Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Электрический компонент
Electrical component
Изоляционный трансформатор – это трансформатор, используемый для передачи электрической энергии от источника переменного тока (AC) к оборудованию или устройству, при этом изолируя питаемое устройство от источника питания, как правило, из соображений безопасности или для снижения переходных процессов и гармоник. Изоляционные трансформаторы обеспечивают гальваническую изоляцию, то есть отсутствие проводящего пути между источником и нагрузкой. Эта изоляция применяется для защиты от поражения электрическим током, подавления электрических помех в чувствительных устройствах или передачи энергии между двумя цепями, которые не должны быть соединены. Трансформаторы, предназначенные для изоляции, часто изготавливаются со специальной изоляцией между первичной и вторичной обмотками и рассчитаны на выдерживание высокого напряжения между ними. Изоляционные трансформаторы блокируют передачу постоянной составляющей сигнала от одной цепи к другой, но пропускают переменную составляющую. Трансформаторы с соотношением 1:1 между первичной и вторичной обмотками часто используются для защиты вторичных цепей и людей от поражения электрическим током между находящими под напряжением проводниками и землей. Правильно спроектированные изоляционные трансформаторы подавляют помехи, вызванные контурами заземления. Изоляционные трансформаторы с электростатическими экранами применяются в источниках питания для чувствительного оборудования, такого как компьютеры, медицинские приборы или лабораторные инструменты. Некоторые технические условия требуют, чтобы изоляционные трансформаторы являлись частью системы молниезащиты в цепях переменного тока.
An isolation transformer is a transformer used to transfer electrical power from a source of alternating current (AC) power to some equipment or device while isolating the powered device from the power source, usually for safety reasons or to reduce transients and harmonics. Isolation transformers provide galvanic isolation; no conductive path is present between source and load. This isolation is used to protect against electric shock, to suppress electrical noise in sensitive devices, or to transfer power between two circuits which must not be connected. A transformer sold for isolation is often built with special insulation between primary and secondary, and is specified to withstand a high voltage between windings. Isolation transformers block transmission of the DC component in signals from one circuit to the other, but allow AC components in signals to pass. Transformers that have a ratio of 1 to 1 between the primary and secondary windings are often used to protect secondary circuits and individuals from electrical shocks between energized conductors and earth ground. Suitably designed isolation transformers block interference caused by ground loops. Isolation transformers with electrostatic shields are used for power supplies for sensitive equipment such as computers, medical devices, or laboratory instruments. Some specifications require that Isolation transformers be a part of the lightning protection on the AC circuits.
Терминология
Иногда этот термин используется, чтобы подчеркнуть, что устройство не является автотрансформатором с соединенными первичной и вторичной обмотками. Трансформаторы мощности с указанной изоляцией между первичной и вторичной обмотками обычно не описываются просто как "изоляционные трансформаторы", если изоляция не является их основной функцией. Только трансформаторы, чья основная задача – изоляция цепей, регулярно описываются как изоляционные трансформаторы.
Sometimes the term is used to emphasize that a device is not an autotransformer whose primary and secondary circuits are connected. Power transformers with specified insulation between primary and secondary are not usually described only as "isolation transformers" unless this is their primary function. Only transformers whose primary purpose is to isolate circuits are routinely described as isolation transformers.
Операция
Изоляционные трансформаторы разрабатываются с учетом емкостной связи между двумя обмотками. Емкость между первичной и вторичной обмотками также может создавать связь переменного тока с первичной на вторичную сторону. Заземленный экран Фарадея, расположенный между первичной и вторичной обмотками, значительно снижает проникновение синфазных помех. Этот экран может быть выполнен в виде дополнительной обмотки или металлической полосы, окружающей одну из обмоток. Дифференциальные помехи могут магнитно проникать с первичной на вторичную сторону изоляционного трансформатора и должны быть отфильтрованы в случае возникновения проблемы.
Isolation transformers are designed with attention to capacitive coupling between the two windings. The capacitance between primary and secondary windings would also couple AC current from the primary to the secondary. A grounded Faraday shield between the primary and the secondary greatly reduces the coupling of common mode noise. This may be another winding or a metal strip surrounding a winding. Differential noise can magnetically couple from the primary to the secondary of an isolation transformer, and must be filtered out if a problem occurs.
Импульсные трансформаторы
Некоторые небольшие трансформаторы используются для обеспечения изоляции в импульсных цепях.
Some small transformers are used for isolation in pulse circuits.
Испытания электроники
В испытаниях и обслуживании электроники, изоляционный трансформатор – это силовой трансформатор с передаточным числом 1:1 (под нагрузкой), используемый для обеспечения безопасности. Без него, открытые токоведущие части устройства, находящегося в проверке, оказываются под опасным напряжением относительно заземлённых объектов, таких как отопительный радиатор или заземлённый провод осциллографа (особенно опасно для старого вакуумного оборудования с корпусом под напряжением). При использовании трансформатора, поскольку между первичной и вторичной обмотками нет гальванической связи, при прикосновении открытых токоведущих частей к земле будет протекать лишь небольшой ток утечки. Даже при использовании изоляционного трансформатора, между компонентами изолированного устройства могут сохраняться опасные напряжения. Таким образом, оператор всё ещё может подвергнуться воздействию смертельного напряжения, прикоснувшись к нескольким элементам схемы. Изоляционный трансформатор обеспечивает максимальную защиту, когда устройство не заземлено. Подключение к измерительному оборудованию, например, к осциллографу или настольному мультиметру, может привести к заземлению схемы. Электрическая изоляция особенно важна для медицинского оборудования, к которому применяются специальные стандарты. Часто система должна быть спроектирована таким образом, чтобы при возникновении неисправности питание не отключалось, а генерировался предупреждающий сигнал.
In electronics testing and servicing, an isolation transformer is a 1:1 (under load) power transformer used for safety. Without it, exposed live metal in a device under test is at a hazardous voltage relative to grounded objects such as a heating radiator or oscilloscope ground lead (a particular hazard with some old vacuum tube equipment with live chassis). With the transformer, as there is no conductive connection between transformer secondary and primary, only a small leakage current will flow if the exposed live metal is connected to earth. Even if an isolation transformer is used, hazardous voltages may still be present between components of the isolated device. Thus it is still possible for an operator to be exposed to lethal voltages by touching multiple elements in the circuit. An isolation transformer provides maximum protection when the device is ungrounded. Connecting it to test equipment, for example, an oscilloscope or a benchtop multimeter, may ground the circuit. Electrical isolation is considered to be particularly important on medical equipment, and special standards apply. Often the system must additionally be designed so that fault conditions do not interrupt power, but generate a warning.
Поставка оборудования с повышенными потенциалами
Изоляционные трансформаторы также используются для питания устройств, не заземленных. Примером является трансформатор Остина для питания предупредительных огней, обозначающих препятствия для воздушного движения, на мачтах радиоантенн. Без изоляционного трансформатора осветительные цепи на мачте проводили бы радиочастотную энергию на землю через систему питания.
Isolation transformers are also used for the power supply of devices not at ground potential. An example is the Austin transformer for the power supply of air traffic obstacle warning lamps on radio antenna masts. Without the isolation transformer, the lighting circuits on the mast would conduct radio frequency energy to ground through the power supply.