电气隔离的作用是什么?
王文龙 2021-05-25 05:26 所谓电气隔离,就是将电源与用电回路作电气上的隔离,即将用电的分支电路与整个电气系统隔离,使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统,以防止在裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险。要实行电气隔离,必须满足以下条件: ( 1)每一分支电路使用一台隔离变压器,这种变压器的耐压试验电压,比普通变压器高,应符合Ⅱ级电工产品(双重绝缘或加强绝缘)的要求,也可使用与隔离变压器的绝缘性能相等的绕制. (二)所谓电气隔离,就是使两个电路之间没有电气上的直接联系。即,两个电路之间是相互绝缘的。同时还要保证两个电路维持能量传输的关系。 普通双绕组变压器的一、二次侧所连接的电路之间是绝缘的。因此可以说,双绕组变压器的一、二次侧所连接的电路处于电气隔离状态。其隔离原理就是变压器的工作原理,是利用电磁感应定律工作的原理。变压器工作时,一次绕组通入交流电后,将在其铁心中产生交变磁通,交变磁通又将在一、二次绕组感应电动势。二次绕组感应电动势后就可向二次电路提供交流电压,当二次绕组带负载后有电流流过时,将对磁路的磁通产生影响,从而引起一次绕组的电流发生变化。虽然变压器的一、二次绕组之间没有直接的电气连接,但通过其磁路中的磁通变化,一次绕组的电能就可以传输给二次绕组。这就是变压器的工作原理,也是其一、二次绕组之间存在电气隔离的原理。 电气隔离的作用主要是减少两个不同的电路之间的相互干扰。例如,某个实际电路工作的环境较差,容易造成接地等故障。如果不采用电气隔离,直接与供电电源连接,一旦该电路出现接地现象,整个电网就可能受其影响而不能正常工作。采用电气隔离后,该电路接地时就不会影响整个电网的工作,同时还可通过绝缘监测装置检测该电路对地的绝缘状况,一旦该电路发生接地,可以及时发出警报,提醒管理人员及时维修或处理,避免保护装置跳闸停电的现象发生。 隔离变压器要根据电源和实际设备的电压等级选定,若实际设备与电源电压等级相同,可以采用变压比为1的变压器。但是必须注意,隔离变压器不能采用自耦变压器(因为自耦变压器的一、二次绕组之间本身就存在直接的电气联系,也就是说是不绝缘的,因此不能用来作为电气隔离用)。对于安全性能要求较高的场合,可以采用专门的隔离变压器。 一般工业控制系统既包括弱电控制部分,又包括强电控制部分。为了使两者之间既保持控制信号联系,又要隔绝电气方面的联系,即实行弱电和强电隔离,是保证系统工作稳定,设备与操作人员安全的重要措施。 电气隔离目的之一是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离开来,从而达到隔离现场干扰的目的。 一、信号隔离 信号的隔离目的之一是把引进的干扰通道切断,使测控装置与现场仅保持信号联系,不直接发生电的联系。工控装置与现场信号之间常用的隔离方式有光电隔离、脉冲变压器隔离、继电器隔离和布线隔离等。 1.光电隔离 光电隔离是由光电耦合器件来完成的。其输入端配置发光源,输出端配置受光器,因而输入和输出在电气上是完全隔离的。由于光电耦合器的输入阻抗(100Ω~1kΩ)与一般干扰源的阻抗(105~106Ω)相比较小,因此分压在光电耦合器的输入端的干扰电压较小,它所能提供的电流并不大,不易使半导体二极管发光。另外光电耦合器的隔离电阻很大(约1012Ω)、隔离电容很小(约几个pF),所以能阻止电路性耦合产生的电磁干扰,被控设备的各种干扰很难反馈到输入系统。 光电耦合器把输入信号与内部电路隔离开来,或者是把内部输出信号与外部电路隔离开来,如图1所示。开关量输入电路接入光电耦合器后,由于光电耦合器的隔离作用,使夹杂在输入开关量中的各种干扰脉冲都被挡在输入回路的一侧。由于光电耦合器不是将输入侧和输出侧的电信号进行直接耦合,而是以光为媒介进行耦合,具有较高的电气隔离和抗干扰能力。 目前,大多数光电耦合器件的隔离电压都在2.5kV以上,有些器件达到了8kV,既有高压大电流大功率光电耦合器件,又有高速高频光电耦合器件(频率高达10MHz)。常用的器件如4N25,其隔离电压为5.3kV;6N137,其隔离电压为3kV,频率在10MHz以上。 2.脉冲变压器隔离 脉冲变压器的匝数较少,而且一次绕组和二次绕组分别绕于铁氧体磁芯的两侧,这种工艺使得它的分布电容特小,仅为几个pF,所以可作为脉冲信号的隔离元件。脉冲变压器传递输入、输出脉冲信号时,不传递直流分量,plc使用的数字量信号输入/输出的控制设备不要求传递直流分量,因而在工控系统中得到了广泛的应用。 图2是脉冲变压器的应用实例。电路的外部信号经RC滤波电路和双向稳压管抑制常模噪声干扰,然后输入脉冲变压器的一次侧。为了防止过高的对称信号击穿电路元件,脉冲变压器的二次侧输出电压被稳压管限幅后进入测控系统内部。一般地说,脉冲变压器的信号传递频率在1kHz~1MHz之间,新型的高频脉冲变压器的传递频率可达到10MHz。 3.继电器隔离 继电器的线圈和触点没有电气上的联系,因此,可利用继电器的线圈接受信号,利用触点发送和输出控制信号,从而避免强电和弱电信号之间的直接接触,实现了抗干扰隔离。 图3是继电器输出隔离的实例示意图。在该电路中,通过继电器把低压直流与高压交流隔离开来,使高压交流侧的干扰无法进入低压直流侧。 4.布线隔离 将微弱信号电路与易产生噪声污染的电路分开布线,最基本的要求是信号线路必须和强电控制线路、电源线路分开走线,而且相互间要保持一定的距离。配线时应区别分开交流线、直流稳压电源线、数字信号线、模拟信号线、感性负载驱动线等。配线间隔越大,配线越短,则噪声影响越小。但是,实际设备的内外空间是有限的,配线间隔不可能太大,只要能维持最低限度的间隔距离便可。 附表列出了信号线和动力线之间应保持的最小间距。如果受环境开发者_C百科条件的限制,信号线不能与高压线和动力线等离得足够远时,就得采用诸如信号线路接电容器等各种抑制电磁感应噪声的措施。 二、供电系统的隔离 采用1∶1隔离变压器供电是传统的抗干扰措施,对电网尖峰脉冲干扰有很好的效果。 图4是典型的隔离变压器原理图。它抗干扰的原理是一次侧对高频干扰呈现很高的阻抗,而位于一次、二次绕组之间的金属屏蔽层又阻隔了一、二次侧所产生的分布电容,因此一次绕组只有对屏蔽层的分布电容存在,高频干扰通过这个分布电容而被旁路入地。1∶1隔变效果的好坏,往往取决于屏蔽层的工艺。最好选用0.2mm厚的纯铜板材,一次侧、二次侧各加一个屏蔽层。通常,一次侧的屏蔽层通过一个电容器与二次侧的屏蔽层接到一起,再接到二次侧的地上。也可以一次侧的屏蔽层接一次侧的地线,二次侧的屏蔽层接二次侧的地线。并且接地引线的截面积也要大一些好。1∶1隔变还有效地隔离了接地环路的共模干扰。 1. 交流供电系统的隔离 由于交流电网中存在着大量的谐波、雷击浪涌、高频干扰等噪声,所以对由交流电源供电的控制装置和电子电气设备,都应采取抑制来自交流电源干扰的措施。采用电源隔离变压器,可以有效地抑制窜入交流电源中的噪声干扰。但是,普通变压器却不能完全起到抗干扰的作用,这是因为,虽然一次绕组和二次绕组之间是绝缘的,能够阻止一次侧的噪声电压、电流直接传输到二次侧,有隔离作用。然而,由于分布电容(绕组与铁心之间、绕组之间、层匝之间和引线之间)的存在,交流电网中的噪声会通过分布电容耦合到二次侧。为了抑制噪声,必须在绕组间加屏蔽层,这样就能有效地抑制噪声,消除干扰,提高设备的电磁兼容性。 图5a、5b所示为不加屏蔽层和加屏蔽层的隔离变压器分布电容的情况。在图5a中,隔离变压器不加屏蔽层,C12是一次侧和二次侧之间的分布电容,在共模电压U1C的作用下,二次绕组所耦合的共模噪声电压为U2C,C2E是二次侧的对地电容,则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C为: U2C=U1CC12/(C12+C2E) 在图5b中,隔离变压器加屏蔽层,其中C10、C20分别代表一次侧和二次侧对屏蔽层的分布电容,ZE是屏蔽层的对地阻抗,C2E是二次侧的对地电容,则从图可知二次侧的共模噪声电压U2C为: U2C=〔U1CZE/(ZE+1/jωC10)〕〔C2E/(C20+C2E)〕 由于C2是屏蔽层的对地阻抗,在低频范围内,ZE<<(1/jωC10),所以U2C→0。由此可见,采取屏蔽措施后,通过隔离变压器的共模噪声电压被大大地削弱了。 图6所示为交流电源抗干扰的综合方案。为了将测控系统和供电电网电源隔离开,消除因公共电阻引起的耦合,减少负载波动的影响,同时也为了安全,常常在电源变压器和低通滤波器之前增加一个1∶1的隔离变压器。 目前,国外已研制成功了专门抑制噪声的隔离变压器(简称NCT),这是一种绕组和变压器整体都有屏蔽层的多层屏蔽变压器。这类变压器的结构,铁心材料、形状及其线圈位置都比较特殊,它可以切断高频噪声漏磁通和绕组的交链,从而使差模噪声不易感应到二次侧,故这种变压器既能切断共模噪声电压,又能切断差模噪声电压,是比较理想的隔离变压器。 2.直流供电系统的隔离 当控制装置和电子电气设备的内部子系统之间需要相互隔离时,它们各自的直流供电电源间也应该相互隔离,其隔离方式如下:第一种是在交流侧使用隔离变压器,如图7a所示;第二种是使用直流电压隔离器(即DC/DC变换器),如图7b所示。 采用了电气隔离的措施以后,绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果,使设备符合电磁兼容性的要求。
_WeCh****55261 2021-05-25 05:30 开发者_Python百科 "母线与支线之间具有电气隔离"这句话应这样理解:在母线接出支线时,支线上安装有一个具隔离功能的开关(可以是空气开关、隔离开关等),此隔离开关在支线工作时是闭合的,在支线需停电或检修时,可将此开关断开,实施隔离。有了此开关,可以在母线不停电的情况下停支线的电,并与支线施隔离。
M25****7475 2021-05-25 05:32 (一)所谓电气隔离,就是将电源与用电回路作电气上的隔离,即将用电的分支电路与整个电气系统隔离,使之成为一个在电气上被隔离的、独立的不接地安全系统,以防止在裸露导体故障带电情况下发生间接触电危险。要实行电气隔离,必须满足以下条件: ( 1)每一分支电路使用一台隔离变压器,这种变压器的耐压试验电压,比普通变压器高,应符合Ⅱ级电工产品(双重绝缘或加强绝缘)的要求,也可使用与隔离变压器的绝缘性能相等的绕制. (二)所谓电气隔离,就是使两个电路之间没有电气上的直接联系。即,两个电路之间是相互绝缘的。同时还要保证两个电路维持能量传输的关系。 普通双绕组变压器的一、二次侧所连接的电路之间是绝缘的。因此可以说,双绕组变压器的一、二次侧所连接的电路处于电气隔离状态。其隔离原理就是变压器的工作原理,是利用电磁感应定律工作的原理。变压器工作时,一次绕组通入交流电后,将在其铁心中产生交变磁通,交变磁通又将在一、二次绕组开发者_如何学C感应电动势。二次绕组感应电动势后就可向二次电路提供交流电压,当二次绕组带负载后有电流流过时,将对磁路的磁通产生影响,从而引起一次绕组的电流发生变化。虽然变压器的一、二次绕组之间没有直接的电气连接,但通过其磁路中的磁通变化,一次绕组的电能就可以传输给二次绕组。这就是变压器的工作原理,也是其一、二次绕组之间存在电气隔离的原理。 电气隔离的作用主要是减少两个不同的电路之间的相互干扰。例如,某个实际电路工作的环境较差,容易造成接地等故障。如果不采用电气隔离,直接与供电电源连接,一旦该电路出现接地现象,整个电网就可能受其影响而不能正常工作。采用电气隔离后,该电路接地时就不会影响整个电网的工作,同时还可通过绝缘监测装置检测该电路对地的绝缘状况,一旦该电路发生接地,可以及时发出警报,提醒管理人员及时维修或处理,避免保护装置跳闸停电的现象发生。 隔离变压器要根据电源和实际设备的电压等级选定,若实际设备与电源电压等级相同,可以采用变压比为1的变压器。但是必须注意,隔离变压器不能采用自耦变压器(因为自耦变压器的一、二次绕组之间本身就存在直接的电气联系,也就是说是不绝缘的,因此不能用来作为电气隔离用)。对于安全性能要求较高的场合,可以采用专门的隔离变压器。
孙笛伦 2021-05-25 05:36 绝缘安全用具包括绝缘杆、绝缘夹钳、绝缘靴、绝 缘手套、绝缘垫和绝缘站台。绝缘安全用具分为基本安全用具和辅助安全用具,前者的绝缘强度能长时间承受电气设备的工作电压,能直接用来操作带电设备,后者的绝缘强度不足以承受电气设备的工作电压,只能加强基本安全用具的保安作用。 (1)绝缘杆和绝缘夹钳 绝缘杆和绝缘夹钳都是绝缘基本安全用具。绝缘夹钳只用于35千伏以下的电气操作。绝缘杆和绝缘夹钳都由工作部分、绝缘部分和握手部分组成。握手部分和绝缘部分用浸过绝缘漆的木材、硬塑料、胶木或玻璃钢制成,其间有护环分开。配备开发者_如何学Go不同工作部分的绝缘杆,可用来操作高压隔离开关,操作跌落式保险器,安装和拆除临时接地线,安装和拆除避雷器,以及进行测量和试验等项工作。绝缘夹钳主要用来拆除和安装熔断器及其他类似工作。考虑到电力系统内部过电压的可能性,绝缘杆和绝缘夹钳的绝缘部分和握手部分的最小长度应符合要求。绝缘杆工作部分金属钩的长度,在满足工作要的情况下,不宜超过5-8厘米,以免操作时造成相间短路或接地短路。 (2)绝缘手套和绝缘靴 绝缘手套和绝缘靴用橡胶制成。二者都作为辅助安全用具,但绝缘手套可作为低压工作的基本安全用具,绝缘靴可作为防护跨步电压的基本安全用具。绝缘手套的长度至少应超过手腕10厘米。 (3)绝缘垫和绝缘站台 绝缘垫和绝缘站台只作为辅助安全用具。绝缘垫用厚度5毫米以上、表面有防滑条纹的橡胶制成,其最小尺寸不宜小于0.8X0.8米。绝缘站台用木板或木条制成。相邻板条之间的距离不得大于2.5厘米,以免鞋跟陷入;站台不得有金属零件;台面板用支持绝缘子与地面绝缘,支持绝缘子高度不得小于10厘米;台面板边缘不得伸出绝缘子之外,以免站台翻倾,人员摔倒。绝缘站台最小尺寸不宜小于0.8X0.8米,但为了便于移动和检查,最大尺寸也不宜超过 1.5X1.0米。
苏颖毅 2021-05-25 05:36 开发者_如何学运维 讲术语,那肯定不是一回事。听你的追问我感觉更像电气信息领域,采集模拟量的原则就是忠实的反应客观的参量,为此采取的的措施很多,隔离针对谁,针对的是引起干扰的源,干扰源很多。隔离方式很多,远离,屏蔽,接地等。保护更像一个电力系统的概念,如果说保护一个模拟参量我想那可能不太合适,参量是一个控制系统里是一个控制指标,不是控制或者保护目的的对象。不是一码事。
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