Een variac of variabele autotransformator is een transformator of autotransformator, waarvan de secundaire spanning continu instelbaar is gemaakt door middel van een sleepcontact.
Een variac zonder secundaire spoel kan beschouwd worden als de primaire spoel van een transformator. De meeste variacs (zeker de goedkoopste) zijn van dit type. De uitgang van zo’n variac is dus niet gescheiden van het net, er is geen enkele vorm van galvanische scheiding.
Er bestaan echter ook variacs met twee van elkaar gescheiden wikkelingen, een primaire en secundaire. Hierbij wordt de secundaire wikkeling geregeld. Een dergelijke variac is dus tevens scheidingstransformator.
Met zijn gewicht van ruim 10kg en een vermogen van maar liefst 3000Watt is de Variac TDGC2 3Kva de grootste uit zijn serie. Deze regelbare transformator is geschikt voor het zwaardere werk en dan ook een veel gebruikte wisselstroom voeding voor het testen van vermogenselektronica, deze variac is instelbaar van 0 tot maximaal 250 volt AC.
Een verouderde toepassing is als dimmer voor verlichting. Tegenwoordig worden daarvoor choppers gebruikt.
De uitgangsspanning is doorgaans instelbaar tussen 0 volt en 1,15 maal de ingangsspanning. Vaak is het instrument voorzien van eenvoudige meetinstrumenten voor de uitgangsspanning en -stroom. Het maakt niet uit of een variac een digitale of een analoge uitlezing heeft, want die metertjes zitten er bij hogere spanningen (240 V) soms wel meer dan 10 volt naast. Dus een voltmeter parallel op de variacuitgang is belangrijk.
Een variac kan voorzien zijn van een regelsysteem om het punt van aftakking zodanig te verplaatsen zodat de secundaire spanning constant blijft (en dus niet meer of minder afhankelijk is van de netspanning).
Een scheidingstransformator of scheidingstrafo is een transformator die galvanische scheidingen creëert tussen de primaire en secundaire wikkeling. Daardoor verminder het elektrocutie gevaar van het apparaat. Zo wordt deze o.a. gebruikt in geval van bijvoorbeeld boten die aansluiting vinden met stroomvoorzieningen aan de wal.
Andere benaming is ook wel veiligheidstransformator.
Scheidingstrafo
Een scheidingstrafo of voluit scheidingstransformator voorkomt het ontstaan van elektrolytische corrosie bij aansluiting op de walstroom. Een scheidingstrafo werkt als volgt.
Elektrolytische corrosie is het verschijnsel dat ontstaat door het natuurlijke potentiaal verschil (galvanische spanning) tussen verschillende metalen. Als twee van deze metalen zich in een geleidende vloeistof bevinden, zoals bij een boot, en elektrisch met elkaar verbonden zijn, zal er door de vloeistof een stroom gaan lopen. Hierbij wordt het ‘minst edele’ metaal aangetast.
Zeewater is een uitstekende geleider en veroorzaakt potentieel sterke corrosie. ‘Zoet’ water is echter ook geleidend dus ook in zoet water zal elektrolytische corrosie ontstaan.
Om aantasting van schroef, schroefas, afsluiters en andere metalen delen van een boot te voorkomen, worden zink anodes gemonteerd. Het minder edele zink wordt dan aangetast in plaats van de andere metalen delen.
Ook een stalen of aluminium scheepshuid kan ernstig worden aangetast.
Elektrolytische corrosie is te voorkomen door installatie van een scheidingstrafo. Uw boordnet is dan een volledig gescheiden elektrisch net met een eigen aarde en aardlekschakelaar. Een scheidingstrafo vervangt het gebruik van zink anodes niet overigens. Zink anodes zijn naast een scheidingstransformator nodig om te allen tijde – en zeker ook tijdens de vaart – aantasting te voorkomen van schroef, schroefas, afsluiters en andere metalen bootdelen.
Kortsluiting en de rol van de scheidingstrafo
Een walstroom aansluiting zonder aarde en aardlekschakelaar is levensgevaarlijk. Bij aansluiting van het schip op de walstroom dienen alle metalen delen verbonden te zijn met de aarddraad van de walaansluiting. De aardlekschakelaar onderbreekt dan de stroomvoorziening wanneer er een lekstroom of kortsluiting ontstaat naar de metalen delen van het schip. Zonder randaarde en aardlekschakelaar kunnen de boot en het water rond de boot onder spanning komen te staan als gevolg van kortsluiting of een lekstroom.
Juist door die aardverbinding met de wal en via eventuele walaansluitingen van andere boten, zal de elektrolytische corrosie echter sterk toenemen. Als gevolg daarvan kunnen vocht en elektrolytische potentialen ervoor zorgen dat de aardlekschakelaar veelvuldig of zelfs direct na verbinding met de walstroom in werking treedt. Dit zorgt voor onveilige en onwerkbare situaties.
De beste manier om optimale veiligheid in het elektrisch boordnet te garanderen is de installatie van een scheidingstransformator.
Zo werkt een scheidingstrafo
De scheidingstransformator draagt energie over aan het boordnet zonder rechtstreeks elektrisch contact met het walstroomnet. De elektriciteit wordt in een ringkern transformator omgezet in magnetisme om vervolgens weer te worden omgezet naar elektriciteit. De nulleiding van de secundaire zijde van de transformator is verbonden met de behuizing en de massa van het schip (alle metalen delen). Bij een eventuele elektrische storing zal een aardlekschakelaar of een zekering in werking treden.
Toepassingen
Scheerstopcontact inbouw RSD 1
De scheidingstrafo wordt onder andere gebruikt in reparatiewerkplaatsen en elektrotechnische laboratoria als het te testen apparaat zelf niet is uitgerust met een voedingstrafo (zoals veel geschakelde voedingen en televisietoestellen). Tijdens het foutzoeken of het ontwikkelen van zo’n apparaat, kan dan toch worden getest of gemeten met apparatuur die ook is aangesloten op het lichtnet. De scheidingstransformator vermindert bij deze toepassing het elektrocutiegevaar voor het betrokken personeel en voorkomt het ontstaan van stoorstromen en aardlussen. De secundaire zijde is in dit geval het beschermde circuit.
Een tweede toepassing van een scheidingstrafo is het voorkomen van ongewenste stromen aan de primaire zijde als gevolg van foutsituaties die aan de secundaire zijde optreden, bijvoorbeeld als gevolg van een secundair ingebrachte vreemde spanning die buiten beveiligingsbereik van de installatie aan de primaire zijde ligt. Dit probleem doet zich onder andere voor bij de voeding voor elektrische tractie zoals die voor het spoorwegbedrijf gebruikt wordt. Als een bovenleiding, die in Nederland 1800 volt gelijkspanning voert, breekt en bijvoorbeeld een op het normale net aangesloten camera raakt, kan zonder tussenschakeling van een scheidingstrafo als gevolg van doorslag en zeer grote overstromen een zeer gevaarlijke situatie in het voedende net van de camera ontstaan. De primaire zijde is in dit geval het beschermde circuit.
Een derde toepassing is in de scheepvaart. Metalen scheepsrompen (staal, aluminium) kunnen last hebben van extreme galvanische corrosie door een potentiaalverschil tussen de scheepsaarde (de scheepsromp) en de walaarde, ook doordat de aardgeleider het schip verbindt met andere schepen of met een stalen damwand. In deze situatie wordt een scheidingstransformator toegepast om een boordaarde te maken die niet verbonden is met de walaarde. Daarvoor wordt een van de secundaire aansluitingen verbonden met de scheepsromp, net zoals aan de wal ook de nul met aarde verbonden wordt in een transformatorhuisje. Op het schip wordt zo een vergelijkbare situatie gecreëerd als aan de wal. Nadat de secundaire aansluiting geaard is, worden er net als aan de wal aardlekschakelaars en zekeringautomaten toegepast. Een aardlekschakelaar werkt nu doordat de nul aan de scheepsromp is gekoppeld vóór de aardlekschakelaar. Er kunnen nu geen aardstromen lopen via de walaarde naar andere schepen of naar een stalen damwand. Vanzelfsprekend wordt in deze toepassing de walaarde niet aangesloten.
Een vierde toepassing is in zogenaamde “besloten ruimten”: tanks, vaten en leidingen waarvan de vloeren en wanden geheel of gedeeltelijk uit geleidend materiaal bestaan. Bij het betreden van zo’n ruimte met elektrische kabels en arbeidsmiddelen zou elektrocutiegevaar ontstaan bij de eerste de beste isolatiefout. Daarom wordt in zo’n ruimte gebruik gemaakt van een veilige spanning (max. 50 V wisselspanning of 120 V gelijkspanning) en, in gevallen waar dit niet mogelijk of niet gewenst is, een speciaal voor dit doel vervaardigde scheidingstransformator waarmee binnen de ruimte een zwevend net wordt gecreëerd.
Een huiselijke toepassing is de scheercontactdoos, dat is een stopcontact met ingebouwde scheidingstrafo. Om veiligheidsredenen mogen er geen stopcontacten in zones 0, 1 en 2 van badkamers worden aangebracht, terwijl veel mensen zich in de badkamer willen scheren. Een scheidingstransformator biedt daar uitkomst. Een bijkomend voordeel is dat zo een stopcontact probleemloos meerdere spanningen kan geven, wat een voordeel is op plaatsen waar veel buitenlanders komen, bijvoorbeeld in hotels. In zone 3 van een badkamer mag wel een stopcontact worden aangebracht, voor bijvoorbeeld een haardroger, mits dit stopcontact in de groepenkast een eigen aardlekschakelaar heeft.
Er bestaan schakelingen die rechtstreeks met de 230 V netspanning zijn verbonden. In dit artikel bespreken wij hoe u ook aan deze schakelingen veilig kunt werken.
Achtergrondinformatie: Waar zit het gevaar?
De elektrische weerstand van uw lichaam
Het menselijk lichaam heeft een bepaalde elektrische weerstand. Als u dus een spanningsverschil tussen twee plaatsen op uw lichaam aanbrengt, bijvoorbeeld door het met beide handen vastpakken van twee spanning voerende draden, dan zal er door uw lichaam een bepaalde stroom gaan lopen. De grootte van deze stroom is afhankelijk van de waarde van het spanningsverschil en van de grootte van uw lichaamsweerstand. Deze laatste grootheid is niet exact te definiëren, omdat deze van een aantal factoren afhankelijk is zoals:
– De vochtigheidsgraad van uw huid.
– De plaatselijke beharing van uw huid.
– De dikte van uw huid.
– De grootte van het huidoppervlak dat contact maakt met de draden.
– De afstand tussen de twee huidpunten die met de spanningen contact maken.
In droge toestand kan de huidweerstand van een mens meer dan 30 kΩ bedragen. Bij een doornatte huid neemt deze weerstand soms af tot minder dan 500 Ω.
Elektrische stroom kan gevaarlijk zijn
Uw spieren werken dank zij uiterst lage elektrische spanningen die via uw zenuwen worden aangevoerd. Het is dus logisch dat uw lichaam extreem gevoelig is voor elektriciteit. Niet de spanning is hierbij de gevaarlijke grootheid, maar de stroom die deze spanning tot gevolg heeft. Uiteraard zijn hier geen exacte gegevens over te noteren, want de ene persoon is gevoeliger voor elektrische stroom dan de andere. Tóch worden de onderstaande waarden algemeen gekoppeld aan de beschreven menselijke reacties:
Stromen kleiner dan 0,5 mA
De meeste mensen voelen dit niet. Stromen van 0,5 mA tot 2,0 mA
Deze wekken een prikkelend gevoel op (de laagste waarde) tot een schrikreactie (de hoogste waarde). Dit laatste kan al onrechtstreeks gevaarlijk zijn omdat die schrikreactie bijvoorbeeld tot gevolg heeft dat u van een ladder valt. Stromen van 2,0 mA tot 10,0 mA
Pijnlijke spierkrampen in uw handen en armen. Er treedt een lichte mate van spierverstijving op, maar u bent nog wel in staat uw spieren zélf te controleren, zodat u de spanning voerende geleiders nog kunt loslaten. Stromen van 10 mA tot 25 mA
Volledige spiercontracties, u blijft ‘aan de draden plakken’. De stroom blijft dus continu door uw lichaam vloeien met ademhalingsstoornissen en bewusteloosheid tot gevolg. Stromen van 25 mA tot 50 mA
De spiercontracties zullen zich uitbreiden tot uw borst- en hartspieren, met ademhalingsverlamming en hartkamer fibrillatie tot gevolg. Uw hersenen komen snel zonder zuurstof te zitten met alle gevolgen van dien. Stromen van 50 mA tot 1.000 mA
Onmiddellijk volledig uitvallen van uw hartfuncties met de dood tot gevolg. Uw huid begint te verbranden als gevolg van het door de stroom gegenereerde thermische vermogen in uw huidweerstand. Stromen groter dan 1.000 mA
Zeer ernstige brandwonden, zowel inwendig als op de huid. Uw lichaamsvloeistoffen beginnen te koken. Onmiddellijke dood als gevolg van een groot aantal factoren die uw lichaamsfuncties volledig ontregelen.
Wat is een absoluut veilige spanning?
Ook dat is moeilijk precies te definiëren. Algemeen wordt wisselspanning aanraak veilig geacht tot slechts 50 V. Voor gelijkspanning bedraagt deze waarde 120 V. Deze spanningen zijn in Nederland gedefinieerd als aanraak veilig in het normblad NEN 3140. Lees verder → Bericht ID 7113
Om de beste ervaringen te bieden, gebruiken wij technologieën zoals cookies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen. Door in te stemmen met deze technologieën kunnen wij gegevens zoals surfgedrag of unieke ID's op deze site verwerken. Als je geen toestemming geeft of uw toestemming intrekt, kan dit een nadelige invloed hebben op bepaalde functies en mogelijkheden.
Functioneel
Altijd actief
De technische opslag of toegang is strikt noodzakelijk voor het legitieme doel het gebruik mogelijk te maken van een specifieke dienst waarom de abonnee of gebruiker uitdrukkelijk heeft gevraagd, of met als enig doel de uitvoering van de transmissie van een communicatie over een elektronisch communicatienetwerk.
Voorkeuren
De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
Statistieken
De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt.De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door je Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
Marketing
De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.
