Чому важливо ізолювати електромережі?

У всіх роз'єднаних джерелах живлення комп'ютера та інших джерелах живлення я помітив, що вони повністю ізольовані від електромережі. Гальванічна ізоляція через трансформатори, а часто оптична ізоляція для зворотного зв'язку. Зазвичай є дуже помітний проміжок у слідах між первинною та вторинною сторонами, не менше 8 мм поперек. Чому важливо, щоб ці запаси були ізольованими?

Оскільки живлення мережі є дуже непередбачуваним і може робити всілякі речі за межами номінальної характеристики, що може пошкодити компоненти або принаймні порушити номінальні проектні припущення. Неізольована конструкція також має всі свої напруги, що посилаються на один з мережних провідників, який може бути або не мати корисного / безпечного відношення до інших потенціалів у вашому оточенні (наприклад, земля / земля, наприклад).

Якщо єдиним рештою на низьковольтній стороні є недоступна електроніка, то неізольовані запаси є чудовими - вони, як правило, дешевші / простіші, ніж окремі поставки, і багато побутового обладнання використовує їх. Навіть такі речі, як телевізори, працювали так, якщо ви повернетесь до того часу, коли вони мали зовнішні відео / аудіозв’язки. Підключення до антени було єдиним зовнішнім гніздом, і це було конденсатором.

Якщо людині чи сторонній апараті необхідно з'єднати з низькою напругою сторони вашої конструкції, то ізольоване живлення дає вам чіткий бар'єр, через який небезпечні напруги не пройдуть, навіть у разі відмови компонентів, а це означає, що ваша ланцюг зараз "плаває" щодо електромережі. У свою чергу, це означає, що ви можете домовитись, щоб вся електроніка працювала поблизу потенціалу землі, при цьому все ваше взаємопов’язане обладнання має хоча б приблизно однакове посилання напруги для роботи.

Коротка відповідь (ооо, це каламбур, чекай ...): безпека. Який би ефект від короткого від 240 В або вище до ... ну що б там не було? Пристрої низької напруги? Мертві! Будинок? У вогні! Позов? В очікуванні! Ізоляція принаймні унеможливлює прямий короткий напруга до стіни, а непрямий короткий - менш небезпечний і менш імовірний. Наприклад, якщо напруга на стіні повністю обсмажує все з одного боку трансформатора, у вас є непрацюючий трансформатор. Непрацюючий трансформатор означає відсутність з’єднання і відсутність напруги з іншого боку, тому ніяких пошкоджень. Плюс є більше варіантів захисту для нижчої сторони напруги (менш дорогі варіанти захисту в будь-якому випадку).

Я можу придумати декілька:

• Допомагає ізолювати виходи від небезпечних подій на рівні лінії (удари блискавки, сплески тощо), оскільки більшість трансформаторів зменшуються в комерційних джерелах живлення
• Дозволяє використовувати шасі обладнання як захисний щит, заземлюючи його (будь-яка провідність від електромережі до шасі спровокує удар запобіжника або вимикач вимикача, швидко відключивши несправність)
• Забезпечує наявність достатнього запасу в конструкції для запобігання переходу дуги з первинного на вторинне навіть у умовах, що не є чистими (тонерний пил є особливо неприємним пробілом)
• Зменшує «жорсткість» джерела живлення - невеликий трансформатор насититься набагато швидше, ніж електромережа, що також може призвести до підвищення первинного струму і активації якогось запобіжного пристрою (запобіжника, вимикача тощо).
• Регулюючі організації вимагають цього в більшості застосувань: IEC 60950, CSA C22.2 тощо.

Окрім згаданих питань безпеки, є ще й практичний випадок: навіть якщо хтось знав, що нейтральні джерела живлення змінного струму завжди будуть наземним потенціалом, було б важко спроектувати без Трансформаторний джерело постійного струму низької напруги, який би подавав струм однаково на дві половини кожного циклу ліній, без сторони постійного струму, що мають значне коливання напруги загального режиму щодо нейтральної лінії живлення. Навіть якщо коливання напруги на відкритому "ґрунті" буде достатньо низьким, щоб не створювати ризик ураження електричним струмом, підключення до постійного струму різних пристроїв все одно може порушити їх поведінку.

Використання трансформаторів для плавання живлення насправді не складніше, ніж зробити заземлення постійного струму збігається з нейтральним живленням змінного струму. Дійсно, що джерела постійного струму низької напруги плавають по відношенню до обох вхідних джерел живлення, насправді немає жодних недоліків, і на практиці, якщо заземлення постійного струму, приєднані до нейтрального змінного струму, може спричинити певну небезпеку для безпеки. Ці аргументи разом утворюють досить вагомий аргумент на користь ізоляції джерел постійного струму низької напруги від лінії змінного струму.

Ми не можемо розраховувати на те, що жоден із провідників живлення є безпечним з кількох причин.

1. У деяких країнах ви не можете розраховувати на те, який провідник є живим, а який нейтральним, тому що розетки неполяризовані, тому що інсталятори не приділяють багато уваги полярності, або тому, що поширення / адаптери, які можуть неправильно підтримувати полярність, є загальним явищем. .
2. Провід може обриватися, якщо нейтральний провід обривається і навантаження на систему, то нейтральний провід підійде до напруги мережі.
3. Навіть при нормальній роботі з правильною полярністю може бути напруга на нейтралі через падіння вольта. Хоча напруга низьке, опір також дуже низький, тому це може бути небезпекою пожежі.

Внаслідок цього сучасні стандарти приладів, як правило, розглядають як живі, так і нейтральні провідники як потенційно небезпечні. Це залишає постачальникам приладів два основних варіанти захисту використання.

1. Ізолюйте та захистіть від дотиків усі електричні деталі, що працює нормально для простих пристроїв, але це не дуже зручно для таких речей, як комп'ютери з безліччю доступних для користувача портів.
2. Поставити ізоляційний бар'єр у джерело живлення, щоб частина низької напруги була безпечною на дотик.