Izolační transformátor: konstrukce, princip činnosti, technické vlastnosti.

Izolační transformátory jsou transformátory se stejnými napěťovými nebo proudovými charakteristikami na výstupu a výstupu. Taková zařízení mají stejný počet závitů na primární a sekundární cívce. V důsledku toho je transformační koeficient roven jednotce. Použití takových jednotek zvyšuje bezpečnost, protože v sekundárních obvodech nejsou žádné elektrické spoje se zdrojem napětí nebo zemí.

Oddělení vstupního a výstupního vinutí zajišťuje zesílená dvojitá izolace. Dalším opatřením je umístění cívek na fyzicky odlišná jádra.

Sekundární vinutí je vyrobeno bez uzemnění nulového kontaktu, takže náhodný dotyk nezpůsobí úraz elektrickým proudem, pokud se člověk současně nedotkne kovové trubky, nestojí na vlhkém místě nebo nevznikne nebezpečí průchodu elektrického proudu tělem jiným způsobem.

Princip činnosti

Zařízení funguje na principu podobném klasickému transformátoru: při přívodu proudu do primární cívky se v ní indukuje magnetický tok a následně jeho vznik v sekundárním vinutí, který způsobí přenos elektrického proudu. Protože charakteristiky cívek jsou totožné, parametry elektrického proudu primárního a sekundárního vinutí budou stejné.

Klasifikace

V současné době se komerčně vyrábí několik typů oddělovacích transformátorů určených pro bezpečný provoz elektrických instalací. Rozlišují se následující typy takových zařízení:

• proud – primární cívka slouží k připojení zdroje proudu, sekundární je posílána do elektroměru nebo podobného zařízení. Instalováno v měřicí nebo reléové elektrické síti;
• špička – pro převod sinusového napětí, ve většině případů se používá v digitalizačních zařízeních;
• pulzní typ – převádí přijímaný signál na pulzní, vyhlazuje vysokofrekvenční rušení;
• automatický – konstrukce spojuje vstupní a výstupní vinutí dohromady, což tvoří elektrické spojení, spolu s magnetickým;
• výkonové – s několika vinutími, které umožňují transformaci charakteristik současně s přenosem;
• přenosné – používá se k uspořádání osvětlovacích systémů venku nebo uvnitř.

Čtěte také: Špičkový transformátor

Zařízení mohou poskytovat vysoce specializované podmínky použití. Taková zařízení jsou instalována ve zdravotnických zařízeních k napájení operačních sálů, lůžkových oddělení a dalších důležitých oddělení, kde jsou kladeny vysoké bezpečnostní požadavky.

přihláška

Použití izolačních transformátorů je nutné zejména v prostorách, na jejichž provoz jsou kladeny zvýšené požadavky na elektrickou bezpečnost. To platí pro:

• sklepy;
• kabelové jímky;
• předměty s vysokou vlhkostí;
• plynem nebezpečná místa;
• při použití elektrického nářadí první třídy elektrické bezpečnosti.

Doma lze taková zařízení instalovat do koupelen, bazénů a dalších technických místností, kde je vyžadována vyšší úroveň ochrany před úrazem elektrickým proudem. Je možné je připojit ke kotlovým jednotkám.

Pořadí připojení

Připojení zařízení je velmi jednoduché. Elektrický proud v místě je nejprve vypnut. Nejprve se připojí objektové kontakty, poté strana napájení.

Po těsném spojení kontaktů je transformátor přiveden elektrickým proudem a je zkontrolována jeho správná funkce.

Výhody a nevýhody zařízení

Použití izolačních transformátorů umožňuje dosáhnout následujících výhod:

• zvýšit životnost elektrických spotřebičů;
• snížit množství elektrického proudu při zkratu;
• dodatečná ochrana během provozu elektrického zařízení;
• zlepšit kvalitativní charakteristiky elektrické sítě;
• odfiltrovat vysokofrekvenční rušení.

Nevýhodou těchto zařízení je další složitost domácí nebo průmyslové sítě a neschopnost poskytnout úplnou ochranu před úrazem elektrickým proudem.

Jak si vyrobit vlastní izolační transformátor

Vyrobit si nízkopříkonové zařízení svépomocí není nic složitého, pokud máte podobné dovednosti a základní znalosti v oblasti elektrotechniky.

• dvě poloviční vinutí jsou vyrobena na dvou stejných jádrech – cívky jsou rozděleny na polovinu;
• dvojice polovičních vinutí je zapojena do série;
• Kromě toho můžete zařízení vybavit škrticí klapkou nebo stabilizátorem.

Podrobnější schéma zařízení a pořadí připojení polovičních vinutí je znázorněno na schématu:

Zařízení lze použít k napájení dílny nebo jiné pomocné místnosti. Před připojením ke stacionárnímu zdroji je nutné zařízení otestovat malým elektrickým proudem. Jako spotřebič se hodí obyčejná nízkopříkonová lampa.

Pokud však domácí kutil nemá dostatečné elektrické znalosti a žádné zkušenosti s takovou prací, doporučuje se obrátit se na odborníka příslušného profilu.

Cena izolačních transformátorů

Náklady na tato zařízení závisí na vlastnostech a účelu, jakož i na cenové politice výrobce a obchodní organizace. V průměru může takové zařízení stát od 9 do 70 tisíc rublů v závislosti na specifikovaných vlastnostech.

Čtěte také: Třífázový výkonový transformátor – TMG

Tabulka ukazuje několik příkladů cen těchto zařízení:

model	Výkon zátěže, VA	Vstupní napětí, V	Jmenovitá hodnota elektrického proudu, A	Hmotnost, kg	Cena, rub.
ORSZ-400	400	220	1,8	7	9600
ORSZ-1000	1000	220	4,5	15	11500
ORSZ-3000	3000	220	13,6	28	19900
ORSZ-15000	15000	220	68	70	66000

Použití izolačních transformátorů umožňuje dosáhnout vysoké úrovně bezpečnosti v prostorách, kde jsou kladeny zvláštní požadavky na provoz elektrických sítí. Uživatel si může vybrat zařízení s potřebnými vlastnostmi s ohledem na finanční možnosti a parametry zamýšleného provozu.

Při vytváření elektrických sítí jsou otázky elektrické bezpečnosti vždy na prvním místě. Úroveň napětí 220 V je extrémně nebezpečná pro lidský život, ale je přítomna v každé domácí elektrické zásuvce. Úrazu elektrickým proudem lze zabránit použitím ochranných opatření:

• spolehlivé uzemnění krytů elektrických spotřebičů, takže v případě náhodného porušení izolace protékají uzemňovacími obvody nebezpečné proudy;
• pomocí RCD nebo diferenciálních jističů v obvodech připojení vstupní zátěže, odpojení sítě v případě zemních netěsností.

Taková ochranná opatření jsou založena na skutečnosti, že uzemnění pro všechny spotřebitele elektřiny je součástí elektrického obvodu. Ochranné elektrické uzemnění jednoduše přemosťuje obvod, který může vzniknout mezi fází, která náhodně spadne na tělo elektrického zařízení, a zemí přes lidské tělo v případě náhodného kontaktu.

Dalším způsobem ochrany by bylo vyloučení spojení země s elektrickou sítí a toho lze dosáhnout úplným galvanickým oddělením primární a sekundární elektrické sítě. Toho je dosaženo použitím bezpečných izolačních transformátorů, jejichž zařízení budou popsána níže.

Konstrukce a princip činnosti oddělovacích transformátorů

Izolační transformátor ve svém jádru připomíná snižovací transformátor běžného elektrického zařízení, který se skládá z primárního a jednoho (několika) sekundárních vinutí. Závity primárních vinutí takových transformátorů jsou odděleny galvanickou izolací od sekundárních, avšak v případě nouzových situací, například přehřátí, zničení izolace nebo zkratu vinutí, výskyt fáze ve vinutí sekundární okruhy nelze vyloučit.

Oddělovací transformátory mají transformační poměr rovný jednotce, zajišťovaný vinutími shodných parametrů a jejich hlavní vlastností je spolehlivé galvanické oddělení vinutí. To je realizováno použitím zesílené nebo dvojité izolace; za nejspolehlivější možnost se považuje oddělení primárního a sekundárního vinutí navinutím na různé cívky namontované na jediném magnetickém jádru. Účinnost izolačních transformátorů se blíží 85 %, ale to je slušná cena za elektrickou bezpečnost, ne nadarmo se taková zařízení nazývají bezpečnostní transformátory.

Pravděpodobnost výskytu sekundárních napětí v síti provozované z izolačního transformátoru je minimalizována. Nebezpečí úrazu elektrickým proudem samozřejmě zůstává, pokud se dotknete obou vodičů sítě (koncept nuly nebo fáze v tomto obvodu neplatí), ale každý jednotlivě je neutrální vůči zemi, a proto nepředstavuje nebezpečí pro lidský život.

Použití izolačních transformátorů je povinné ve vysoce rizikových oblastech. Typickým příkladem je koupelna, kde je použití klasické elektrické energie omezeno:

• vysoká vlhkost vzduchu;
• možnost vniknutí vody do živých částí;
• přítomnost kovových předmětů s nestabilním uzemněním.

Při provádění dočasné práce ve zvláště nebezpečných oblastech je povoleno použití přenosných bezpečnostních transformátorů.

Díky lékařskému izolačnímu transformátoru je možné vytvářet speciální IT sítě, které jsou nutné pro napájení prostor skupiny 2 (jednotky intenzivní péče, operační sály), zcela bezpečné pro pacienty i zdravotnický personál. Jmenovitý výkon jednofázových transformátorů pro takové sítě se může pohybovat od 0.5 do 10 kW.

V případě potřeby se používají třífázové oddělovací transformátory.

Stále máte otázky?

Vyplňte níže uvedený formulář zpětné vazby, naši specialisté vás budou kontaktovat, konzultovat, sdělí vám možné způsoby řešení vašeho problému.