电气隔离的作用是什么
生活随笔
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电气隔离的作用是什么
小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
(一)所謂電氣隔離,就是將電源與用電回路作電氣上的隔離,即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離,使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng),以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。要實(shí)行電氣隔離,必須滿(mǎn)足以下條件: ( 1)每一分支電路使用一臺(tái)隔離變壓器,這種變壓器的耐壓試驗(yàn)電壓,比普通變壓器高,應(yīng)符合Ⅱ級(jí)電工產(chǎn)品(雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣)的要求,也可使用與隔離變壓器的絕緣性能相等的繞制. (二)所謂電氣隔離,就是使兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即,兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。 普通雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路之間是絕緣的。因此可以說(shuō),雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路處于電氣隔離狀態(tài)。其隔離原理就是變壓器的工作原理,是利用電磁感應(yīng)定律工作的原理。變壓器工作時(shí),一次繞組通入交流電后,將在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通又將在一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后就可向二次電路提供交流電壓,當(dāng)二次繞組帶負(fù)載后有電流流過(guò)時(shí),將對(duì)磁路的磁通產(chǎn)生影響,從而引起一次繞組的電流發(fā)生變化。雖然變壓器的一、二次繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接,但通過(guò)其磁路中的磁通變化,一次繞組的電能就可以傳輸給二次繞組。這就是變壓器的工作原理,也是其一、二次繞組之間存在電氣隔離的原理。 電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾。例如,某個(gè)實(shí)際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個(gè)電網(wǎng)就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時(shí)就不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的工作,同時(shí)還可通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)該電路對(duì)地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒管理人員及時(shí)維修或處理,避免保護(hù)裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生。 隔離變壓器要根據(jù)電源和實(shí)際設(shè)備的電壓等級(jí)選定,若實(shí)際設(shè)備與電源電壓等級(jí)相同,可以采用變壓比為1的變壓器。但是必須注意,隔離變壓器不能采用自耦變壓器(因?yàn)樽择钭儔浩鞯囊?、二次繞組之間本身就存在直接的電氣聯(lián)系,也就是說(shuō)是不絕緣的,因此不能用來(lái)作為電氣隔離用)。對(duì)于安全性能要求較高的場(chǎng)合,可以采用專(zhuān)門(mén)的隔離變壓器。
所謂電氣隔離,就是將電源與用電回路作電氣上的隔離,即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離,使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng),以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。要實(shí)行電氣隔離,必須滿(mǎn)足以下條件: ( 1)每一分支電路使用一臺(tái)隔離變壓器,這種變壓器的耐壓試驗(yàn)電壓,比普通變壓器高,應(yīng)符合Ⅱ級(jí)電工產(chǎn)品(雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣)的要求,也可使用與隔離變壓器的絕緣性能相等的繞制. (二)所謂電氣隔離,就是使兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即,兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。 普通雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路之間是絕緣的。因此可以說(shuō),雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路處于電氣隔離狀態(tài)。其隔離原理就是變壓器的工作原理,是利用電磁感應(yīng)定律工作的原理。變壓器工作時(shí),一次繞組通入交流電后,將在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通又將在一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后就可向二次電路提供交流電壓,當(dāng)二次繞組帶負(fù)載后有電流流過(guò)時(shí),將對(duì)磁路的磁通產(chǎn)生影響,從而引起一次繞組的電流發(fā)生變化。雖然變壓器的一、二次繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接,但通過(guò)其磁路中的磁通變化,一次繞組的電能就可以傳輸給二次繞組。這就是變壓器的工作原理,也是其一、二次繞組之間存在電氣隔離的原理。 電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾。例如,某個(gè)實(shí)際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個(gè)電網(wǎng)就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時(shí)就不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的工作,同時(shí)還可通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)該電路對(duì)地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒管理人員及時(shí)維修或處理,避免保護(hù)裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生?! 「綦x變壓器要根據(jù)電源和實(shí)際設(shè)備的電壓等級(jí)選定,若實(shí)際設(shè)備與電源電壓等級(jí)相同,可以采用變壓比為1的變壓器。但是必須注意,隔離變壓器不能采用自耦變壓器(因?yàn)樽择钭儔浩鞯囊?、二次繞組之間本身就存在直接的電氣聯(lián)系,也就是說(shuō)是不絕緣的,因此不能用來(lái)作為電氣隔離用)。對(duì)于安全性能要求較高的場(chǎng)合,可以采用專(zhuān)門(mén)的隔離變壓器。一般工業(yè)控制系統(tǒng)既包括弱電控制部分,又包括強(qiáng)電控制部分。為了使兩者之間既保持控制信號(hào)聯(lián)系,又要隔絕電氣方面的聯(lián)系,即實(shí)行弱電和強(qiáng)電隔離,是保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定,設(shè)備與操作人員安全的重要措施。 電氣隔離目的之一是從電路上把干擾源和易干擾的部分隔離開(kāi)來(lái),從而達(dá)到隔離現(xiàn)場(chǎng)干擾的目的。 一、信號(hào)隔離 信號(hào)的隔離目的之一是把引進(jìn)的干擾通道切斷,使測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)僅保持信號(hào)聯(lián)系,不直接發(fā)生電的聯(lián)系。工控裝置與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)之間常用的隔離方式有光電隔離、脈沖變壓器隔離、繼電器隔離和布線(xiàn)隔離等。 1.光電隔離 光電隔離是由光電耦合器件來(lái)完成的。其輸入端配置發(fā)光源,輸出端配置受光器,因而輸入和輸出在電氣上是完全隔離的。由于光電耦合器的輸入阻抗(100Ω~1kΩ)與一般干擾源的阻抗(105~106Ω)相比較小,因此分壓在光電耦合器的輸入端的干擾電壓較小,它所能提供的電流并不大,不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光。另外光電耦合器的隔離電阻很大(約1012Ω)、隔離電容很小(約幾個(gè)pF),所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾,被控設(shè)備的各種干擾很難反饋到輸入系統(tǒng)。 光電耦合器把輸入信號(hào)與內(nèi)部電路隔離開(kāi)來(lái),或者是把內(nèi)部輸出信號(hào)與外部電路隔離開(kāi)來(lái),如圖1所示。開(kāi)關(guān)量輸入電路接入光電耦合器后,由于光電耦合器的隔離作用,使夾雜在輸入開(kāi)關(guān)量中的各種干擾脈沖都被擋在輸入回路的一側(cè)。由于光電耦合器不是將輸入側(cè)和輸出側(cè)的電信號(hào)進(jìn)行直接耦合,而是以光為媒介進(jìn)行耦合,具有較高的電氣隔離和抗干擾能力。目前,大多數(shù)光電耦合器件的隔離電壓都在2.5kV以上,有些器件達(dá)到了8kV,既有高壓大電流大功率光電耦合器件,又有高速高頻光電耦合器件(頻率高達(dá)10MHz)。常用的器件如4N25,其隔離電壓為5.3kV;6N137,其隔離電壓為3kV,頻率在10MHz以上。 2.脈沖變壓器隔離 脈沖變壓器的匝數(shù)較少,而且一次繞組和二次繞組分別繞于鐵氧體磁芯的兩側(cè),這種工藝使得它的分布電容特小,僅為幾個(gè)pF,所以可作為脈沖信號(hào)的隔離元件。脈沖變壓器傳遞輸入、輸出脈沖信號(hào)時(shí),不傳遞直流分量,plc使用的數(shù)字量信號(hào)輸入/輸出的控制設(shè)備不要求傳遞直流分量,因而在工控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。圖2是脈沖變壓器的應(yīng)用實(shí)例。電路的外部信號(hào)經(jīng)RC濾波電路和雙向穩(wěn)壓管抑制常模噪聲干擾,然后輸入脈沖變壓器的一次側(cè)。為了防止過(guò)高的對(duì)稱(chēng)信號(hào)擊穿電路元件,脈沖變壓器的二次側(cè)輸出電壓被穩(wěn)壓管限幅后進(jìn)入測(cè)控系統(tǒng)內(nèi)部。一般地說(shuō),脈沖變壓器的信號(hào)傳遞頻率在1kHz~1MHz之間,新型的高頻脈沖變壓器的傳遞頻率可達(dá)到10MHz。 3.繼電器隔離 繼電器的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)沒(méi)有電氣上的聯(lián)系,因此,可利用繼電器的線(xiàn)圈接受信號(hào),利用觸點(diǎn)發(fā)送和輸出控制信號(hào),從而避免強(qiáng)電和弱電信號(hào)之間的直接接觸,實(shí)現(xiàn)了抗干擾隔離。圖3是繼電器輸出隔離的實(shí)例示意圖。在該電路中,通過(guò)繼電器把低壓直流與高壓交流隔離開(kāi)來(lái),使高壓交流側(cè)的干擾無(wú)法進(jìn)入低壓直流側(cè)。 4.布線(xiàn)隔離 將微弱信號(hào)電路與易產(chǎn)生噪聲污染的電路分開(kāi)布線(xiàn),最基本的要求是信號(hào)線(xiàn)路必須和強(qiáng)電控制線(xiàn)路、電源線(xiàn)路分開(kāi)走線(xiàn),而且相互間要保持一定的距離。配線(xiàn)時(shí)應(yīng)區(qū)別分開(kāi)交流線(xiàn)、直流穩(wěn)壓電源線(xiàn)、數(shù)字信號(hào)線(xiàn)、模擬信號(hào)線(xiàn)、感性負(fù)載驅(qū)動(dòng)線(xiàn)等。配線(xiàn)間隔越大,配線(xiàn)越短,則噪聲影響越小。但是,實(shí)際設(shè)備的內(nèi)外空間是有限的,配線(xiàn)間隔不可能太大,只要能維持最低限度的間隔距離便可。附表列出了信號(hào)線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)之間應(yīng)保持的最小間距。如果受環(huán)境條件的限制,信號(hào)線(xiàn)不能與高壓線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)等離得足夠遠(yuǎn)時(shí),就得采用諸如信號(hào)線(xiàn)路接電容器等各種抑制電磁感應(yīng)噪聲的措施。 二、供電系統(tǒng)的隔離 采用1∶1隔離變壓器供電是傳統(tǒng)的抗干擾措施,對(duì)電網(wǎng)尖峰脈沖干擾有很好的效果。圖4是典型的隔離變壓器原理圖。它抗干擾的原理是一次側(cè)對(duì)高頻干擾呈現(xiàn)很高的阻抗,而位于一次、二次繞組之間的金屬屏蔽層又阻隔了一、二次側(cè)所產(chǎn)生的分布電容,因此一次繞組只有對(duì)屏蔽層的分布電容存在,高頻干擾通過(guò)這個(gè)分布電容而被旁路入地。1∶1隔變效果的好壞,往往取決于屏蔽層的工藝。最好選用0.2mm厚的純銅板材,一次側(cè)、二次側(cè)各加一個(gè)屏蔽層。通常,一次側(cè)的屏蔽層通過(guò)一個(gè)電容器與二次側(cè)的屏蔽層接到一起,再接到二次側(cè)的地上。也可以一次側(cè)的屏蔽層接一次側(cè)的地線(xiàn),二次側(cè)的屏蔽層接二次側(cè)的地線(xiàn)。并且接地引線(xiàn)的截面積也要大一些好。1∶1隔變還有效地隔離了接地環(huán)路的共模干擾。 1. 交流供電系統(tǒng)的隔離 由于交流電網(wǎng)中存在著大量的諧波、雷擊浪涌、高頻干擾等噪聲,所以對(duì)由交流電源供電的控制裝置和電子電氣設(shè)備,都應(yīng)采取抑制來(lái)自交流電源干擾的措施。采用電源隔離變壓器,可以有效地抑制竄入交流電源中的噪聲干擾。但是,普通變壓器卻不能完全起到抗干擾的作用,這是因?yàn)椋m然一次繞組和二次繞組之間是絕緣的,能夠阻止一次側(cè)的噪聲電壓、電流直接傳輸?shù)蕉蝹?cè),有隔離作用。然而,由于分布電容(繞組與鐵心之間、繞組之間、層匝之間和引線(xiàn)之間)的存在,交流電網(wǎng)中的噪聲會(huì)通過(guò)分布電容耦合到二次側(cè)。為了抑制噪聲,必須在繞組間加屏蔽層,這樣就能有效地抑制噪聲,消除干擾,提高設(shè)備的電磁兼容性。圖5a、5b所示為不加屏蔽層和加屏蔽層的隔離變壓器分布電容的情況。在圖5a中,隔離變壓器不加屏蔽層,C12是一次側(cè)和二次側(cè)之間的分布電容,在共模電壓U1C的作用下,二次繞組所耦合的共模噪聲電壓為U2C,C2E是二次側(cè)的對(duì)地電容,則從圖可知二次側(cè)的共模噪聲電壓U2C為: U2C=U1CC12/(C12+C2E) 在圖5b中,隔離變壓器加屏蔽層,其中C10、C20分別代表一次側(cè)和二次側(cè)對(duì)屏蔽層的分布電容,ZE是屏蔽層的對(duì)地阻抗,C2E是二次側(cè)的對(duì)地電容,則從圖可知二次側(cè)的共模噪聲電壓U2C為: U2C=〔U1CZE/(ZE+1/jωC10)〕〔C2E/(C20+C2E)〕 由于C2是屏蔽層的對(duì)地阻抗,在低頻范圍內(nèi),ZE<<(1/jωC10),所以U2C→0。由此可見(jiàn),采取屏蔽措施后,通過(guò)隔離變壓器的共模噪聲電壓被大大地削弱了。圖6所示為交流電源抗干擾的綜合方案。為了將測(cè)控系統(tǒng)和供電電網(wǎng)電源隔離開(kāi),消除因公共電阻引起的耦合,減少負(fù)載波動(dòng)的影響,同時(shí)也為了安全,常常在電源變壓器和低通濾波器之前增加一個(gè)1∶1的隔離變壓器。 目前,國(guó)外已研制成功了專(zhuān)門(mén)抑制噪聲的隔離變壓器(簡(jiǎn)稱(chēng)NCT),這是一種繞組和變壓器整體都有屏蔽層的多層屏蔽變壓器。這類(lèi)變壓器的結(jié)構(gòu),鐵心材料、形狀及其線(xiàn)圈位置都比較特殊,它可以切斷高頻噪聲漏磁通和繞組的交鏈,從而使差模噪聲不易感應(yīng)到二次側(cè),故這種變壓器既能切斷共模噪聲電壓,又能切斷差模噪聲電壓,是比較理想的隔離變壓器。 2.直流供電系統(tǒng)的隔離 當(dāng)控制裝置和電子電氣設(shè)備的內(nèi)部子系統(tǒng)之間需要相互隔離時(shí),它們各自的直流供電電源間也應(yīng)該相互隔離,其隔離方式如下:第一種是在交流側(cè)使用隔離變壓器,如圖7a所示;第二種是使用直流電壓隔離器(即DC/DC變換器),如圖7b所示。采用了電氣隔離的措施以后,絕大多數(shù)電路都能夠取得良好的抑制噪聲的效果,使設(shè)備符合電磁兼容性的要求。
"母線(xiàn)與支線(xiàn)之間具有電氣隔離"這句話(huà)應(yīng)這樣理解:在母線(xiàn)接出支線(xiàn)時(shí),支線(xiàn)上安裝有一個(gè)具隔離功能的開(kāi)關(guān)(可以是空氣開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)等),此隔離開(kāi)關(guān)在支線(xiàn)工作時(shí)是閉合的,在支線(xiàn)需停電或檢修時(shí),可將此開(kāi)關(guān)斷開(kāi),實(shí)施隔離。有了此開(kāi)關(guān),可以在母線(xiàn)不停電的情況下停支線(xiàn)的電,并與支線(xiàn)施隔離。
(一)所謂電氣隔離,就是將電源與用電回路作電氣上的隔離,即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離,使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng),以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。要實(shí)行電氣隔離,必須滿(mǎn)足以下條件: ( 1)每一分支電路使用一臺(tái)隔離變壓器,這種變壓器的耐壓試驗(yàn)電壓,比普通變壓器高,應(yīng)符合Ⅱ級(jí)電工產(chǎn)品(雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣)的要求,也可使用與隔離變壓器的絕緣性能相等的繞制. (二)所謂電氣隔離,就是使兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即,兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。 普通雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路之間是絕緣的。因此可以說(shuō),雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路處于電氣隔離狀態(tài)。其隔離原理就是變壓器的工作原理,是利用電磁感應(yīng)定律工作的原理。變壓器工作時(shí),一次繞組通入交流電后,將在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通又將在一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后就可向二次電路提供交流電壓,當(dāng)二次繞組帶負(fù)載后有電流流過(guò)時(shí),將對(duì)磁路的磁通產(chǎn)生影響,從而引起一次繞組的電流發(fā)生變化。雖然變壓器的一、二次繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接,但通過(guò)其磁路中的磁通變化,一次繞組的電能就可以傳輸給二次繞組。這就是變壓器的工作原理,也是其一、二次繞組之間存在電氣隔離的原理。 電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾。例如,某個(gè)實(shí)際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個(gè)電網(wǎng)就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時(shí)就不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的工作,同時(shí)還可通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)該電路對(duì)地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒管理人員及時(shí)維修或處理,避免保護(hù)裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生。 隔離變壓器要根據(jù)電源和實(shí)際設(shè)備的電壓等級(jí)選定,若實(shí)際設(shè)備與電源電壓等級(jí)相同,可以采用變壓比為1的變壓器。但是必須注意,隔離變壓器不能采用自耦變壓器(因?yàn)樽择钭儔浩鞯囊弧⒍卫@組之間本身就存在直接的電氣聯(lián)系,也就是說(shuō)是不絕緣的,因此不能用來(lái)作為電氣隔離用)。對(duì)于安全性能要求較高的場(chǎng)合,可以采用專(zhuān)門(mén)的隔離變壓器。
絕緣安全用具包括絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣靴、絕 緣手套、絕緣墊和絕緣站臺(tái)。絕緣安全用具分為基本安全用具和輔助安全用具,前者的絕緣強(qiáng)度能長(zhǎng)時(shí)間承受電氣設(shè)備的工作電壓,能直接用來(lái)操作帶電設(shè)備,后者的絕緣強(qiáng)度不足以承受電氣設(shè)備的工作電壓,只能加強(qiáng)基本安全用具的保安作用。 (1)絕緣桿和絕緣夾鉗 絕緣桿和絕緣夾鉗都是絕緣基本安全用具。絕緣夾鉗只用于35千伏以下的電氣操作。絕緣桿和絕緣夾鉗都由工作部分、絕緣部分和握手部分組成。握手部分和絕緣部分用浸過(guò)絕緣漆的木材、硬塑料、膠木或玻璃鋼制成,其間有護(hù)環(huán)分開(kāi)。配備不同工作部分的絕緣桿,可用來(lái)操作高壓隔離開(kāi)關(guān),操作跌落式保險(xiǎn)器,安裝和拆除臨時(shí)接地線(xiàn),安裝和拆除避雷器,以及進(jìn)行測(cè)量和試驗(yàn)等項(xiàng)工作。絕緣夾鉗主要用來(lái)拆除和安裝熔斷器及其他類(lèi)似工作。考慮到電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓的可能性,絕緣桿和絕緣夾鉗的絕緣部分和握手部分的最小長(zhǎng)度應(yīng)符合要求。絕緣桿工作部分金屬鉤的長(zhǎng)度,在滿(mǎn)足工作要的情況下,不宜超過(guò)5-8厘米,以免操作時(shí)造成相間短路或接地短路。 (2)絕緣手套和絕緣靴 絕緣手套和絕緣靴用橡膠制成。二者都作為輔助安全用具,但絕緣手套可作為低壓工作的基本安全用具,絕緣靴可作為防護(hù)跨步電壓的基本安全用具。絕緣手套的長(zhǎng)度至少應(yīng)超過(guò)手腕10厘米。 (3)絕緣墊和絕緣站臺(tái) 絕緣墊和絕緣站臺(tái)只作為輔助安全用具。絕緣墊用厚度5毫米以上、表面有防滑條紋的橡膠制成,其最小尺寸不宜小于0.8X0.8米。絕緣站臺(tái)用木板或木條制成。相鄰板條之間的距離不得大于2.5厘米,以免鞋跟陷入;站臺(tái)不得有金屬零件;臺(tái)面板用支持絕緣子與地面絕緣,支持絕緣子高度不得小于10厘米;臺(tái)面板邊緣不得伸出絕緣子之外,以免站臺(tái)翻傾,人員摔倒。絕緣站臺(tái)最小尺寸不宜小于0.8X0.8米,但為了便于移動(dòng)和檢查,最大尺寸也不宜超過(guò) 1.5X1.0米。
講術(shù)語(yǔ),那肯定不是一回事。聽(tīng)你的追問(wèn)我感覺(jué)更像電氣信息領(lǐng)域,采集模擬量的原則就是忠實(shí)的反應(yīng)客觀(guān)的參量,為此采取的的措施很多,隔離針對(duì)誰(shuí),針對(duì)的是引起干擾的源,干擾源很多。隔離方式很多,遠(yuǎn)離,屏蔽,接地等。保護(hù)更像一個(gè)電力系統(tǒng)的概念,如果說(shuō)保護(hù)一個(gè)模擬參量我想那可能不太合適,參量是一個(gè)控制系統(tǒng)里是一個(gè)控制指標(biāo),不是控制或者保護(hù)目的的對(duì)象。不是一碼事。
所謂電氣隔離,就是將電源與用電回路作電氣上的隔離,即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離,使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng),以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。要實(shí)行電氣隔離,必須滿(mǎn)足以下條件: ( 1)每一分支電路使用一臺(tái)隔離變壓器,這種變壓器的耐壓試驗(yàn)電壓,比普通變壓器高,應(yīng)符合Ⅱ級(jí)電工產(chǎn)品(雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣)的要求,也可使用與隔離變壓器的絕緣性能相等的繞制. (二)所謂電氣隔離,就是使兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即,兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。 普通雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路之間是絕緣的。因此可以說(shuō),雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路處于電氣隔離狀態(tài)。其隔離原理就是變壓器的工作原理,是利用電磁感應(yīng)定律工作的原理。變壓器工作時(shí),一次繞組通入交流電后,將在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通又將在一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后就可向二次電路提供交流電壓,當(dāng)二次繞組帶負(fù)載后有電流流過(guò)時(shí),將對(duì)磁路的磁通產(chǎn)生影響,從而引起一次繞組的電流發(fā)生變化。雖然變壓器的一、二次繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接,但通過(guò)其磁路中的磁通變化,一次繞組的電能就可以傳輸給二次繞組。這就是變壓器的工作原理,也是其一、二次繞組之間存在電氣隔離的原理。 電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾。例如,某個(gè)實(shí)際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個(gè)電網(wǎng)就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時(shí)就不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的工作,同時(shí)還可通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)該電路對(duì)地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒管理人員及時(shí)維修或處理,避免保護(hù)裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生?! 「綦x變壓器要根據(jù)電源和實(shí)際設(shè)備的電壓等級(jí)選定,若實(shí)際設(shè)備與電源電壓等級(jí)相同,可以采用變壓比為1的變壓器。但是必須注意,隔離變壓器不能采用自耦變壓器(因?yàn)樽择钭儔浩鞯囊?、二次繞組之間本身就存在直接的電氣聯(lián)系,也就是說(shuō)是不絕緣的,因此不能用來(lái)作為電氣隔離用)。對(duì)于安全性能要求較高的場(chǎng)合,可以采用專(zhuān)門(mén)的隔離變壓器。一般工業(yè)控制系統(tǒng)既包括弱電控制部分,又包括強(qiáng)電控制部分。為了使兩者之間既保持控制信號(hào)聯(lián)系,又要隔絕電氣方面的聯(lián)系,即實(shí)行弱電和強(qiáng)電隔離,是保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定,設(shè)備與操作人員安全的重要措施。 電氣隔離目的之一是從電路上把干擾源和易干擾的部分隔離開(kāi)來(lái),從而達(dá)到隔離現(xiàn)場(chǎng)干擾的目的。 一、信號(hào)隔離 信號(hào)的隔離目的之一是把引進(jìn)的干擾通道切斷,使測(cè)控裝置與現(xiàn)場(chǎng)僅保持信號(hào)聯(lián)系,不直接發(fā)生電的聯(lián)系。工控裝置與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)之間常用的隔離方式有光電隔離、脈沖變壓器隔離、繼電器隔離和布線(xiàn)隔離等。 1.光電隔離 光電隔離是由光電耦合器件來(lái)完成的。其輸入端配置發(fā)光源,輸出端配置受光器,因而輸入和輸出在電氣上是完全隔離的。由于光電耦合器的輸入阻抗(100Ω~1kΩ)與一般干擾源的阻抗(105~106Ω)相比較小,因此分壓在光電耦合器的輸入端的干擾電壓較小,它所能提供的電流并不大,不易使半導(dǎo)體二極管發(fā)光。另外光電耦合器的隔離電阻很大(約1012Ω)、隔離電容很小(約幾個(gè)pF),所以能阻止電路性耦合產(chǎn)生的電磁干擾,被控設(shè)備的各種干擾很難反饋到輸入系統(tǒng)。 光電耦合器把輸入信號(hào)與內(nèi)部電路隔離開(kāi)來(lái),或者是把內(nèi)部輸出信號(hào)與外部電路隔離開(kāi)來(lái),如圖1所示。開(kāi)關(guān)量輸入電路接入光電耦合器后,由于光電耦合器的隔離作用,使夾雜在輸入開(kāi)關(guān)量中的各種干擾脈沖都被擋在輸入回路的一側(cè)。由于光電耦合器不是將輸入側(cè)和輸出側(cè)的電信號(hào)進(jìn)行直接耦合,而是以光為媒介進(jìn)行耦合,具有較高的電氣隔離和抗干擾能力。目前,大多數(shù)光電耦合器件的隔離電壓都在2.5kV以上,有些器件達(dá)到了8kV,既有高壓大電流大功率光電耦合器件,又有高速高頻光電耦合器件(頻率高達(dá)10MHz)。常用的器件如4N25,其隔離電壓為5.3kV;6N137,其隔離電壓為3kV,頻率在10MHz以上。 2.脈沖變壓器隔離 脈沖變壓器的匝數(shù)較少,而且一次繞組和二次繞組分別繞于鐵氧體磁芯的兩側(cè),這種工藝使得它的分布電容特小,僅為幾個(gè)pF,所以可作為脈沖信號(hào)的隔離元件。脈沖變壓器傳遞輸入、輸出脈沖信號(hào)時(shí),不傳遞直流分量,plc使用的數(shù)字量信號(hào)輸入/輸出的控制設(shè)備不要求傳遞直流分量,因而在工控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。圖2是脈沖變壓器的應(yīng)用實(shí)例。電路的外部信號(hào)經(jīng)RC濾波電路和雙向穩(wěn)壓管抑制常模噪聲干擾,然后輸入脈沖變壓器的一次側(cè)。為了防止過(guò)高的對(duì)稱(chēng)信號(hào)擊穿電路元件,脈沖變壓器的二次側(cè)輸出電壓被穩(wěn)壓管限幅后進(jìn)入測(cè)控系統(tǒng)內(nèi)部。一般地說(shuō),脈沖變壓器的信號(hào)傳遞頻率在1kHz~1MHz之間,新型的高頻脈沖變壓器的傳遞頻率可達(dá)到10MHz。 3.繼電器隔離 繼電器的線(xiàn)圈和觸點(diǎn)沒(méi)有電氣上的聯(lián)系,因此,可利用繼電器的線(xiàn)圈接受信號(hào),利用觸點(diǎn)發(fā)送和輸出控制信號(hào),從而避免強(qiáng)電和弱電信號(hào)之間的直接接觸,實(shí)現(xiàn)了抗干擾隔離。圖3是繼電器輸出隔離的實(shí)例示意圖。在該電路中,通過(guò)繼電器把低壓直流與高壓交流隔離開(kāi)來(lái),使高壓交流側(cè)的干擾無(wú)法進(jìn)入低壓直流側(cè)。 4.布線(xiàn)隔離 將微弱信號(hào)電路與易產(chǎn)生噪聲污染的電路分開(kāi)布線(xiàn),最基本的要求是信號(hào)線(xiàn)路必須和強(qiáng)電控制線(xiàn)路、電源線(xiàn)路分開(kāi)走線(xiàn),而且相互間要保持一定的距離。配線(xiàn)時(shí)應(yīng)區(qū)別分開(kāi)交流線(xiàn)、直流穩(wěn)壓電源線(xiàn)、數(shù)字信號(hào)線(xiàn)、模擬信號(hào)線(xiàn)、感性負(fù)載驅(qū)動(dòng)線(xiàn)等。配線(xiàn)間隔越大,配線(xiàn)越短,則噪聲影響越小。但是,實(shí)際設(shè)備的內(nèi)外空間是有限的,配線(xiàn)間隔不可能太大,只要能維持最低限度的間隔距離便可。附表列出了信號(hào)線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)之間應(yīng)保持的最小間距。如果受環(huán)境條件的限制,信號(hào)線(xiàn)不能與高壓線(xiàn)和動(dòng)力線(xiàn)等離得足夠遠(yuǎn)時(shí),就得采用諸如信號(hào)線(xiàn)路接電容器等各種抑制電磁感應(yīng)噪聲的措施。 二、供電系統(tǒng)的隔離 采用1∶1隔離變壓器供電是傳統(tǒng)的抗干擾措施,對(duì)電網(wǎng)尖峰脈沖干擾有很好的效果。圖4是典型的隔離變壓器原理圖。它抗干擾的原理是一次側(cè)對(duì)高頻干擾呈現(xiàn)很高的阻抗,而位于一次、二次繞組之間的金屬屏蔽層又阻隔了一、二次側(cè)所產(chǎn)生的分布電容,因此一次繞組只有對(duì)屏蔽層的分布電容存在,高頻干擾通過(guò)這個(gè)分布電容而被旁路入地。1∶1隔變效果的好壞,往往取決于屏蔽層的工藝。最好選用0.2mm厚的純銅板材,一次側(cè)、二次側(cè)各加一個(gè)屏蔽層。通常,一次側(cè)的屏蔽層通過(guò)一個(gè)電容器與二次側(cè)的屏蔽層接到一起,再接到二次側(cè)的地上。也可以一次側(cè)的屏蔽層接一次側(cè)的地線(xiàn),二次側(cè)的屏蔽層接二次側(cè)的地線(xiàn)。并且接地引線(xiàn)的截面積也要大一些好。1∶1隔變還有效地隔離了接地環(huán)路的共模干擾。 1. 交流供電系統(tǒng)的隔離 由于交流電網(wǎng)中存在著大量的諧波、雷擊浪涌、高頻干擾等噪聲,所以對(duì)由交流電源供電的控制裝置和電子電氣設(shè)備,都應(yīng)采取抑制來(lái)自交流電源干擾的措施。采用電源隔離變壓器,可以有效地抑制竄入交流電源中的噪聲干擾。但是,普通變壓器卻不能完全起到抗干擾的作用,這是因?yàn)椋m然一次繞組和二次繞組之間是絕緣的,能夠阻止一次側(cè)的噪聲電壓、電流直接傳輸?shù)蕉蝹?cè),有隔離作用。然而,由于分布電容(繞組與鐵心之間、繞組之間、層匝之間和引線(xiàn)之間)的存在,交流電網(wǎng)中的噪聲會(huì)通過(guò)分布電容耦合到二次側(cè)。為了抑制噪聲,必須在繞組間加屏蔽層,這樣就能有效地抑制噪聲,消除干擾,提高設(shè)備的電磁兼容性。圖5a、5b所示為不加屏蔽層和加屏蔽層的隔離變壓器分布電容的情況。在圖5a中,隔離變壓器不加屏蔽層,C12是一次側(cè)和二次側(cè)之間的分布電容,在共模電壓U1C的作用下,二次繞組所耦合的共模噪聲電壓為U2C,C2E是二次側(cè)的對(duì)地電容,則從圖可知二次側(cè)的共模噪聲電壓U2C為: U2C=U1CC12/(C12+C2E) 在圖5b中,隔離變壓器加屏蔽層,其中C10、C20分別代表一次側(cè)和二次側(cè)對(duì)屏蔽層的分布電容,ZE是屏蔽層的對(duì)地阻抗,C2E是二次側(cè)的對(duì)地電容,則從圖可知二次側(cè)的共模噪聲電壓U2C為: U2C=〔U1CZE/(ZE+1/jωC10)〕〔C2E/(C20+C2E)〕 由于C2是屏蔽層的對(duì)地阻抗,在低頻范圍內(nèi),ZE<<(1/jωC10),所以U2C→0。由此可見(jiàn),采取屏蔽措施后,通過(guò)隔離變壓器的共模噪聲電壓被大大地削弱了。圖6所示為交流電源抗干擾的綜合方案。為了將測(cè)控系統(tǒng)和供電電網(wǎng)電源隔離開(kāi),消除因公共電阻引起的耦合,減少負(fù)載波動(dòng)的影響,同時(shí)也為了安全,常常在電源變壓器和低通濾波器之前增加一個(gè)1∶1的隔離變壓器。 目前,國(guó)外已研制成功了專(zhuān)門(mén)抑制噪聲的隔離變壓器(簡(jiǎn)稱(chēng)NCT),這是一種繞組和變壓器整體都有屏蔽層的多層屏蔽變壓器。這類(lèi)變壓器的結(jié)構(gòu),鐵心材料、形狀及其線(xiàn)圈位置都比較特殊,它可以切斷高頻噪聲漏磁通和繞組的交鏈,從而使差模噪聲不易感應(yīng)到二次側(cè),故這種變壓器既能切斷共模噪聲電壓,又能切斷差模噪聲電壓,是比較理想的隔離變壓器。 2.直流供電系統(tǒng)的隔離 當(dāng)控制裝置和電子電氣設(shè)備的內(nèi)部子系統(tǒng)之間需要相互隔離時(shí),它們各自的直流供電電源間也應(yīng)該相互隔離,其隔離方式如下:第一種是在交流側(cè)使用隔離變壓器,如圖7a所示;第二種是使用直流電壓隔離器(即DC/DC變換器),如圖7b所示。采用了電氣隔離的措施以后,絕大多數(shù)電路都能夠取得良好的抑制噪聲的效果,使設(shè)備符合電磁兼容性的要求。
"母線(xiàn)與支線(xiàn)之間具有電氣隔離"這句話(huà)應(yīng)這樣理解:在母線(xiàn)接出支線(xiàn)時(shí),支線(xiàn)上安裝有一個(gè)具隔離功能的開(kāi)關(guān)(可以是空氣開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)等),此隔離開(kāi)關(guān)在支線(xiàn)工作時(shí)是閉合的,在支線(xiàn)需停電或檢修時(shí),可將此開(kāi)關(guān)斷開(kāi),實(shí)施隔離。有了此開(kāi)關(guān),可以在母線(xiàn)不停電的情況下停支線(xiàn)的電,并與支線(xiàn)施隔離。
(一)所謂電氣隔離,就是將電源與用電回路作電氣上的隔離,即將用電的分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)隔離,使之成為一個(gè)在電氣上被隔離的、獨(dú)立的不接地安全系統(tǒng),以防止在裸露導(dǎo)體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險(xiǎn)。要實(shí)行電氣隔離,必須滿(mǎn)足以下條件: ( 1)每一分支電路使用一臺(tái)隔離變壓器,這種變壓器的耐壓試驗(yàn)電壓,比普通變壓器高,應(yīng)符合Ⅱ級(jí)電工產(chǎn)品(雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣)的要求,也可使用與隔離變壓器的絕緣性能相等的繞制. (二)所謂電氣隔離,就是使兩個(gè)電路之間沒(méi)有電氣上的直接聯(lián)系。即,兩個(gè)電路之間是相互絕緣的。同時(shí)還要保證兩個(gè)電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。 普通雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路之間是絕緣的。因此可以說(shuō),雙繞組變壓器的一、二次側(cè)所連接的電路處于電氣隔離狀態(tài)。其隔離原理就是變壓器的工作原理,是利用電磁感應(yīng)定律工作的原理。變壓器工作時(shí),一次繞組通入交流電后,將在其鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通又將在一、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)后就可向二次電路提供交流電壓,當(dāng)二次繞組帶負(fù)載后有電流流過(guò)時(shí),將對(duì)磁路的磁通產(chǎn)生影響,從而引起一次繞組的電流發(fā)生變化。雖然變壓器的一、二次繞組之間沒(méi)有直接的電氣連接,但通過(guò)其磁路中的磁通變化,一次繞組的電能就可以傳輸給二次繞組。這就是變壓器的工作原理,也是其一、二次繞組之間存在電氣隔離的原理。 電氣隔離的作用主要是減少兩個(gè)不同的電路之間的相互干擾。例如,某個(gè)實(shí)際電路工作的環(huán)境較差,容易造成接地等故障。如果不采用電氣隔離,直接與供電電源連接,一旦該電路出現(xiàn)接地現(xiàn)象,整個(gè)電網(wǎng)就可能受其影響而不能正常工作。采用電氣隔離后,該電路接地時(shí)就不會(huì)影響整個(gè)電網(wǎng)的工作,同時(shí)還可通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)該電路對(duì)地的絕緣狀況,一旦該電路發(fā)生接地,可以及時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒管理人員及時(shí)維修或處理,避免保護(hù)裝置跳閘停電的現(xiàn)象發(fā)生。 隔離變壓器要根據(jù)電源和實(shí)際設(shè)備的電壓等級(jí)選定,若實(shí)際設(shè)備與電源電壓等級(jí)相同,可以采用變壓比為1的變壓器。但是必須注意,隔離變壓器不能采用自耦變壓器(因?yàn)樽择钭儔浩鞯囊弧⒍卫@組之間本身就存在直接的電氣聯(lián)系,也就是說(shuō)是不絕緣的,因此不能用來(lái)作為電氣隔離用)。對(duì)于安全性能要求較高的場(chǎng)合,可以采用專(zhuān)門(mén)的隔離變壓器。
絕緣安全用具包括絕緣桿、絕緣夾鉗、絕緣靴、絕 緣手套、絕緣墊和絕緣站臺(tái)。絕緣安全用具分為基本安全用具和輔助安全用具,前者的絕緣強(qiáng)度能長(zhǎng)時(shí)間承受電氣設(shè)備的工作電壓,能直接用來(lái)操作帶電設(shè)備,后者的絕緣強(qiáng)度不足以承受電氣設(shè)備的工作電壓,只能加強(qiáng)基本安全用具的保安作用。 (1)絕緣桿和絕緣夾鉗 絕緣桿和絕緣夾鉗都是絕緣基本安全用具。絕緣夾鉗只用于35千伏以下的電氣操作。絕緣桿和絕緣夾鉗都由工作部分、絕緣部分和握手部分組成。握手部分和絕緣部分用浸過(guò)絕緣漆的木材、硬塑料、膠木或玻璃鋼制成,其間有護(hù)環(huán)分開(kāi)。配備不同工作部分的絕緣桿,可用來(lái)操作高壓隔離開(kāi)關(guān),操作跌落式保險(xiǎn)器,安裝和拆除臨時(shí)接地線(xiàn),安裝和拆除避雷器,以及進(jìn)行測(cè)量和試驗(yàn)等項(xiàng)工作。絕緣夾鉗主要用來(lái)拆除和安裝熔斷器及其他類(lèi)似工作。考慮到電力系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓的可能性,絕緣桿和絕緣夾鉗的絕緣部分和握手部分的最小長(zhǎng)度應(yīng)符合要求。絕緣桿工作部分金屬鉤的長(zhǎng)度,在滿(mǎn)足工作要的情況下,不宜超過(guò)5-8厘米,以免操作時(shí)造成相間短路或接地短路。 (2)絕緣手套和絕緣靴 絕緣手套和絕緣靴用橡膠制成。二者都作為輔助安全用具,但絕緣手套可作為低壓工作的基本安全用具,絕緣靴可作為防護(hù)跨步電壓的基本安全用具。絕緣手套的長(zhǎng)度至少應(yīng)超過(guò)手腕10厘米。 (3)絕緣墊和絕緣站臺(tái) 絕緣墊和絕緣站臺(tái)只作為輔助安全用具。絕緣墊用厚度5毫米以上、表面有防滑條紋的橡膠制成,其最小尺寸不宜小于0.8X0.8米。絕緣站臺(tái)用木板或木條制成。相鄰板條之間的距離不得大于2.5厘米,以免鞋跟陷入;站臺(tái)不得有金屬零件;臺(tái)面板用支持絕緣子與地面絕緣,支持絕緣子高度不得小于10厘米;臺(tái)面板邊緣不得伸出絕緣子之外,以免站臺(tái)翻傾,人員摔倒。絕緣站臺(tái)最小尺寸不宜小于0.8X0.8米,但為了便于移動(dòng)和檢查,最大尺寸也不宜超過(guò) 1.5X1.0米。
講術(shù)語(yǔ),那肯定不是一回事。聽(tīng)你的追問(wèn)我感覺(jué)更像電氣信息領(lǐng)域,采集模擬量的原則就是忠實(shí)的反應(yīng)客觀(guān)的參量,為此采取的的措施很多,隔離針對(duì)誰(shuí),針對(duì)的是引起干擾的源,干擾源很多。隔離方式很多,遠(yuǎn)離,屏蔽,接地等。保護(hù)更像一個(gè)電力系統(tǒng)的概念,如果說(shuō)保護(hù)一個(gè)模擬參量我想那可能不太合適,參量是一個(gè)控制系統(tǒng)里是一個(gè)控制指標(biāo),不是控制或者保護(hù)目的的對(duì)象。不是一碼事。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的电气隔离的作用是什么的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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