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Trenntransformatoren und galvanische Isolatoren

Trenntransformatoren und galvanische Isolatoren sorgen dafür, den PE-Leiter im bordeigenen Wechselstrom-Netz von der Landerde zu trennen. Dadurch wird elektrolytischer Korrosion vorgebeugt, die im besten Fall die Opferanoden zersetzt und im schlimmsten Fall Welle und Propeller angreift (bzw. bei Schiffen aus Metall den Rumpf).

Trenntransformatoren sind teurer und aufwändiger. Dafür sind sie zuverlässiger und haben den Vorteil, dass sie ein polarisiertes Bordnetz ermöglichen, selbst wenn der Landstrom verpolt ist. Galvanische Isolatoren sind deutlich günstiger, haben aber die im Kasten unten beschriebenen Nachteile.

Expertenwissen: Trenntransformator

trenntransformator_prinzipSkLDa4lQ1IUHj

Transformatoren werden aus zwei Gründen eingesetzt: Zur galvanischen Trennung von Landstrom- und Bordnetz zwecks Vermeidung von elektrochemischer Korrosion und zur Polarisierung des Wechselstrombordnetzes. Sie bestehen aus einem Eisenkern, auf den – zählt man die Schirmwicklung mit – drei Spulen aus isoliertem Kupferdraht gewickelt sind. Fließt durch die Primärwicklung ein Wechselstrom, entsteht in der Spule ein alternierendes Magnetfeld. Dies wird durch den Eisenkern – der durch das Magnetfeld magnetisiert wird – in die Sekundärwicklung übertragen, in der es wiederum durch Induktion eine Spannung erzeugt. Das Verhältnis der Spannungen in Primär- und Sekundärwicklung entspricht dem Verhältnis der Windungszahlen. Sind diese gleich, ist die Spannung an der Sekundärseite gleich der an der Primärseite.

Trenntransformatoren sind mit einer Schirmwicklung versehen, damit bei einem Isolationsfehler der Primärwicklung keine Netzspannung auf den Kern oder die Sekundärwicklung übertragen werden kann. Die Schirmwicklung und der Kern werden mit dem landseitigen Schutzleiter verbunden. Der bordseitige Schutzleiter wird mit einem Pol der Sekundärwicklung verbunden, der somit zum Neutralleiteranschluss wird. So besteht keine Verbindung zwischen dem landseitigen und dem bordseitigen Schutzleiter.trenntransformator_anschluss

Expertenwissen: Galvanische Isolatorengalvanischer_isolator

Galvanische Isolatoren dürfen seit einigen Jahren eingesetzt werden, um eine gleichstrommäßige Trennung von Land- und Bordschutzleiter zu schaffen und somit die Gefahr von galvanischen Strömen – die elektrolytische Korrosion verursachen können – zu bannen. Sie bestehen aus zwei antiparallel geschalteten Dioden und sind somit für Wechselstrom in beide Richtungen durchlässig. Für kleine Gleichspannungen, die unter der Schleusenspannung der Dioden liegen (circa 1,6 bis 4 Volt), ist der Durchlass in beide Richtungen gesperrt. Galvanische Isolatoren müssen kurzzeitig einen Strom von 5.000 Ampere (im Falle eines Kurzschlusses) überstehen können. Es gibt jedoch zurzeit noch keine galvanischen Isolatoren, die mit einer adäquaten Funktionsüberwachung ausgestattet sind. Im Fehlerfall lassen sie bestenfalls Gleichströme durch, schlimmstenfalls sperren sie in beide Richtungen und unterbrechen so den Schutzleiter.

Diese Infobox ist ein Auszug aus "Elektrik auf Yachten" von Michael Herrmann. Das hervorragende Fachbuch behandelt sämtliche Fragestellungen zum Thema Strom an Bord. Die aktuelle Ausgabe gibt es direkt beim Autor als E-Book (PDF).

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Trenntransformatoren und galvanische Isolatoren

Trenntransformatoren und galvanische Isolatoren sorgen dafür, den PE-Leiter im bordeigenen Wechselstrom-Netz von der Landerde zu trennen. Dadurch wird elektrolytischer Korrosion vorgebeugt, die im besten Fall die Opferanoden zersetzt und im schlimmsten Fall Welle und Propeller angreift (bzw. bei Schiffen aus Metall den Rumpf).

Trenntransformatoren sind teurer und aufwändiger. Dafür sind sie zuverlässiger und haben den Vorteil, dass sie ein polarisiertes Bordnetz ermöglichen, selbst wenn der Landstrom verpolt ist. Galvanische Isolatoren sind deutlich günstiger, haben aber die im Kasten unten beschriebenen Nachteile.

Expertenwissen: Trenntransformator

trenntransformator_prinzipSkLDa4lQ1IUHj

Transformatoren werden aus zwei Gründen eingesetzt: Zur galvanischen Trennung von Landstrom- und Bordnetz zwecks Vermeidung von elektrochemischer Korrosion und zur Polarisierung des Wechselstrombordnetzes. Sie bestehen aus einem Eisenkern, auf den – zählt man die Schirmwicklung mit – drei Spulen aus isoliertem Kupferdraht gewickelt sind. Fließt durch die Primärwicklung ein Wechselstrom, entsteht in der Spule ein alternierendes Magnetfeld. Dies wird durch den Eisenkern – der durch das Magnetfeld magnetisiert wird – in die Sekundärwicklung übertragen, in der es wiederum durch Induktion eine Spannung erzeugt. Das Verhältnis der Spannungen in Primär- und Sekundärwicklung entspricht dem Verhältnis der Windungszahlen. Sind diese gleich, ist die Spannung an der Sekundärseite gleich der an der Primärseite.

Trenntransformatoren sind mit einer Schirmwicklung versehen, damit bei einem Isolationsfehler der Primärwicklung keine Netzspannung auf den Kern oder die Sekundärwicklung übertragen werden kann. Die Schirmwicklung und der Kern werden mit dem landseitigen Schutzleiter verbunden. Der bordseitige Schutzleiter wird mit einem Pol der Sekundärwicklung verbunden, der somit zum Neutralleiteranschluss wird. So besteht keine Verbindung zwischen dem landseitigen und dem bordseitigen Schutzleiter.trenntransformator_anschluss

Expertenwissen: Galvanische Isolatorengalvanischer_isolator

Galvanische Isolatoren dürfen seit einigen Jahren eingesetzt werden, um eine gleichstrommäßige Trennung von Land- und Bordschutzleiter zu schaffen und somit die Gefahr von galvanischen Strömen – die elektrolytische Korrosion verursachen können – zu bannen. Sie bestehen aus zwei antiparallel geschalteten Dioden und sind somit für Wechselstrom in beide Richtungen durchlässig. Für kleine Gleichspannungen, die unter der Schleusenspannung der Dioden liegen (circa 1,6 bis 4 Volt), ist der Durchlass in beide Richtungen gesperrt. Galvanische Isolatoren müssen kurzzeitig einen Strom von 5.000 Ampere (im Falle eines Kurzschlusses) überstehen können. Es gibt jedoch zurzeit noch keine galvanischen Isolatoren, die mit einer adäquaten Funktionsüberwachung ausgestattet sind. Im Fehlerfall lassen sie bestenfalls Gleichströme durch, schlimmstenfalls sperren sie in beide Richtungen und unterbrechen so den Schutzleiter.

Diese Infobox ist ein Auszug aus "Elektrik auf Yachten" von Michael Herrmann. Das hervorragende Fachbuch behandelt sämtliche Fragestellungen zum Thema Strom an Bord. Die aktuelle Ausgabe gibt es direkt beim Autor als E-Book (PDF).

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