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用了隔离变压器就安全了吗?

作者:优发国际 来源:本站原创 日期:2021-01-07 09:38 点击: 

  在国家标准GB156-2009《标准电压》中给出了安全电压的具体值,如下:

  我们知道,TN接地系统是当下最流行的接地形式。但在TN系统下,一旦出现单相接地故障,也即漏电,则系统的保护装置(包括断路器和漏电保护器)立即起动,切断电源。相比之下,IT系统发生了单相接地故障后,还可以继续运行2个小时。

  在某些特殊场合,例如缆车和医院手术室,一旦出现漏电,我们不可能让缆车乘客在空中吊着,或者让病人在手术台上等着。所以,需要利用隔离变压器把TN接地系统转换为IT接地系统。如下:

  上图中我们看到,医院的低压配电系统接地形式是TN-S,但在手术室是IT,两者用隔离变压器进行隔离。

  此图摘自我的书:《低压成套开关设备的原理及其控制技术》第1.6.2节“各类低压接地系统”的图1-51“某医院的低压电网示意图”。

  3.利用变压器的输入阻抗较低的特性,消除电网上的过电压脉冲,以及高次谐波

  电网上的过电压脉冲特点是电压高,但能量很小。利用隔离变压器,使得过电压脉冲无法传送到隔离变压器的次级,以实现较为干净的电源。

  此图摘自我的书:《低压成套开关设备的原理及其控制技术》第6.6节“低压成套开关设备的控制原理”图6-41。

  在许多情况下我们需要将特殊电压换成标准电压,或者将标准电压换成特殊电压,此时隔离变压器就能实现此功能。

  例如我们在国外,我们带的电器额定电压是220V,但配电电压只有120V,此时就能利用专用的隔离变压器把120V电压转换成220V电压供电器使用。

  另外,在一些特殊场合,例如电加热器、整流器等等,往往工作电源的电压低而电流大,系统阻抗当然也低。这时就要用隔离变压器来转换,例如电炉专用的变压器、电焊机变压器等等。

  从隔离变压器的功能看,当然用了隔离变压器就安全了。这里的安全包括了确保人身安全的接地系统和安全电压,也包括用电设备的抗干扰能力等等。

  不过,配套隔离变压器后也会带来一些问题,例如隔离变压器如何控制,隔离变压器的负载能力,还有隔离变压器的运行老化等等。这些都需要我们认真考虑的。

  我们来看一个例子:若电力变压器的容量是1250kVA,低压侧电压是400V。我们配套了一台三相30kVA的隔离变压器用于驱动专用负载,这台隔离变压器的初级和次级电压相同,其阻抗电压为4%。试问:我们如何为这台隔离变压器配套断路器?

  它的原理除了对用电器进行滤波保护以外,最重要的一点便是次级线圈没有接地。

  所以如果有人误触单相线路的话,这个人实际并没有接入电流的回路中,是个开路。

  而一般的TN接地系统,因为变压器引出的中性线会进行接地处理,人站在大地上触摸相线的话,实际便与大地在相线与中性线间组成了回路,有电流通过。

  这两者是完全不同的,所以在JGJ-16中一般规定使用隔离变压器可以与使用无害低压、剩余电流保护器一样,作为特殊场合的安全用电保护措施。

  隔离变压器是将一次侧(输入)与二次侧(输出)的电气完全绝缘,隔离危险电压,保护设备及人身安全;

  1. 隔离变压器系统因降低了接触电压和电网对地漏电流(有效控制对心脏的直接漏电流),故人身触电危险被降到最小程度众所周知,当用电设备对人体心脏直接漏电大于10uA 时,会造成对病人的微电击事故。而在一般通用建筑中所采用的RCD、ELCB等对地漏电保护开关,其动作响应值是mA级(如:30 mA),远远不能满足医疗领域的需要。因此,国际上对医疗领域中的手术室、ICU、CCU等重要场所通常采用局部“中性点不接地的供电系统”(即“IT系统”或称“隔离电源系统”)供电。通过单相3KVA-10KVA的隔离变压器给这些场所供电,首先就防止了其它供电回路中的漏电流通过接地线窜入手术室、ICU、CCU的医疗电气设备上对病人的安全构成威胁;另外,一旦隔离电源上所接的负载(如各种医疗电气设备)出现对地故障,因对地不能构成回路,只能产生一个很小的容性漏电流,极大地保护了病人免遭漏电流的伤害。

  2. 隔离变压器系统在电网负载端出现第一个绝缘故障点时,不会引起电源空开动作(跳闸),保证了供电的连续性。而如果在这些特殊场所局部采用IT配电系统时,因其电源中性点不接地,当负载端出现第一点相对地绝缘故障时,因其对地不能构成回路,只会产生一个很小的容性漏电流,对人体不会产生危害,同时也不会导致空开动作,从而保证了手术室供电的连接性。

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