Trenntransformator

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Als Trenntransformator wird im engeren Sinne ein Netztransformator bezeichnet, der die Netzspannung im Verhältnis 1:1 auf eine Sekundärwicklung überträgt, welche durch eine sogenannte Schutztrennung (galvanische Trennung) von der Netzspannung führenden, auf Erdpotential bezogenen Primärwicklung, getrennt ist. Das wird durch eine verstärkte oder doppelte Isolation erreicht.

Bauformen[Bearbeiten]

Trenntransformator für 230 V und einer Scheinleistung von 100 VA. Unter den Anschlussklemmen sind die beiden, durch einen Isoliersteg elektrisch getrennten Wickelkammern für Primär- und Sekundärwicklung zu erkennen.

Es gibt einphasige Trenntransformatoren, in Europa üblicherweise für 230 V ausgelegt, und Trenntransformatoren für Dreiphasenwechselstrom für die in Europa üblichen 400 V.

Allgemein ist jeder Transformator mit getrennten Wicklungen ein Trenntransformator mit einer galvanischen Trennung zwischen den gewöhnlicherweise platzsparend übereinander gelegten Wicklungen, zwischen denen sich eine Isolierung von zwar ausreichender elektrischer, jedoch meist geringer mechanischer Festigkeit befindet. Dies wird nicht als ausreichend sicher für den Personenschutz angesehen. Bei Trenntransformatoren nach Normvorschrift[1] sind Primär- und Sekundärwicklung dagegen in getrennten Wickelkammern am magnetischen Kern untergebracht.

Anwendungen[Bearbeiten]

Die Begriffe Trenntransformator (Energietechnik) und Trennübertrager (Nachrichtentechnik) sollten nicht verwechselt werden, da Transformatoren und Übertrager nach unterschiedlichen Gesichtspunkten entwickelt werden. Trenntransformatoren sind für optimale Energieübertragung bei einer Frequenz (meist 50 Hz oder 60 Hz) gebaut, wohingegen Übertrager meist für breitbandige Signalübertragung und hohe Linearität konstruiert werden. Bei Übertragern kommen meist Bifilar- oder Trifilar-Wicklungen zum Einsatz, die für eine Erweiterung und Linearisierung des Übertragungsbereiches sorgen. Für Niederfrequenzsignale werden Trennübertrager verwendet, um eine galvanische Trennung zur Vermeidung von Erdschleifen und damit verbundenen Brummstörungen zu vermeiden und - sofern erforderlich - auch eine Netztrennung herzustellen. Hier und in der Nachrichtentechnik nennt man diese "Transformatoren" Übertrager.

Netz-Trenntransformatoren werden eingesetzt, um Energienetze voneinander zu trennen. Der Einsatz erfolgt oft in Werkstätten und Laboratorien, um etwa Reparaturarbeiten und Experimente ungefährdet durchführen zu können sowie zum Betrieb von Allstromgeräten, um bei Arbeiten an netzspannungsgespeisten Geräten oder Ausrüstungen die Gefahr eines Stromschlages zu verringern:

Man erzeugt eine nicht mit der Erde verbundene Ausgangsspannung, die Potentialdifferenz zur Erde kann jeden beliebigen Wert bis zur Isolationsfestigkeit (in der Regel 4 kV) annehmen, ohne dass bei Berührung ein Strom durch den Körper gegen Erde abfließen kann.

Trennstelltransformatoren sind als Ringkerntransformator ausgeführt, und mit einem verstellbaren Schleifer kann eine beliebige Ausgangswechselspannung von typisch 0 .. 300 V abgenommen werden. Neben der Funktion als Trenntransformator kann damit eine Unter- und Überspannungssituation für eine zu untersuchende Baugruppe vorgegeben werden. Gegenüber einem Netzsimulator kann die Kurvenform und Frequenz nicht beeinflusst werden.

In der Medizintechnik und zum erdfreien Betrieb von Messgeräten, deren Eingänge oder Ausgänge auf Gehäuse-/Schutzleiter-Potential bezogen sind, werden ebenfalls Trenntransformatoren eingesetzt.

Sicherheitshinweise[Bearbeiten]

  • Trenntransformatoren schützen nicht vor einem Stromschlag, wenn man beide Ausgangspole berührt.
  • Trenntransformatoren schützen nicht vor Hochspannung oberhalb ihrer Isolationsfestigkeit (zum Beispiel der Bildröhren-Anodenspannung).

Um den Schutz zu gewährleisten, darf keine elektrische Verbindung der Sekundärseite mit Erdpotential bzw. dem Schutzleiter betriebsmässig vorhanden sein. Dadurch kann bei einem einpoligen, fehlerhaften Erdkontakt, beispielsweise über eine Person, die sich auf Erdpotential befindet und einen Leiter der Sekundärseite berührt, kein Stromfluss entstehen. Der Transformatorkern kann geerdet sein.

Beim Anschluss von zwei Geräten am Trenntransformator müssen die Gehäuse der Verbraucher miteinander auf ein erdfreies gleiches Potenzial geführt werden (erdfreier örtlicher Potentialausgleich). In Reparaturwerkstätten muss jedoch jedes Gerät an einen separaten Trenntransformator angeschlossen werden.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9.
  • Paul E. Klein: Netztransformatoren und Drosseln. 5. neu bearbeitete Auflage, Franzis, München, 1979, ISBN 3-7723-1065-6.
  • Peter Bastian, Horst Bumiller, Monika Burgmeier, Walter Eichler, Franz Huber, Jürgen Manderla, Jürgen Schwarz, Otto Spielvogel, Klaus Tkotz, Ulrich Winter, Klaus Ziegler: Fachkunde Elektrotechnik. 26., überarbeitete und erweiterte Auflage. Europa-Lehrmittel, Haan-Gruiten 2008, ISBN 978-3-8085-3160-0.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Isolating transformers – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. IEC / EN 61558-2-4:2009; Besondere Anforderungen und Prüfungen an Trenntransformatoren und Netzgeräte, die Trenntransformatoren enthalten