться на землю, создавая дополнительные пути для тока. Иначе применение трансформатора теряет смысл.

Устройство устанавливают как в закрытых помещениях с естественной циркуляцией воздуха, так и на открытой местности под навесом. Расстояние до стены должно составлять не менее 300 мм. Дважды в год следует проводить профилактические работы, устранять грязь с обмоток и каналов. Необходимо регулярно проводить визуальный осмотр.

otransformatore.ru

Изолирующие трансформаторы — Мобильные Электросистемы

Изолирующий трансформатор – это устройство, которое передает энергию от первичной обмотки к вторичной с помощью магнитной индукции. Вторичная обмотка служит источником напряжение для электрической системы переменного тока на катере без прямого соединения с береговой электросистемой.

Разделительный трансформатор одновременно решает две задачи – предотвращает коррозию подводных металлических частей на катере и защищает людей от поражения электрическим током. Об установке трансформатора имеет смысл задумываться, когда на катере кроме бортового зарядного устройства для тяговых аккумуляторов появляется разветвленная сеть переменного тока.

Преимущество передачи энергии таким способом зависит от способа установки трансформатора, но все развязывающие трансформаторы имеют несколько схожих достоинств.

При замыкании на землю и обрыве заземления существует путь для тока к береговому трансформатору. Ток стремится вернуться к своему источнику через воду.

Для чего нужен изолирующий трансформатор

Во-первых, полярность электрической системы устанавливается со стороны вторичной обмотки. Это значит, что полярность на катере не зависит от берегового подключения, и перепутанная на берегу никак не повлияет на полярность на катере.

Следующее преимущество — безопасность. Без трансформатора, замыкание на корпус или неправильно организованная система заземления на катере ведут к тому, что у всего заземленного оборудования одновременно повышается электрический потенциал (напряжение). Если устройства подключены к общей заземляющей шине, то рост напряжения на корпусах не будет проблемой для тех, кто находится на борту — разницы потенциалов между металлическими частями катера не будет.

Случай короткого замыкания на корпус и разрыва заземления от вторичной обмотки трансформатора. Несмотря на то, что электрический потенциал подводных частей вырастет, пути для тока на берег нет. Ток потечет к своему источнику — вторичной обмотке трансформатора катера.

Однако для тока появляется путь к береговому источнику через подводные элементы судна, электрический потенциал которых вырос, и через воду к штырю заземления на берегу. Поэтому для всех находящихся в воде рядом с катером возникает опасность поражения током.

Изолирующий трансформатор ликвидирует для тока путь через воду к береговой электросистеме. Новым источником напряжения становится вторичная обмотка трансформатора на катере и ток, вызванный повреждением изоляции или коротким замыканием, вернется к ней, а не на берег.

Используются два типа развязывающих трансформаторов. В первом случае электрически изолированный металлический экран устанавливается между первичной и вторичной обмотками. Экран выдерживает приложенное между ним и остальными частями напряжение до 4000 Вольт в течении одной минуты. У трансформаторов второго типа экран не обязательно соответствует таким жестким требованиям по напряжению и току.

Кроме разницы между самими устройствами, существует отличие в подключении провода заземления береговой сети. В разделительных трансформаторах первого типа есть разрыв заземления между береговой и лодочной электрическими системами. В поляризационной системе провод заземления от береговой сети соединяется с корпусом трансформатора. Поэтому термин изоляционный, означает также изоляцию берегового заземления от заземления катера.

Схемы подключения

При первом способе установки береговое заземление подключается к изолирующему экрану трансформатора, а один выход его вторичной обмотки, соединяют с корпусом. К точке соединения подключается заземляющая цепь катера и затем оба контакта соединяются с отрицательным проводником.

При коротком замыкании в оборудовании или при пробое изоляции у тока есть путь с наименьшим сопротивлением обратно к трансформатору через заземляющую цепь.

Однако, если корпус трансформатора оказывается под напряжением из-за неисправности в береговой цепи или замыкания первичной обмотки трансформатора, у тока нет безопасного способа вернутся к источнику — береговой электрической системе. Все подводные металлические части окажутся под напряжением, ток потечет через воду и находящиеся в воде люди рискуют получить удар током.

Вероятность поражения током возникнет и у тех, кто находится на борту между заземленным оборудованием и устройствами, не подключёнными к заземлению, но погруженными в воду (изолированный блок или вал двигателя).

Во втором способе разделяющий обмотки экран и проводник берегового заземления подключаются к корпусу трансформатора в точке соединения нейтрали вторичной обмотки и цепи заземления катера. Этот способ безопаснее для людей при возникновении неисправности, но не защищает катер от коррозии, поскольку использует общий заземляющий проводник и для береговой и для бортовой систем.

Чтобы защита заработала дополнительно на провод заземления устанавливают гальванический изолятор.

advanced-power.ru

Изолирующий трансформатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Изолирующий трансформатор

Cтраница 1

Изолирующий трансформатор и механический выпрямитель обеспечивают независимость показаний от блуждающих токов. Сопротивления зонда мало влияют на результат измерения.
 [1]

Изолирующие трансформаторы размещаются обычно в шкафах ШРВ, располагаемых вблизи выпрямителей; в этих же шкафах размещается все оборудование, относящееся к управлению системами зажигания и возбуждения, а также к сеточному устройству.
 [2]

Изолирующие трансформаторы применяются для питания отдельных потребителей или групп потребителей в условиях повышенной опасности электрического тока.
 [3]

Изолирующий трансформатор 9 выполняет две функции: 1) отделяет цепь реле от соединительных проводов, на которых могут наводиться повышенные напряжения, и 2) уменьшает ток в соединительных проводах, чтобы дополнительно снизить нагрузку от них на трансформаторы тока.
 [4]

Изолирующий трансформатор исключает влияние блуждающих постоянных токов. На гальванометр не влияет также и блуждающий переменный ток.
 [5]

Групповые изолирующие трансформаторы введены для обеспечения нужной изоляции входных цепей от высоковольтной части стенда.
 [6]

Изолирующий трансформатор ТИ-1 снижает нагрузку на фильтры от соединительных проводов и позволяет применять в качестве соединительных проводов низковольтные телефонные кабели типа ТЗБ или ТБ.
 [8]

Наличие изолирующего трансформатора и механического выпрямителя делает показания прибора не зависящими от блуждающих токов. Высокая чувствительность измерительного механизма обеспечивает малое влияние на результат измерения сопротивления зонда.
 [9]

В качестве изолирующего трансформатора ( Тр) могут быть использованы сварочные или котельные трансформаторы соответствующей мощности.
 [11]

Для сокращения числа изолирующих трансформаторов применяются трансформаторы с несколькими вторичными обмотками; однако при этом включение и отключение нескольких вспомогательных устройств происходят одновременно.
 [12]

Ниже приведены примеры применения изолирующих трансформаторов.
 [14]

При питании вспомогательных устройств индивидуальными изолирующими трансформаторами каждое вспомогательное устройство ( ртутный насос, зажигание, возбуждение и др.) снабжается индивидуальным изолирующим трансформатором. Включение и отключение устройства производится со стороны первичной обмотки изолирующего трансформатора.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5




www.ngpedia.ru

Разделительный трансформатор: принцип работы, подключение

Устройство, которое предназначено для преобразования напряжения и переменного тока называется трансформатором (ТР). Если устройство использует и на выходе, и на входе одинаковое напряжение тока, то это разделительный трансформатор.

Принцип работы

Все мы знаем, что благодаря прогрессу, у нас в доме находится огромное количество разнообразных токоприёмников, которые способствуют удовлетворению всех бытовых нужд: приготовлению пищи, уборке, досугу. Но также всем с детства известно, что нельзя прикасаться одновременно к двум проводникам фазы и нуля, иначе может случиться непоправимое. Для защиты человека от поражения электрическим током существует — заземление. Но причем тут трансформаторное устройство и как вообще оно работает?

Разделительный трансформатор

Безопасный разделительный понижающий трансформатор производства ABB не использует заземление, даже прикоснувшись к нему, человек себе не нанесёт вред. Это происходит благодаря тому, что обмотки отделены друг от друга и работают автономно, независимо от мощности, в отличие от трансформатора 220 / 12В. Единственное, чего нельзя делать – это трогать обмотку, и в этот момент соприкасаться с заземлёнными железными проводниками или землей.

Данное устройство используется для питания электросетей напряжением до 120 В при постоянном токе, и до 50 В при переменном токе, и минимальном напряжении 24 В. При работе создается гальваническая развязка сверхнизкого напряжения, которая питает устройства электроэнергией, полученной от локальной электролинии. Такой рабочий эффект достигается благодаря разделению обмоток специальной усиленной электроизоляции, двойной или тройной. На стальной сердечник непосредственно наматывается обмотка, и между ними возникает электромагнитное поле, благодаря потоку энергии, проходящему через них. Индуцирование полученной энергии происходит во второй обмотке трансформатора.

Безопасный разделительный трансформатор

Основное преимущество такого трансформатора в том, что он предотвращает резкие перепады напряжения в электросети, тем самым предохраняя аппаратуру от повреждений, а жизнь человека от травм.

Применение

Квалифицированный специалист будет настаивать именно на покупке такого оборудования для использования в быту и на производстве. Это объясняется простотой работы устройства, его относительной доступностью и безопасностью, а принцип защиты этого прибора от поражения человека электрическим током известен даже школьникам из уроков физики по технике безопасности и охране труда.
Схема разделительного трансформатора

Если спросить специалиста, для чего нужно такое устройство, то все просто: оно работает в условиях повышенной электроопасности, на опасных предприятиях и производствах, во влажных помещениях – банях, саунах, ваннах, и даже в громкоговорителях и станочном оборудовании его применение очень широко.

Если собираетесь делать в доме ремонт, то для использования теплого пола просто необходимо установить УЗО. Вообще, к любому вопросу, связанному с электричеством нужно подходить очень серьезно. Для установки электрооборудования в помещениях с большой влажностью (ванны, сауны и др.) существуют строгие правила по технике безопасности и правилам устройства электроустановок. Перед установкой оборудования требуется пригласить для консультации специалиста.

Виды трансформаторов

В зависимости от области применения, материалов обмотки и количества фаз трансформаторы могут быть:

  1. Трансформатор, первичная обмотка которого непосредственно подключена к источнику тока, а во вторичную обмотку включаются измерительные приборы (эл.счётчик), называется трансформатором тока (ТТ). Это устройство, которое используется в различных релейных и измерительных цепях.
  2. Импульсный трансформатор преобразует полученные сигналы и передает прямоугольный электрический импульс. Чаще всего применяется в технике, где вч помехи через кабель питания нарушают работу или ведут к нарушению строчной развертки (используется до 100 кВА).
  3. Для преобразования синусоидального напряжения в устройствах с оцифровкой ts используется пик-транcформатор (большой известностью пользуется продукция Lider).
  4. В некоторых устройствах обе обмотки первичная и вторичная соединены в одну напрямую, и благодаря такому конструктивному решению имеют помимо магнитной связи еще и электрическую. Это принцип используется в автотрансформаторах.
  5. Силовой трансформатор использует две или более обмоток для преобразования при помощи электромагнитной индукции одной системы в другую систему напряжения;
  6. Для освещения улиц и тоннелей широко применяется безопасный разделительный трансформатор для переносного освещения. Это устройство представляет из себя компактный прибор с изолированными обмотками. Портативный прибор может быть установлен на специальную платформу, либо на дин рейку. Переносной трансформатор часто применяется на открытых местностях либо в экстремальных условиях работы.

В свою очередь разделительные трансформаторы также бывают разные. Допустим, все медицинские учреждения оснащены устройством, которое отвечает за электроснабжение для операционных, реанимационных и прочих отделений. Этот прибор называется индивидуальным медицинским разделительным трансформатором для it-системы, и работает в пределах напряжений 220 /220 В.  Очень популярные модели, производства компании Allintext, одного из лидеров мировой электрической промышленности, а из отечественных производителей ОСО Электра.

Ключевой особенностью этих приборов является полное отсутствие связи гальванической развязки с нейтралью и фазой, благодаря чему предотвращается поражение электрическим током пациентов и работников мед. учреждений. При желании можно присоединить  специальный командный блок, который будет на расстоянии управлять процессом при помощи алгоритмов и программ.

Для бытовых нужд чаще всего применяется повышающий разделительный трансформатор. Он может быть силовым, бытовым или промышленным; в зависимости от области применения максимально допустимое напряжение будет варьироваться в пределах 380 /220 В. Его производят однофазным и трехфазным. Размер трансформатора можно уменьшить, если увеличить частоту переменного тока. В быту применяется для подключения газовых котлов или прочего отопительного оборудования.

Часто применяются разделительные трансформаторы встроенные и специального назначения. Тип подключения определяется степенью безопасности модели и требованиям во время работы. Такие устройства работают с номинальным первичным напряжением, не превышающим 1000 В переменного тока и 1000 В пульсирующего постоянного тока, номинальной частотой не выше 50 Гц.

 

Как подключить трансформатор к котлу отопления

Для начала нужно отключить питание в механизмах. Теперь нам необходимо развязать гальваническую цепь, поэтому применяем трансформатор 380/380 В разделительный (либо подходящий по мощности  к модели котла, но обязательно с равными сигналами входа и выхода). Желательно, чтобы предохраняющая техника имела максимальный порог напряжения на 10-15 % меньше, чем сам котел.

Теперь подключаем устройства. При работе необходимо соединение с нулевым проводом (бесперебойное), поэтому сразу же разрываем питание по фазной линии с помощью отключающего устройства. Первую проверку нужно осуществить во время повторного нагрева оборудования, так советует производитель Legrand, при повторном подключении к сети нужно дождаться охлаждения нагревательного элемента.

Как сделать трансформатор самому

Ниже предоставлена рабочая схема, по которой разделительный трансформатор осуществляет работу. Как уже понятно из всего вышесказанного, это устройство не что иное, как два соединенных магнитным полем силовых приспособления.

Мы предлагаем попробовать изготовить маломощный транформатор. На схеме демонстрируется две отдельные полуобмотки. Полуобмотки — слово, обозначающее, что каждая обмотка трансформатора разделена на две идентичные части. Размещены эти полуобмотки на двух одинаковых каркасах. Данный термин означает, что обе обмотки в свою очередь делятся на какие-то части.

Рабочая схема разделительного трансформатора

Разделительный сетевой трансформатор будет подключаться к сети 220 В. Две полуобмотки соединены последовательным путем (1 и 2). Их пока не трогаем, но нужно снять напряжение с 5 и 15. Наша цель, чтобы на холостом ходу напряжение уменьшилось до 216 В, так что нужно подсоединить обмотки к каркасу, он может быть корпусный, лишь бы провода не соприкасались. Теперь полуобмотки 1, 2, 5′ и 15′ стали первичными. Для проверки подсоединяем обычную лампу к контактам и включаем в сеть, но не в 220, а в 36 В, так безопаснее.

При желании можно встроить в механизм стабилизатор либо дроссель. Впоследствии это может быть как бытовой, так и компактный разделительный трансформатор для мастерской. Лучше начинать с небольших моделей, т.к. у них значительно легче монтаж.

Если подобного опыта нет, то конечно, лучше всего обратиться за помощью к специалистам. Ведь электричество – это раздел промышленности, где без определенных навыков очень сложно правильно настроить и подключить технику.

www.asutpp.ru

Разделительный трансформатор (РТ): назначение и принцип работы

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

Чтобы понять, что такое трансформатор разделительный, необходимо вникнуть в принципы работы аппарата. Если человек случайно прикоснется к такому прибору, удара током не последует. Разделительный понижающий трансформатор не имеет сообщение с землей. Безопасность эксплуатации обеспечивается благодаря автономной работе обмоток. Каждая катушка разделена и не соприкасается с другой обмоткой, не зависимо от мощности. Прикасаться к контурам при эксплуатации категорически запрещается. Если человек одновременно дотронется до них и к железным проводникам, последует удар током.

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:

  1. Исключает поражение током при попадании на работающий инструмент брызг воды. Для этого катушки имеют усиленную изоляцию. Ручной электрический инструмент изготавливается по этому принципу.
  2. Для техники с металлическим корпусом или режущего оборудования (дрель, болгарка и т. д.).
  3. Между первичной и вторичной обмоткой может идти заземленный контур. Она предотвращает появление между цепями переменного тока емкостные связи.

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:

  • Трансформатор тока. Его первичная обмотка подключается к источнику электроэнергии, а вторичная – к счетчику или другому измерительному прибору. Его применяют в измерительных или релейных цепях.
  • Пик-трансформатор. Преобразует синусоидальное напряжение. Чаще всего эксплуатируется в аппаратах с оцифровкой.
  • Импульсные. Получает и преобразует полученный сигнал, а затем передает прямоугольный импульс. Предотвращает появление высокочастотных помех.
  • Автоматический. Применяется принцип соединения первичной и вторичной обмотки в одну, что позволяет образовывать не только магнитную, но и электрическую связь.
  • Силовой. В конструкции есть две или больше обмоток, которые преобразуют в процессе электромагнитной индукции одну систему напряжения в другую.
  • Портативный. Используется для уличного и тоннельного переносного освещения. Он имеет компактные габариты. Аппарат также применяют на открытой местности или при экстремальных рабочих условиях.

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.

 

protransformatory.ru

однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем — патент РФ 2199786

Использование: в электрических цепях с последовательным питанием потребителей, а именно в аэродромных светосигнальных системах. Трансформатор содержит трехстержневой магнитопровод. На центральном стержне установлена вторичная обмотка. Первичная обмотка выполнена из двух секций, установленных на периферийных стержнях и соединенных между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. Технический результат заключается в уменьшении электромагнитной индукции в режиме холостого хода, а также в нагруженном режиме при одновременном сохранении необходимой мощности на вторичной обмотке за счет увеличения магнитного потока в центральном стержне магнитопровода. Следствием уменьшения электромагнитной индукции является уменьшение магнитного насыщения и гистерезисных потерь в магнитопроводе. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроиндукционным устройствам, и может быть применено в однофазных изолирующих трансформаторах, работающих в электрических цепях с последовательным питанием потребителей, а именно в аэродромных светосигнальных системах. Известные однофазные изолирующие трансформаторы, которые используют в настоящее время в светосигнальных системах гражданских аэродромов РФ, выполнены, как правило, однотипно, а именно в виде тороидального магнитопровода с первичной и вторичной обмотками. Светосигнальные системы содержат несколько (до 50) кабельных колец (гирлянд), каждое из которых представляет собой электрическую цепь высокого напряжения до 5 киловольт, состоящую из ламп (в оборке — огни), до 100 ламп в кольце, изолирующих трансформаторов и регулятора яркости, который поддерживает в цепи стабильный ток в соответствии с установленной ступенью яркости. В каждом кабельном кольце первичные обмотки всех изолирующих трансформаторов соединены между собой последовательно и подключены к регулятору яркости, а вторичные обмотки изолирующих трансформаторов в качестве источников питания подключены к лампам (Ю.С. Басов. Светосигнальные устройства, Москва, Транспорт, 1993 г.). Особенностью эксплуатации изолирующих трансформаторов является их питание стабильным током, который не изменяется в зависимости от наличия или отсутствия нагрузки на вторичной обмотке трансформатора. Поэтому в случае обрыва нагрузки, например при перегорании лампы (режим холостого хода), электромагнитная индукция в магнитопроводе достигает большой величины, и в магнитопроводе наступает насыщение. Следствием насыщения является искажение синусоидальной формы тока в первичной обмотке и соответствующее расширение его частотного спектра, что приводит к резкому росту гистерезисных потерь в магнитопроводе трансформатора и, следовательно, к его разогреву и к ускоренному старению изоляции трансформатора. Кроме этого, изолирующий трансформатор, работающий в режиме холостого хода, вносит в кабельное кольцо значительную дополнительную индуктивность. При перегорании каждой последующей лампы индуктивное сопротивление кабельного кольца растет, а эквивалентное активное сопротивление кабельного кольца снижается. Из-за изменения соотношения между активным и индуктивным сопротивлениями падает коэффициент мощности, поэтому для сохранения эффективного значения тока, обеспечивающего необходимую яркость оставшихся ламп посадочных огней, увеличивают напряжение на зажимах кабельного кольца. Это приводит к повышению вероятности пробоя элементов кольца. Кроме того, следствием искажения синусоидальной формы тока в обмотках трансформатора в режиме холостого хода является соответствующее ему искажение напряжения на вторичной обмотке, причем значение коэффициента формы может быть значительно больше единицы. Амплитуда напряжения холостого хода на вторичной обмотке изолирующих трансформаторов может доходить до двухсот-трехсот вольт, а в импульсе (в момент обрыва нити лампы) — до полутора тысяч вольт, вследствие чего резко возрастает вероятность пробоя изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора. Поскольку перегоревшие лампы в огнях светосигнальных систем заменяются только при закрытии аэропорта, т.е. не чаще одного раза в сутки, то изолирующие трансформаторы могут находиться в режиме холостого хода достаточно длительное время, что создает условия для значительного перегрева магнитопроводов и ускоренного старения изоляции, а также увеличения вероятности пробоя элементов кабельного кольца и изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора. Недостатком известных изолирующих трансформаторов являются невысокая надежность и низкий ресурс работы, а также увеличение вероятности пробоя элементов кабельного кольца, в котором работает изолирующий трансформатор. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к изобретению является однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем, содержащий тороидальный магнитопровод, на котором установлены последовательно чередующиеся слои: изоляции, первичной обмотки, изоляции, вторичной обмотки и изоляции. Первичная обмотка подключена к регулятору яркости, который является источником стабильного тока. Вторичная обмотка подключена к потребителю: лампе огня аэродромной светосигнальной системы («Трансформаторы изолирующие серии ИОТ». Техническое описание и инструкция по эксплуатации, БТЛИ.670111.006, 1984 г., лист 6, 7, раздел 3). Недостатком известного изолирующего трансформатора являются невысокая надежность и низкий ресурс работы из-за нагрева магнитопровода и ускоренного старения изоляции. Это объясняется тем, что изолирующий трансформатор питается стабильным током, который не изменяется в зависимости от наличия иди отсутствия нагрузки на вторичной обмотке трансформатора, поэтому в режиме холостого хода электромагнитная индукция в магнитопроводе достигает большой величины, и в магнитопроводе наступает насыщение. Следствием насыщения является искажение синусоидальной формы тока в первичной обмотке и соответствующее расширение его частотного спектра, что приводит к резкому росту гистерезисных потерь в магнитопроводе трансформатора и, следовательно, к его разогреву. Поскольку у тороидального магнитопровода с многослойной обмоткой затруднен теплоотвод, то его нагрев продолжается до достижения критических температур, приводящих к ускоренному старению изоляции. Кроме этого, повышенная вероятность пробоя изоляции первичной и вторичной обмоток трансформатора в случае перегорания лампы также приводит к уменьшению его надежности и снижению ресурса работы. Вероятность пробоя обмоток объясняется искажением синусоидальной формы тока в них и соответствующим ему искажением напряжения на вторичной обмотке, причем коэффициент формы в случае перегорания лампы может быть значительно больше единицы. Кроме этого, недостатком известного изолирующего трансформатора является повышенная вероятность пробоя элементов кабельного кольца в случае перегорания одной из ламп. Это объясняется необходимостью увеличения напряжения на зажимах кабельного кольца для сохранения эффективного значение тока, обеспечивающего необходимую яркость оставшихся ламп посадочных огней, из-за значительного увеличения индуктивности в цепи первичной обмотки трансформатора. Задачей настоящего изобретения является создание однофазного изолирующего трансформатора для аэродромных светосигнальных систем, который имеет высокую надежность и увеличенный ресурс работы, а также обеспечивает в режиме холостого хода работу элементов кабельного кольца без их пробоя, а в нагруженном режиме — отбор необходимой мощности из цепи, в которой поддерживается относительно большое значение тока (8,3 А для высшей ступени яркости) без увеличения физических размеров магнитопровода. Последнее объясняется тем, что для обеспечения необходимой выходной мощности изолирующие трансформаторы для аэродромных светосигнальных систем должны иметь в первичной обмотке значительное количество витков, вследствие чего увеличивается число ампер-витков до величины, вызывающей глубокое насыщение магнитопровода. В данном случае уменьшение насыщения магнитопровода за счет увеличения его физических размеров невозможно, поскольку тогда для изолирующих трансформаторов, работающих в аэродромных светосигнальных системах, длина средней линии магнитопровода должна быть увеличена в несколько раз. Технический результат настоящего изобретения заключается в уменьшении электромагнитной индукции в режиме холостого хода, а также в нагруженном режиме, но при одновременном сохранении необходимой мощности на вторичной обмотке за счет увеличения магнитного потока в центральном стержне магнитопровода. Следствием уменьшения электромагнитной индукции является уменьшение магнитного насыщения и гистерезисных потерь в магнитопроводе. Урезанный технический результат достигается тем, что в однофазном изолирующем трансформаторе, содержащем магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, магнитопровод выполнен трехстержневым, при этом на центральном стержне установлена вторичная обмотка, а первичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. Кроме этого, секции первичной обмотки соединены последовательно. Кроме этого, секции первичной обмотки соединены параллельно. Кроме этого, центральный стержень выполнен с площадью поперечного сечения больше, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня. Кроме этого, стержни магнитопровода выполнены составными по крайней мере из двух частей. Выполнение магнитопровода трехстержневым, а первичной обмотки из двух секций, которые размещены на периферийных стержнях, позволяет вдвое уменьшить число ампер-витков, возбуждающих электромагнитное поле в каждом периферийном стержне, что приводит к уменьшению напряженности и, следовательно, к уменьшению электромагнитной индукции в магнитопроводе. Соединение секций первичной обмотки с возможностью образования в центральном стержне парциальных магнитных потоков одного направления позволяет получить увеличенный магнитный поток за счет сложения парциальных потоков, что приводит к получению в нагруженном режиме необходимой выходной мощности во вторичной обмотке при уменьшенной электромагнитной индукции. Кроме этого, поскольку часть магнитного потока, создаваемого одной из секций первичной обмотки, ответвляется в противоположный периферийный стержень трехстержневого магнитопровода, то ответвленный поток, будучи направленный навстречу магнитному потоку, создаваемому второй секцией первичной обмотки, дополнительно уменьшает электромагнитную индукцию в периферийных стержнях трехстержневого магнитопровода. Установление секций первичной обмотки на разные стержни (ярма магнитопровода свободны от обмоток) позволяет осуществить теплоотвод непосредственно от магнитопровода. Кроме этого, установление первичной и вторичной обмоток на разные стержни магнитопровода позволяет улучшить характеристики межобмоточной изоляции, а также повысить устойчивость к межобмоточному пробою. Выполнение центрального стержня с площадью поперечного сечения, увеличенной по сравнению с периферийными стержнями, приводит к дополнительному уменьшению электромагнитной индукции. Выполнение стержней магнитопровода составными по крайней мере из двух частей, позволяет повысить технологичность изготовления трансформатора. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена электрическая схема однофазного изолирующего трансформатора с последовательным соединением секций первичной обмотки, а на фиг.2 представлена электрическая схема однофазного изолирующего трансформатора с параллельным соединением секций первичной обмотки. Трансформатор содержит трехстержневой магнитопровод 1, первичную обмотку 2 и вторичную обмотку 3. Вторичная обмотка 3 установлена на центральном стержне 4 магнитопровода 1. Первичная обмотка 2 содержит две секции 5, 6, которые выполнены одинаковыми. Секция 5 первичной обмотки 2 установлена на периферийном стержне 7 магнитопровода 1, а секция 6 первичной обмотки 2 установлена на периферийном стержне 8 магнитопровода 1. Магнитопровод 1 может быть выполнен из разрезных ленточных магнитопроводов типа ПЛВ, ШЛО или аналогичных, изготавливаемых из стали с малыми потерями. Стержни 4, 7, 8 могут быть выполнены составными по крайней мере из двух частей. Секции 5, 6 первичной обмотки 2 соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне 4 магнитных потоков одного направления, при этом секции 5, 6 мотут быть соединены между собой последовательно (фиг.1) или параллельно (фиг. 2). Центральный стержень 4 может быть выполнен с площадью поперечного сечения большей, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня 7, 8, например, в 2 раза, когда магнитопровод 1 выполнен из двух О-образных стержневых магнитопроводов. Вторичная обмотка 3 соединена с лампой (не показано), а первичная обмотка 2 — с источником питания (регулятором яркости — не показано). Однофазный изолирующий трансформатор работает следующим образом. В режиме холостого хода при протекании тока через секцию 5 первичной обмотки 2 в периферийном стержне 7 возникает электромагнитное поле с магнитным потоком, который разветвляется на парциальные магнитные потоки: в центральный стержень 4 и в периферийный стержень 8. При протекании тока через секцию 6 первичной обмотки 2 в периферийном стержне 8 возникает электромагнитное поле с магнитным потоком, который разветвляется на парциальные потоки: в центральный стержень 4 и в периферийный стержень 7. При этом в центральном стержне 4 парциальные магнитные потоки от электромагнитных полей, создаваемых секциями 5 и 6 первичной обмотки 2, в периферийных стержнях 7, 8 имеют одно направление, что обеспечивает их суммирование, т.е. увеличение величины магнитного потока. В периферийном стержне 7 парциальный магнитный поток, создаваемый секцией 6 первичной обмотки 2 при протекании через нее тока, вычитается из магнитного потока, создаваемого секцией 5 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитного потока и магнитной индукции в периферийном стержне 7 и в ярмах, соединяющих стержень 7 с центральным стержнем 4. В периферийном стержне 8 парциальный магнитный поток, создаваемый секцией 5 первичной обмотки 2 при протекании через нее тока, вычитается из магнитного потока, создаваемого секцией 6 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитного потока и магнитной индукции в периферийном стержне 8 и в ярмах, соединяющих стержень 8 с центральным стержнем 4. Уменьшение магнитной индукции в стержнях 7 и 8 и в ярмах магнитопровода 1 приводит к уменьшению индуктивности первичной обмотки 2 и к уменьшению гистерезисных потерь. Под действием магнитного потока, протекающего через центральный стержень 4, во вторичной обмотке 3 наводится ЭДС, величина которой пропорциональна сумме парциальных магнитных потоков от секций 5 и 6 первичной обмотки 2. При подключении нагрузки к зажимам вторичной обмотки 3 по цепи начинает протекать ток, и в центральном стержне 4 создается магнитный поток, разветвляющийся на два парциальных магнитных потока, один из которых ответвляется в периферийный стержень 7, а второй — в периферийный стержень 8. Парциальные магнитные потоки, создаваемые током вторичной обмотки 3, в соответствии с законом Ленца направлены навстречу магнитным потокам, создаваемым секциями 5 и 6 первичной обмотки 2, что приводит к уменьшению магнитных потоков в магнитопроводе 1. Под действием парциального магнитного потока, создаваемого вторичной обмоткой 3 в периферийном стержне 7, в секции 5 первичной обмотки 2 наводится ЭДС, противоположная по фазе падению напряжения, создаваемому на этой секции током, протекающим через первичную обмотку 2, что приводит к уменьшению падения напряжения на секции 5 первичной обмотки 2. Под действием парциального магнитного потока, создаваемого вторичной обмоткой 3 в периферийном стержне 8, в секции 6 первичной обмотки 2 наводится ЭДС, противоположная по фазе падению напряжения, создаваемому на этой секции током, протекающим через первичную обмотку, что привадит к уменьшению падения напряжения на секции 6 первичной обмотки 2. В результате общее падение напряжения на первичной обмотке 2 уменьшается по сравнению с режимом холостого хода. При условии одинакового количества витков первичных обмоток, одинакового тока в них и одинакового сечения магнитопроводов известного однофазного изолирующего трансформатора с тороидальным магнитопроводом и заявленного однофазного изолирующего трехстержневого трансформатора:
— напряженность магнитного поля в магнитопроводе трехстержневого трансформатора меньше, чем у тороидального, поскольку в каждом из периферийных стержней это поле создается только секцией первичной обмотки. Напряженность магнитного поля в центральном стержне может задаваться путем выбора площади его сечения. Например, при выполнении магнитопровода из двух ленточных О-образных сердечников (типа ПЛ, ПЛВ или аналогичных) напряженность оказывается такой же, как в периферийных стержнях. Это приводит к соответствующему снижению гистерезисных потерь, возникающих в режиме холостого хода при питании первичной обмотки стабильным током. Магнитный поток, который наводит ЭДС во вторичной обмотке центрального стержня, будучи пропорциональным площади его сечения, оказывается такой же величины, что и у сравниваемого тороидального трансформатора;
— каждый виток вторичной обмотки тороидального трансформатора взаимодействует с переменным магнитным полем магнитопровода, проходя через отверстие в магнитопроводе, только один раз, в то время как у трехстержневого трансформатора — два раза. В результате необходимое количество витков вторичной обмотки у трехстержневого трансформатора оказывается вдвое меньше, чем у сравниваемого тороидального трансформатора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем, содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен трехстержневым, при этом на центральном стержне установлена вторичная обмотка, а первичная обмотка содержит две секции, которые установлены на периферийных стержнях и соединены между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции первичной обмотки соединены последовательно. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что секции первичной обмотки соединены параллельно. 4. Трансформатор по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что центральный стержень выполнен с площадью поперечного сечения большей, чем площадь поперечного сечения периферийного стержня. 5. Трансформатор по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что стержни магнитопровода выполнены составными, по крайней мере, из двух частей.

www.freepatent.ru

Однофазный изолирующий трансформатор для аэродромных светосигнальных систем. Изолирующий трансформатор что это такое

Изолирующие трансформаторы — Мобильные Электросистемы

Изолирующий трансформатор – это устройство, которое передает энергию от первичной обмотки к вторичной с помощью магнитной индукции. Вторичная обмотка служит источником напряжение для электрической системы переменного тока на катере без прямого соединения с береговой электросистемой.

Разделительный трансформатор одновременно решает две задачи – предотвращает коррозию подводных металлических частей на катере и защищает людей от поражения электрическим током. Об установке трансформатора имеет смысл задумываться, когда на катере кроме бортового зарядного устройства для тяговых аккумуляторов появляется разветвленная сеть переменного тока.

Преимущество передачи энергии таким способом зависит от способа установки трансформатора, но все развязывающие трансформаторы имеют несколько схожих достоинств.

При замыкании на землю и обрыве заземления существует путь для тока к береговому трансформатору. Ток стремится вернуться к своему источнику через воду.

Для чего нужен изолирующий трансформатор

Во-первых, полярность электрической системы устанавливается со стороны вторичной обмотки. Это значит, что полярность на катере не зависит от берегового подключения, и перепутанная на берегу никак не повлияет на полярность на катере.

Следующее преимущество — безопасность. Без трансформатора, замыкание на корпус или неправильно организованная система заземления на катере ведут к тому, что у всего заземленного оборудования одновременно повышается электрический потенциал (напряжение). Если устройства подключены к общей заземляющей шине, то рост напряжения на корпусах не будет проблемой для тех, кто находится на борту — разницы потенциалов между металлическими частями катера не будет.

Случай короткого замыкания на корпус и разрыва заземления от вторичной обмотки трансформатора. Несмотря на то, что электрический потенциал подводных частей вырастет, пути для тока на берег нет. Ток потечет к своему источнику — вторичной обмотке трансформатора катера.

Однако для тока появляется путь к береговому источнику через подводные элементы судна, электрический потенциал которых вырос, и через воду к штырю заземления на берегу. Поэтому для всех находящихся в воде рядом с катером возникает опасность поражения током.

Изолирующий трансформатор ликвидирует для тока путь через воду к береговой электросистеме. Новым источником напряжения становится вторичная обмотка трансформатора на катере и ток, вызванный повреждением изоляции или коротким замыканием, вернется к ней, а не на берег.

Используются два типа развязывающих трансформаторов. В первом случае электрически изолированный металлический экран устанавливается между первичной и вторичной обмотками. Экран выдерживает приложенное между ним и остальными частями напряжение до 4000 Вольт в течении одной минуты. У трансформаторов второго типа экран не обязательно соответствует таким жестким требованиям по напряжению и току.

Кроме разницы между самими устройствами, существует отличие в подключении провода заземления береговой сети. В разделительных трансформаторах первого типа есть разрыв заземления между береговой и лодочной электрическими системами. В поляризационной системе провод заземления от береговой сети соединяется с корпусом трансформатора. Поэтому термин изоляционный, означает также изоляцию берегового заземления от заземления катера.

Схемы подключения

При первом способе установки береговое заземление подключается к изолирующему экрану трансформатора, а один выход его вторичной обмотки, соединяют с корпусом. К точке соединения подключается заземляющая цепь катера и затем оба контакта соединяются с отрицательным проводником.

При коротком замыкании в оборудовании или при пробое изоляции у тока есть путь с наименьшим сопротивлением обратно к трансформатору через зазе

10i5.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о