試電筆內(nèi)裝有一個2-3MΩ電阻和一個氖管；要使氖管點亮，必須滿足被測電壓高于氖管的啟輝電壓65VAC和通過氖管的電流大于2μA。
儀表隔離變壓器的初、次級繞組是兩個各自獨立的繞組，即初、次級繞組在物理上是互相隔離的，在初、次級繞組間還有一個屏蔽繞組。由于儀表用隔離變壓器的次級輸出電壓大多為低電壓，僅針對這類隔離變壓器來討論。當將儀表隔離變壓器的初級接至220VAC，但屏蔽層又不接地，如果次級繞組兩端浮空時，次級繞組對地是絕緣的，這時儀表隔離變壓器次級繞組對地有電壓，而屏蔽層又不接地時，用電筆測試會亮。這是什么原因呢?
圖1 隔離變壓器的分布電容
當用試電筆檢測儀表隔離變壓器的次級繞組時，試電筆會不會發(fā)亮和檢測點的對地電位有關，而和次級繞組兩端的電壓無關。如圖1所示，當初級繞組中靠近次級繞組的引出端接至電源的相線L時，對于不接地的次級繞組受到初級繞組的感應，產(chǎn)生的對地感應電壓Ue：
Ue電壓的大小與初、次級繞組的電容C1及次級繞組的對地電容C2有關。通常C2小于幾皮法，而C1大于100pF，所以Ue近似等于U1，即接近電源電壓。用試電筆檢測時的等效電路如圖2所示，如用等效發(fā)電機定理來分析，把次級繞組的對地看作為下個等效電源，其電勢e2=Ue=U1，其容抗C=C1+C2≈C1。若氖管啟輝后的電壓降為50V，C=2000pF左右，人體對地電容C3=200pF左右，人體電阻R1和試電筆內(nèi)電阻R的總和約為3MΩ，則計算可知通過氖管的電流約為50μA，會使氖管發(fā)亮。也可看出儀表隔離變壓器次級繞組對地感應電壓是不會造成觸電事故的。
圖2 試電筆檢測時的等效電路
圖3中由于次級繞組接地，故次級繞組的對地感應電壓是很低的，用試電筆檢測次級繞組的不接地端，由于其電壓小于氖管的啟輝電壓，因此不會發(fā)光。同理，如果圖1中的初級繞組接地，用試電筆檢測時也不會發(fā)光。對于儀表用的隔離變壓器，為了提高抗干擾性能，在變壓器的初、次級繞組中間繞有一層屏蔽層，屏蔽層要求接地，這時初級繞組的感應電，通過初級繞組與屏蔽層的分布電容入地了，當用試電筆檢測次級繞組時也不會發(fā)光。
圖3 隔離變壓器次級繞組接地電路
相關閱讀
◆為何儀表工校驗儀表時宜使用隔離變壓器
◆采用隔離變壓器的電氣分隔是不是IT系統(tǒng)
