Vad är galvanisk separation och när används den?
Galvanisk separation innebär att två elektriska kretsar saknar en direkt ledande förbindelse. Energi eller signaler kan ändå överföras mellan kretsarna. I kraftförsörjning sker det vanligtvis med en transformator där primär- och sekundärlindningen är elektriskt åtskilda.
Tekniken används bland annat för att bryta oönskade strömvägar och skapa förutsättningar för skyddsseparation. Den används även när utrustning behöver matas från en elektriskt separerad sekundärkrets. För att separationen ska ge avsett skydd måste transformator, anslutning och användning vara anpassade till den aktuella miljön.
Vad innebär galvanisk separation?
En galvaniskt separerad krets har ingen metallisk förbindelse till den matande kretsen. Det betyder inte att sekundärsidan är spänningslös. En isolationstransformator kan exempelvis ha 230 V på både primär- och sekundärsidan, trots att kretsarna är galvaniskt separerade.
Begreppen galvanisk separation, galvanisk isolering och galvanisk isolation används ofta för samma grundprincip. I elinstallationer behöver man däremot skilja principen från en komplett skyddsåtgärd. Det är först när hela utförandet uppfyller kraven för användningen som separationen kan räknas som skyddsseparation.
Hur fungerar galvanisk separation med transformator?
När växelström går genom transformatorns primärlindning skapas ett varierande magnetfält i kärnan. Magnetfältet inducerar en spänning i sekundärlindningen. Energin förs alltså över magnetiskt, samtidigt som en isolationsbarriär skiljer lindningarna elektriskt.
En transformator med separata lindningar skiljer sig från en spartransformator, där primär- och sekundärsidan delar en del av samma lindning. En spartransformator kan ändra spänningen men ger inte galvanisk separation. En mer ingående förklaring finns i vår artikel om hur en skyddstransformator fungerar.
Varför används galvanisk separation?
Nyttan beror på kretsens konstruktion och på hur sekundärsidan ansluts. Galvanisk separation kan användas för att:
- bryta en direkt strömväg mellan matande nät och ansluten utrustning
- minska risken för att ström går genom jord vid ett första fel i en korrekt utförd separerad krets
- skilja utrustning som har olika jordpotential
- begränsa vissa jordbundna störningar och oönskade utjämningsströmmar
- skapa en separat matning för service, underhåll eller arbete i utsatta miljöer
En transformator tar inte automatiskt bort alla störningar, spänningsspikar eller elektriska risker. Resultatet påverkas bland annat av lindningarnas uppbyggnad, skärmning, jordning, ansluten utrustning och hur installationen är utförd.
Galvanisk separation och skyddsseparation är inte samma sak
Galvanisk separation beskriver hur två kretsar hålls elektriskt åtskilda. Skyddsseparation är en bestämd skyddsåtgärd mot elchock. Alla lösningar med skyddsseparation bygger därför på galvanisk separation, men all galvanisk separation uppfyller inte automatiskt kraven för skyddsseparation.
Vid bedömningen behöver man bland annat ta hänsyn till transformatorns utförande, sekundärkretsens förläggning, jordförbindningar, antalet anslutna förbrukare och risken att separationen överbryggas. Jordfelsbrytare och skyddsseparation arbetar enligt olika principer och kan inte generellt rangordnas som bättre eller sämre. Vilka skydd som krävs avgörs av installationen och användningsmiljön.
När används galvanisk separation inom industrin?
Ett vanligt användningsområde är tillfällig elförsörjning vid service och underhåll i tankar, cisterner, ångpannor och andra ledande utrymmen där rörligheten är begränsad. Kroppen kan då komma i omfattande kontakt med metalliska ytor, samtidigt som möjligheten att snabbt dra sig undan är liten. Därför ställs höga krav på hur verktyg, belysning och annan elektrisk utrustning matas.
Inter-Dons skyddstransformatorer finns i mobila och fasta utföranden för bland annat handverktyg och annan industriell utrustning. Sortimentet omfattar även en belysningstransformator för 24 V AC som är avsedd för tillfällig belysning vid exempelvis underhåll och besiktning i tankar och cisterner.
Skillnaden mellan isolationstransformator, skyddstransformator och SELV
Orden används ibland som om de betydde samma sak, men den tekniska innebörden beror på transformatorns konstruktion och användning:
- Isolationstransformator: har separata primär- och sekundärlindningar och används för elektrisk separation. Sekundärspänningen kan vara lika hög som primärspänningen.
- Skyddstransformator: är konstruerad för att ge en skyddsseparerad klenspänning enligt de krav som gäller för produkttypen.
- SELV: är ett system med skyddsklenspänning, skyddsseparation mot andra kretsar och utan avsiktlig jordförbindning.
Det räcker alltså inte att en transformator sänker spänningen. En spartransformator kan exempelvis omvandla 230 V till en lägre spänning utan att skapa galvanisk separation. Märkning, dokumentation och relevant standard behöver alltid kontrolleras.
Vad behöver kontrolleras vid val av transformator?
Valet bör börja med den utrustning som ska anslutas och den miljö där den ska användas. Kontrollera framför allt:
- primär- och sekundärspänning
- effektbehov i VA eller kVA, inklusive startströmmar
- enfas eller trefas
- antal uttag och krav på separata sekundärlindningar
- fast, mobil eller portabel användning
- kapslingsklass och motstånd mot fukt, damm och mekanisk påverkan
- kablar, anslutningsdon, säkringar och termiskt skydd
- tillämplig produktstandard, märkning och dokumentation
IEC 61558-2-4 behandlar isolationstransformatorer för allmän användning, medan IEC 61558-2-6 gäller skyddstransformatorer för allmän användning. Vilken standarddel som är relevant beror därför på transformatorns typ och avsedda funktion. Läs mer om dimensionering, kapsling och kontroll i Inter-Dons tekniska riktlinjer för skyddstransformatorer.
Vanliga frågor om galvanisk separation
Kan en galvaniskt separerad sekundärkrets ha 230 V?
Ja. Galvanisk separation beskriver avsaknaden av en direkt ledande förbindelse och säger inte i sig vilken sekundärspänning kretsen har.
Ger en vanlig transformator alltid galvanisk separation?
Nej. En transformator med separata primär- och sekundärlindningar kan ge galvanisk separation. En spartransformator har en gemensam lindning och gör det inte.
Räcker galvanisk separation som personskydd?
Inte som fristående uppgift på ett datablad. Hela lösningen måste vara utförd för den avsedda skyddsåtgärden och användningsmiljön. Produktval och installation bör därför bedömas av en person med rätt elteknisk kompetens.
Rätt lösning börjar med användningsmiljön
Transformatorn behöver dimensioneras efter belastning, ansluten utrustning, miljö och den skyddsprincip som ska användas. Inter-Don erbjuder fasta och mobila lösningar för industriella applikationer. Kontakta Inter-Don för att gå igenom spänning, effekt, uttag, kapsling och dokumentationskrav inför produktvalet.