Separacja elektryczna (§413.3) — transformator separacyjny jako środek ochrony bez uziemienia

W przewodniku §411 (uziemienie ochronne) omówiono najbardziej powszechny środek ochrony: przewód ochronny w połączeniu z samoczynnym wyłączeniem zasilania. W przewodniku §414 (SELV/PELV/FELV) omówiono drugi środek: obniżone napięcie, które ogranicza ryzyko porażenia prądem. §413.3 opisuje trzeci, mniej znany środek: separację elektryczną — w której napięcie nie jest obniżane, lecz sam obwód jest całkowicie izolowany od ziemi.

Zasada: brak zamkniętego obwodu prądu zakłóceniowego

W zwykłej, uziemionej instalacji pojedyncze uszkodzenie — przypadkowe dotknięcie przewodu czynnego do uziemionej części metalowej — tworzy zamknięty obwód: prąd zakłóceniowy wraca do źródła przez system uziemienia, i to właśnie ten prąd powoduje zadziałanie zabezpieczenia (lub, bez zabezpieczenia, tworzy niebezpieczne napięcie dotykowe).

Przy separacji elektrycznej obwód wtórny transformatora separacyjnego (ze wzmocnioną lub podwójną izolacją między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym) jest całkowicie izolowany od ziemi. Jeśli w takim obwodzie jeden przewód czynny dotknie uziemionej części, nie powstaje zamknięty obwód prądu — brak bowiem połączenia między obwodem wtórnym a ziemią, które mogłoby zamknąć obwód. Pojedyncze uszkodzenie samo w sobie nie ma zatem niebezpiecznych konsekwencji.

Uwaga: to zasadniczo inny mechanizm niż w SELV/PELV. W SELV/PELV czynnikiem bezpieczeństwa jest obniżone napięcie — napięcie dotykowe, na przykład 25 V, zwykle nie jest niebezpieczne, mimo że zamknięty obwód mimo to istnieje. Przy separacji elektrycznej czynnikiem bezpieczeństwa jest brak zamkniętego obwodu — napięcie po stronie wtórnej może przy tym, w przeciwieństwie do SELV/PELV, pozostać normalnym napięciem roboczym (np. 230 V).

Dlaczego podstawową zasadą jest jeden odbiornik na obwód

Klasyczne wykonanie separacji elektrycznej zasila jedno jedyne urządzenie z jednego uzwojenia wtórnego. Powód: gdy tylko do jednego separowanego uzwojenia wtórnego podłączone są dwa lub więcej urządzeń, podwójne uszkodzenie (u każdego urządzenia osobno powstaje uszkodzenie na jego własną obudowę) może mimo to wytworzyć niebezpieczne napięcie dotykowe między dwiema obudowami — zwłaszcza jeśli te obudowy są dla siebie dostępne lub połączone. Dlatego zasilanie kilku urządzeń z jednego transformatora separacyjnego wymaga dodatkowych warunków (np. nieuziemionego dodatkowego połączenia wyrównawczego między wszystkimi dostępnymi częściami przewodzącymi tych urządzeń oraz kontroli stanu izolacji) — jest to wyjątek od zasady głównej, a nie jej zastąpienie.

Gdzie stosuje się to w praktyce

• Przenośne transformatory separacyjne dla narzędzi ręcznych na placu budowy to znane zastosowanie praktyczne — zob. też przewodnik §704 (place budowy) dla szerszego kontekstu środków ochrony na placu budowy.
• Gniazda golarkowe w łazienkach (z wbudowanym niewielkim transformatorem separacyjnym) to utrwalone zastosowanie tej samej zasady: bez obniżenia napięcia, ale z galwanicznie separowanym obwodem bez połączenia z ziemią.

Znaczenie praktyczne

Przy ocenie instalacji z transformatorem separacyjnym należy najpierw ustalić, jaka zasada jest rzeczywiście stosowana: separacja elektryczna (§413.3, napięcie normalne, obwód wtórny nieuziemiony) czy SELV/PELV (§414, napięcie obniżone)? Następnie należy sprawdzić, czy przestrzegana jest zasada "jeden odbiornik na uzwojenie wtórne" oraz czy strona wtórna nie została mimo wszystko przypadkowo połączona z ziemią — ponieważ to całkowicie unieważniłoby cały środek ochrony.

Typowe błędy

1. Mylenie separacji elektrycznej z SELV/PELV — założenie, że transformator separacyjny zawsze dostarcza obniżone napięcie, podczas gdy przy separacji elektrycznej napięcie wtórne może pozostać na poziomie 230 V.
2. Uziemienie jednak jednego z przewodów "separowanego" obwodu wtórnego — usuwa to właśnie ten mechanizm (brak zamkniętego obwodu), który zapewnia ochronę, faktycznie zamieniając obwód w zwykły obwód uziemiony bez odpowiednich urządzeń samoczynnego wyłączenia.
3. Podłączanie kilku urządzeń do jednego transformatora separacyjnego bez dodatkowych warunków (połączenia wyrównawcze między obudowami, kontrola stanu izolacji), które w tym przypadku obowiązują.
4. Nigdy niesprawdzanie rezystancji izolacji obwodu separowanego — stopniowo pogarszająca się izolacja może niezauważalnie osłabiać ochronę, dopóki nie wystąpi drugie uszkodzenie.

Powiązane

• §411 — Uziemienie ochronne (PE)
• §414 — SELV, PELV i FELV
• §704 — Place budowy