Bezpečnostní a oddělovací transformátory: kdy jsou povinné a jak je správně dimenzovat
Bezpečnostní a oddělovací transformátory patří k nejčastěji podceňovaným prvkům průmyslové elektroinstalace. Přitom jejich správná aplikace může být doslova otázkou života a smrti – oddělení galvanicky nebezpečné sítě je jedinou 100% spolehlivou ochranou před nebezpečným dotykovým napětím v rizikových prostředích.
Galvanické oddělení: proč chrání
V běžné síti TN-C nebo TN-S je nulový vodič spojen se zemí. Při dotyku živé části se proudová smyčka uzavírá přes tělo člověka a zemnění stavby – s potenciálně smrtelnými následky. Oddělovací transformátor přerušuje toto galvanické spojení. Sekundární vinutí není spojeno se zemí, takže dotyk jednoho vodiče sekundáru – i živé části – nevytvoří uzavřený obvod přes osobu stojící na zemi. Dotyk je nebezpečný teprve při současném dotyku obou vodičů sekundáru.
Oddělovací vs. bezpečnostní transformátor
Oddělovací transformátor (IT soustava): napájecí napětí na sekundáru je stejné jako na primáru (např. 230 V/230 V nebo 400 V/400 V) – nebo jiné, ale stále v kategorii nízké napětí. Chrání galvanickým oddělením. Norma: ČSN EN 61558-2-4. Použití: ruční nářadí ve stavebnictví, servisní pracovní místa, provoz v nádrže nebo kotlích.
Bezpečnostní transformátor (SELV/PELV): sekundární napětí je sníženo na bezpečnou hodnotu – maximálně 50 V AC (nebo 120 V DC). Tato napětí jsou sama o sobě bezpečná za normálních podmínek. Norma: ČSN EN 61558-2-6. Použití: osvětlení ve vlhkých prostorách, ovládací obvody, hračky, lékařská technika.
Kdy jsou normou předepsány
ČSN 33 2000-7 (Elektrické instalace nízkého napětí – část 7: Prostory a zařízení se zvláštními požadavky) předepisuje galvanické oddělení nebo bezpečnostní napětí pro: koupelny (osvětlení v zóně 0 a 1), venkovní plovárny, pracovní prostory ve stavebnictví, stísněné vodivé prostory (montáž v kotlích, nádrže, kovové zásobníky), zdravotnická zařízení skupiny 2 (operační sály).
Dimenzování oddělovacího transformátoru
Výkon transformátoru musí pokrýt příkon všech připojených spotřebičů s přiměřenou rezervou (10–20 %). Důležité omezení: délka sekundárního obvodu nesmí překročit hodnotu danou normou (produkt U×I ≤ 3 MWm), aby se udržel bezpečný charakter IT sítě. Typicky pro jednoho pracovníka s ručním nářadím stačí transformátor 1–2 kVA. Pro celou pracovní skupinu nebo dílnu 5–10 kVA.
Na sekundár oddělovacího transformátoru nelze připojovat ochranný vodič PE – to by zrušilo galvanické oddělení. Použití proudového chrániče (RCD) na sekundáru je zbytečné a může být kontraproduktivní. Vhodné je však použití monitoru izolačního stavu (IMD), který upozorní na pokles izolačního odporu sekundárního obvodu.