隔離變壓器答疑

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 討論此問題前,我們先談一下*常用的工具--試電筆,試電筆內(nèi)裝有一個2~3兆歐的電阻和一個氖管;要使氖管點亮,必須滿足:被測電壓高于氖管的起輝電壓65V.AC和通過氖管的電流大于2微安。
    隔離變壓器的初、次級繞組是兩個各自獨立的繞組,即初、次級繞組在物理上是互相隔離的。由于隔離變壓器的次級輸出電壓大多為低電壓,否則也不會有上述的提問了,我們也是針對這類普通隔離變壓器來展開討論。當(dāng)將隔離變壓器的初級接至220V.AC時,如果次級繞組兩端浮空時(問題中所提的浮電),即次級繞組對地是絕緣的,這時“隔離變壓器,輸出對地是有電壓,用電筆試會亮”。這是什么原因呢?
    當(dāng)我們用試電筆檢測隔離變壓器的次級繞組時,試電筆會不會發(fā)亮和檢測點的對地電位有關(guān),而和次級繞組兩端的電壓無關(guān)。如圖一所示,當(dāng)初級繞組中靠近次級繞組的引出端接至電源的相線(L)

                圖一                                                           圖三

時,對于不接地的次級繞組受到初級繞組的感應(yīng),產(chǎn)生的對地感應(yīng)電壓Ue=C1/C1+C2*U1,Ue電壓的大小與初、次級繞組的電容C1及次級繞組的對地電容C2有關(guān)。通常C2小于幾微微法,而C1大于100微微法,所以Ue近似等于U1,即接近電源電壓。用試電筆檢測時的等效電路如圖二所示,如用等效發(fā)電

   圖二

機定理來分析,把次級繞組的對地看作為一個等效電源,其電勢e2=Ue=U1,其容抗C=C1+C2=C1。若氖管起輝后的電壓降為50V,C=200微微法左右,人體對地電容C3=200微微法左右,人體電阻R1和試電筆內(nèi)電阻R的總和為3兆歐,則計算后可知通過氖管的電流約為5微安左右,會使氖管發(fā)亮了。也可看出這個對地感應(yīng)電壓是不會造成觸電事故的。
    而圖三所示,由于次級繞組接地,故次級繞組的對地感應(yīng)電壓是很低的,用試電筆檢測次級繞組的不接地端,由于其電壓小于氖管的起輝電壓,因此不會發(fā)光。同理,如果圖一中的初級繞組接地,用試電筆檢測時也不會發(fā)光。對于儀器儀表用的隔離變壓器,為了提高抗干擾性能,在變壓器的初、次級繞組中間繞有一層屏蔽層(如圖三中的紅色所示),屏蔽層要求接地,這時初級繞組的感應(yīng)電,通過初級繞組與屏蔽層的分布電容入地了,當(dāng)用試電筆檢測次級繞組時也不會發(fā)光。