机电杂谈（2）隔离变压器

传统的变压器（Transformer），一次侧和二次侧依靠电磁感应传递能量。

隔离变压器（Isolation Transformer），俗称安全变压器，

是指一次侧和二次侧电气上完全绝缘、互相隔离的变压器，它隔离的是两侧的电流。

相对而言的“非隔离变压器”一般是指互耦变压器，它的一次侧和二次侧藕断丝连，一点也不隔离。

隔离变压器属于安全电源，主要作用一是隔离，二是滤波。

本文主要讨论安全隔离。

一、安全隔离的原理

通常交流电源的零线会与大地相连（即TN系统），相线与零线之间电压220V，

从而相线与大地之间亦有220V的电位差，人接触相线会触电。

在使用隔离变压器的情况下，由于二次侧与一次侧隔离，二次侧的任意两线与大地之间几乎没有电位差。

人接触二次侧中任意一条线都不会发生触电，相对而言比较安全。

如上图，

左侧，常规线路里，红色虚线所示即人体触电电流的通路；

右侧，在有隔离变压器的二次侧，人体接触其中任意一根线路，由于无法形成电流通路，故不会触电。

但要注意的是，如果同时接触二次侧的两根线，一定会触电。

隔离变压器通常是1:1变比，但不是绝对。

由于线路对地电容的存在，其实二次侧与大地并非完全没有电位差，

只是由于对地电容非常小，所以电位差也很小，几乎没有伤害性。

但当二次侧供电距离变得很长时，线路对地电容将增大，

从而对地电位差变大，危害性会增大。

以上两图来自网络，侵删。

二、隔离变压器的典型使用场合

典型使用场合有：医院手术室、泳池和景观水中的灯具、维修电源。

1、医院手术室、ICU等

这类场所有两个需求：

一是不能有漏电流，如果人体心脏通过漏电流大于10uA ，会造成微电击事故。

而建筑电气中的RCD是毫安级别，远不能达到保护目的。

故这些地方，可以用隔离变压器把TN-S系统局部转换为IT接地系统，隔绝了其他回路的漏电流窜入手术室。

二是供电连续性，手术室不能因为有设备漏电，RCD动作而随便断电；

由于IT系统的电源中性点不接地，当负载端出现第一个对地绝缘故障时，

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。

这种局部IT系统的场合，需要设绝缘监测，在出现对地故障时，起到提醒作用。

上图来自张白帆老师《低压成套开关设备的原理及其控制技术》，致谢！

2、泳池或景观水体中的灯具

泳池或景观水体，0区中的灯具，必须使用隔离变压器，并且是安全电压供电。

3、搞维修的都知道，加个隔离变压器，维修安全有保障。

三、身边的隔离变压器

缘于某位业内老师傅的一次惊心动魄的触电经历，俺开始留意隔离变压器。

这位老师傅所在楼栋，PE总线不知何故断了，

这时恰好有一户家里的电器漏电，恰巧漏电这个回路没有RCD，未能切断漏电回路，

最终使得全楼PE线带电，一路传入他家，

带电的PE线使强排式燃气热水器的外壳带电，

通过PE线引入的电流，并不会使热水器的RCD动作，

最终热水器出水带电，洗澡时引发触电事故。

各种偶然结合在一起，导致罕见的触电事故。

这种情况之下，给强排式燃气热水器加个隔离变压器，则可解忧。

虽然这种触电事故发生的概率很低很低，

但作为专业洁癖，我还是装了一个。

小结一下：

1 、隔离变压器的二次侧（次级）千万不能接地，否则“隔离”初衷尽失。
2 、人体不能同时触及二次侧两端，否者必触电。