討論此問題前,我們先談一下*常用的工具--試電筆,試電筆內(nèi)裝有一個(gè)2~3兆歐的電阻和一個(gè)氖管;要使氖管點(diǎn)亮,必須滿足:被測(cè)電壓高于氖管的起輝電壓65V.AC和通過氖管的電流大于2微安。
隔離變壓器的初、次級(jí)繞組是兩個(gè)各自獨(dú)立的繞組,即初、次級(jí)繞組在物理上是互相隔離的。由于隔離變壓器的次級(jí)輸出電壓大多為低電壓,否則也不會(huì)有上述的提問了,我們也是針對(duì)這類普通隔離變壓器來展開討論。當(dāng)將隔離變壓器的初級(jí)接至220V.AC時(shí),如果次級(jí)繞組兩端浮空時(shí)(問題中所提的浮電),即次級(jí)繞組對(duì)地是絕緣的,這時(shí)“隔離變壓器,輸出對(duì)地是有電壓,用電筆試會(huì)亮”。這是什么原因呢?
當(dāng)我們用試電筆檢測(cè)隔離變壓器的次級(jí)繞組時(shí),試電筆會(huì)不會(huì)發(fā)亮和檢測(cè)點(diǎn)的對(duì)地電位有關(guān),而和次級(jí)繞組兩端的電壓無關(guān)。如圖一所示,當(dāng)初級(jí)繞組中靠近次級(jí)繞組的引出端接至電源的相線(L)
圖一 圖三
時(shí),對(duì)于不接地的次級(jí)繞組受到初級(jí)繞組的感應(yīng),產(chǎn)生的對(duì)地感應(yīng)電壓Ue=C1/C1+C2*U1,Ue電壓的大小與初、次級(jí)繞組的電容C1及次級(jí)繞組的對(duì)地電容C2有關(guān)。通常C2小于幾微微法,而C1大于100微微法,所以Ue近似等于U1,即接近電源電壓。用試電筆檢測(cè)時(shí)的等效電路如圖二所示,如用等效發(fā)電
機(jī)定理來分析,把次級(jí)繞組的對(duì)地看作為一個(gè)等效電源,其電勢(shì)e2=Ue=U1,其容抗C=C1+C2=C1。若氖管起輝后的電壓降為50V,C=200微微法左右,人體對(duì)地電容C3=200微微法左右,人體電阻R1和試電筆內(nèi)電阻R的總和為3兆歐,則計(jì)算后可知通過氖管的電流約為5微安左右,會(huì)使氖管發(fā)亮了。也可看出這個(gè)對(duì)地感應(yīng)電壓是不會(huì)造成觸電事故的。
而圖三所示,由于次級(jí)繞組接地,故次級(jí)繞組的對(duì)地感應(yīng)電壓是很低的,用試電筆檢測(cè)次級(jí)繞組的不接地端,由于其電壓小于氖管的起輝電壓,因此不會(huì)發(fā)光。同理,如果圖一中的初級(jí)繞組接地,用試電筆檢測(cè)時(shí)也不會(huì)發(fā)光。對(duì)于儀器儀表用的隔離變壓器,為了提高抗干擾性能,在變壓器的初、次級(jí)繞組中間繞有一層屏蔽層(如圖三中的紅色所示),屏蔽層要求接地,這時(shí)初級(jí)繞組的感應(yīng)電,通過初級(jí)繞組與屏蔽層的分布電容入地了,當(dāng)用試電筆檢測(cè)次級(jí)繞組時(shí)也不會(huì)發(fā)光。