（黑龙江省大庆市大庆石化公司化工二厂供电车间 163711）
摘要：本文介绍了隔离变压器的技术要求和防触电原理，强调了采用隔离变压器双绕组建立不接地等电位联结的必要性，并提出了一种简单的接线方法，并介绍了双绕组变压器在保证信息技术设备的人身安全和抗干扰方面的作用，及其对限制PE线路电流的影响。指出了忽视PE线路电流等基本安全要求，也是电气事故频繁发生和高发的重要原因，所以，应努力缩小与国际标准的差距。
关键词：隔离变压器；双绕组变压器；防触电；不接地等电位联结；PE线路电流；电气安全
在建筑物的电气装置中，需要使用隔离变压器或双变比为1的双绕组变压器，所谓隔离变压器是具有一个或两个以上绕组的变压器，它被用作电气设备中的电气分离，使电路的导体与其他电路的导体完全分离，从而起到防止电击的作用。同时，隔离变压器需要将中性点的TN或TT系统转换为中性点不接地IT系统，但它不是电气隔离的安全措施。双绕组变压器主要用于消除信息技术设备中一些电源的干扰，防止PE线路泄漏电流过大造成的电气事故，对绕组间绝缘没有特殊要求。本文介绍了这两种变压器的应用情况。
一、隔离变压器用于电气隔离，防止个人触电
1.触电保护原理
当电气设备触碰套管接地故障时，容易造成间接接触电击的事故，为此，经常使用剩余电流动作保护器（RCD）切断电源以防止此类事故的发生。在某些情况下，使用隔离变压器作为电气隔离来防止此类事故更为合适。例如，在浴室中的220V剃须刀的电源或游泳池附近的一些电器设备的电源如图1所示，隔离变压器T的一个或两个绕组与地面高度绝缘，两个电路的两个导体与地面绝缘。电气设备M的金属外壳允许与大地接触，但不允许连接到变压器初级侧的PE线或连接到隔离接地电极以进行人工接地，这样，实现了变压器的一个或两个电路之间的电气分离。如图1所示，当M的带电导线的L1碰触外壳的短路时，故障电流ID不返回到电源T的金属通路，它只能通过非故障导体L2的微小电容返回到电源，使得ID值几乎可以忽略不计，M与地之间的接触电阻为Re，其值约为数百欧姆。然后，M到地的故障电压也是UT= ID（RUL）的预期接触电压，其中UL为接触电压极限，干燥位置为50V，潮湿位置为25V，不会发生电击事故。
PE线可能会从其他地方击穿电压，并在电气设备上造成电击事故。但在图1所示的电气隔离电路中，由于M没有连接其他电路的PE线，因此不会发生电击事故。如果图1显示L1线未能消除外壳故障，则另一个导体L2已与外壳故障接触，此时，两个导体之间的金属短路会在电路开始时（如图中所示的保险丝）立即切断过流，其后果是装置将停止工作而不会发生触电事故。当发生接地故障时，RCD能瞬间切断电源，使人免于死亡，但是人体仍然很难避免电击的痛苦，最经济、最简单的间接接触是在设备回路上安装RCD，采用电气隔离防止触电。
2.注意防触电措施
使用隔离变压器来分离电路。因此，最好用一个隔离变压器或两个多绕组来隔离变压器，但是，如果只能由双绕组隔离变压器提供多个装置，以防止电击事故的发生（见图2）。图：隔离变压器T的两个绕组供应给M1和M2两个装置，如果两个设备因L1和L2线路绝缘故障而损坏，则故障电流ID将通过两个设备接触电阻RE1和RE2返回电源。根据电阻比（可忽略变压器和导线的阻抗），在RE1和RE2上分配220伏的电源电压。
消除这种危险的有效措施是将这些装置的金属外壳与绝缘导线连接起来，这种导线称为不接地等电位连接。如图2，pa所示，ID不通过pa连接re1和re2就返回电源，因为ID通过所有的金属通道，使得ID值急剧增加，使过流保护器快速切断电源，不再有触电致死的危险。
图2采用不接地的等电位联结来完善电气分隔防电击措施
在实际安装中，只要我们使用电源插头的电源线作为PE线的导体，就不需要将设备连接到单独的连接线上。
二、采用双绕组变压器，提高信息技术设备的抗干扰和防触电效果
采用双绕组变压器消除因N—PE线路电位差过大引起的信息技术设备闭锁事故
中国的智能建筑正在兴起，但其智能化效果往往不尽如人意。究其原因，信息技术设备（IT设备）的电磁干扰问题还没有得到很好的解决，相关的设计标准也缺乏规定。其中，电磁干扰的原因是复杂多变的，其中之一是信息设备电源回路中性线（N线）和保护地线（PE线）之间的电位差，当这个电位差大于信号电压时，一些IT设备被锁定并且不能工作，而双绕组变压器能有效地解决这一问题。
在大型智能建筑中，由于配电线路较长，NPE线路之间的电位差有时难以避免，有效的解决方案是安装一个双绕组变压器在一个合适的位置，如计算机室，以减少电势差，如图4所示。该变压器可以抑
制电力线传输的一些干扰信号，并通过电转换和绕组的特殊接线方式（用于三相变压器）来减小N-PE线路之间的电位差。图4显示了建筑中的TN-S系统，由于双绕组变压器的功能，它从变压器两侧的出口开始作为重启TN-S系统（在美国，它被称为分离式派生系统，意思是“另一个系统”）。
应当注意，双绕组变压器的一侧或两侧的PE线是连接的，即两侧电没有完全分离。
三、采用隔离变压器和双绕组变压器
在过大的PE设备中限制PE电线的泄漏电流是一种正常现象，但如果泄漏电流过大，则会影响整个电气设备的电气安全和正常运行，也会导致RCD在干线上的频繁动作。为此，国际电工委员会对电气设备的接地泄漏电流进行了以下限制：表1中示出了由插座32 A和供电单相或三相电气设备的最大电流；表2中示出了永久连接的电气设备、固定电气设备和由插座-32 A供电的单相或三相电气设备的最大电流。
因此，我们十分重视PE线路电气事故的预防，然而，中国建筑电器的设计、安装和检测却远远没有得到应有的重视。例如，在电气检查中，我们发现原来的PE电流为毫安、安培，这是最大的百分之一安培，而PE线电流只有少数。显然，这种大型PE线路不是正常的漏电电流，而是由中性线和PE线路反向或线路绝缘故障引起的异常电流，但这种情况非常普遍。在检查中，PE干线的电流超过其承载能力，即使合格，也将留有隐患。类似于这种忽视PE线路电流的电气安全问题在我国仍然很多，这也是中国电气事故频频发生的重要原因，因此，电气同仁在电气设计、安装和检查工作中，努力缩小与国际的差距，使中国建筑的电气安全危害降到最小。
参考文献：
[1]王厚余.低压电气装置的设计安装和检验[M].第2版.北京:中国电力出版社，2003.
论文作者:宫宇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：绕组论文; 变压器论文; 电流论文; 电气论文; 线路论文; 隔离变压器论文; 事故论文; 《电力设备》2018年第30期论文;