隔离变压器答疑

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 讨论此问题前,我们先谈一下*常用的工具--试电笔,试电笔内装有一个2~3兆欧的电阻和一个氖管;要使氖管点亮,必须满足:被测电压高于氖管的起辉电压65V.AC和通过氖管的电流大于2微安。
    隔离变压器的初、次级绕组是两个各自独立的绕组,即初、次级绕组在物理上是互相隔离的。由于隔离变压器的次级输出电压大多为低电压,否则也不会有上述的提问了,我们也是针对这类普通隔离变压器来展开讨论。当将隔离变压器的初级接至220V.AC时,如果次级绕组两端浮空时(问题中所提的浮电),即次级绕组对地是绝缘的,这时“隔离变压器,输出对地是有电压,用电笔试会亮”。这是什么原因呢?
    当我们用试电笔检测隔离变压器的次级绕组时,试电笔会不会发亮和检测点的对地电位有关,而和次级绕组两端的电压无关。如图一所示,当初级绕组中靠近次级绕组的引出端接至电源的相线(L)

                图一                                                           图三

时,对于不接地的次级绕组受到初级绕组的感应,产生的对地感应电压Ue=C1/C1+C2*U1,Ue电压的大小与初、次级绕组的电容C1及次级绕组的对地电容C2有关。通常C2小于几微微法,而C1大于100微微法,所以Ue近似等于U1,即接近电源电压。用试电笔检测时的等效电路如图二所示,如用等效发电

   图二

机定理来分析,把次级绕组的对地看作为一个等效电源,其电势e2=Ue=U1,其容抗C=C1+C2=C1。若氖管起辉后的电压降为50V,C=200微微法左右,人体对地电容C3=200微微法左右,人体电阻R1和试电笔内电阻R的总和为3兆欧,则计算后可知通过氖管的电流约为5微安左右,会使氖管发亮了。也可看出这个对地感应电压是不会造成触电事故的。
    而图三所示,由于次级绕组接地,故次级绕组的对地感应电压是很低的,用试电笔检测次级绕组的不接地端,由于其电压小于氖管的起辉电压,因此不会发光。同理,如果图一中的初级绕组接地,用试电笔检测时也不会发光。对于仪器仪表用的隔离变压器,为了提高抗干扰性能,在变压器的初、次级绕组中间绕有一层屏蔽层(如图三中的红色所示),屏蔽层要求接地,这时初级绕组的感应电,通过初级绕组与屏蔽层的分布电容入地了,当用试电笔检测次级绕组时也不会发光。