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(dāng)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(dāng)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(guān)，而和次級繞組兩端的電壓無關(guān)。如圖1所示，當(dāng)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(yīng)，產(chǎn)生的對地感應(yīng)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(guān)。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(yīng)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(yīng)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(yīng)電，通過初級繞組與屏蔽層的分布電容入地了，當(dāng)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
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