Разделительные трансформаторы

Разделительные трансформаторы – это силовые электромагнитные установки, предназначенные для гальванического разграничения первичной и вторичной цепей с целью обеспечения безопасности промышленного и бытового оборудования. Узкопрофильные агрегаты распределяют входящую нагрузку и выравнивают скачущее напряжение, формируя защиту от травматизма и повышая надежность работы в сети.

Конструкция устройств полностью аналогична компоновке стандартных преобразователей напряжения. Главное отличие РТ от другой подобной техники заключено в том, что его первичные и вторичные обмотки тщательно изолированы друг от друга. Взаимодействие между ними осуществляется благодаря магнитному потоку, продуцируемому в магнитной системе агрегата.

Данная технология передачи электроэнергии через разделительный трансформатор называется гальванической развязкой. Сначала она проходит через первичную обмотку, далее непрерывно индуцируется во вторичной обмотке. При этом векторы напряжения в цепях практически идентичны друг другу, поэтому внезапный пробой не спровоцирует перегрузку и оборудование сохранит свою безопасность.

Конструкция разделительного трансформатора

Конструкция бытовых и промышленных РТ представляет собой целостную силовую установку, в комплектацию которой входят: магнитная система, обмотки, автоматы защиты, рубильники, индикаторы сети, воздухоосушители, контрольные и измерительные приборы, термосифонные фильтры и другие компоненты.

Магнитная система изготовлена в виде комплекта стальных электротехнических пластин, размещенных в определенной геометрической последовательности, используемой для локализации магнитного потока. В собранном виде, вместе с другими деталями, применяемыми для соединения частей в единую систему, она называется остовом понижающего разделительного трансформатора.

Обмотки, изготавливаемые из последовательно соединенных и изолированных медных/алюминиевых проводов прямоугольного/круглого сечения, используются для создания магнитных потоков. Их внешние и внутренние поверхности покрываются эпоксидной смолой или сеткой из армированного стекловолокна.

Таким образом, обеспечивается необходимая жесткость компонентов, защита от влаги, пыли и атмосферных факторов. Установки для преобразования напряжения выпускаются в следующих вариантах модификаций:

серийный стандартный корпус;
шкаф категории стойка;
уличный корпус на тумбе, укомплектованный снегозащитным козырьком;
с установкой на раму (бескорпусное исполнение).

Назначение разделительного трансформатора

Главная задача силовых установок категории РТ – обеспечение безопасной работы беспрерывно функционирующей электротехники и исключение сопутствующего травматизма. Жилые, производственные и коммерческие помещения наполнены всевозможной аппаратурой, подключенной к сети под напряжением. Сама по себе она безопасна, что гарантируется производителями и подтверждается сертификатами качества.

Но существуют неблагоприятные факторы, которые воздействуют на технику и электропроводку, ухудшая изоляцию и формируя опасные условия, позволяющие току поражать человека. К ним относятся:

механический износ и дефекты изоляции;
высокие температуры;
повышенная влажность в зоне прокладки проводки;
металлоконструкции, имеющие нестабильное заземление.

Исходя из назначения, разделительный трансформатор применяется во всех пространствах, входящих в группу высокой опасности. В первую очередь его используют для установки в бассейнах, саунах, ванных комнатах и помещениях, где размещены металлоизделия с неустойчивым заземлением.

Действующие нормативы и правила безопасности в России и Европе также предписывают устанавливать их в особо опасных пространствах, где присутствует мелкозернистая токопроводящая пыль, имеются стены и полы из металла, а также в подземных сооружениях, укомплектованных местным освещением, автоматикой и сигнализацией.

Поскольку вторичная электрическая цепь распределителя не связана с землей, к нему подключают оборудование, которое также не соединяется с землей. В зависимости от показателей мощности и назначения, к однофазным понижающим разделительным трансформаторам подсоединяют электроинструменты, полупроводниковые преобразователи станков и лифтов, а также другую аппаратуру.

Трехфазные агрегаты чаще всего используют для питания и локальной защиты систем управления и мобильных комплексов, вычислительной техники и оборудования, задействованного в медицине, химической, машиностроительной, горнодобывающей и железнодорожной промышленности.

В числе главных преимуществ применения РТ можно отметить:

обеспечение безопасности людей;
увеличение срока эксплуатации оборудования;
возможность монтажа во встроенные подстанции;
фильтрация высокочастотных гармоник;
уменьшение замыкающих токов;
малошумная эксплуатация;
стойкость к воздействию влажности, грязи, плесени;
минимальные затраты на обслуживание.

Важным достоинством является то, что подключение разделительного трансформатора полностью соответствует требованиям пожарной и экологической безопасности. В качестве диэлектрической защиты компонентов агрегата используются самогасящиеся огнестойкие смолы. Поэтому в процессе работы или при возникновении пожара устройство не выделяет токсичных и вредных веществ.

Необходимо отметить, что к одному РТ можно подключить только один электротехнический прибор. Для усиления разделяющих параметров его можно укомплектовать заземляющим экраном между обмотками. Наличие экрана позволяет многократно увеличить безопасность вторичной цепи. Что касается видов, все установки классифицируются по мощности, напряжению и уровню защиты.

Условия подключения и эксплуатации разделительных трансформаторов

Оборудование, соответствующее стандартам ГОСТ 15543.1 и ГОСТ 15150, предназначено для эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата. В зависимости от типа корпуса и назначения, его можно монтировать в закрытых пространствах с естественным воздухообменом и без искусственной регуляции внутреннего микроклимата, а также на открытом воздухе под навесом или в сухом неотапливаемом помещении, где имеется свободный доступ внешнего воздуха.

Для разных категорий установок определены соответствующие температурные условия: для стандартных агрегатов от -25ºС до +40ºС, для морозостойких приборов – от -60ºС до +40ºС. Для эффективного отведения тепла, выделяемого при работе разделительного трансформатора и обеспечения естественного охлаждения его следует устанавливать на раму или на колеса.

Во избежание механического напряжения все шины и провода должны быть закреплены. Расстояние от обмоток РТ до стены или другой заземленной конструкции должно составлять 300 мм. Работы по профилактическому обслуживанию распределителей напряжения проводятся два раза в год. Они включают в себя операции по очищению обмоток, системы магнитопровода и охлаждающих каналов от грязи, пыли и посторонних частиц.

Кроме того, в ходе сервисного обслуживания обязательно проводится тестирование надежности болтовых соединений, для чего используются динамометрические ключи и влажное очищение обмоток губкой, смоченной в растворителе или спиртовом растворе. Объемы и периодичность каждого вида операций напрямую зависят от условий эксплуатации. Также время от времени рекомендуется производить визуальный осмотр аппаратуры.