Labortrenntrafos heißen ausgesprochen Labortrenntransformatoren. Sie werden als Vorschalt-Transformatoren bei Entwicklungs-, Service- oder Reparaturarbeiten an elektronischen Schaltungen eingesetzt.
Die Hauptfunktion von Labortrenntrafos ist die Schutztrennung zwischen Leistungsnetz und Ausgangsstromkreis. Sie sollen ungewollte Erdschleifen verhindern und dadurch die Gefahr von schweren Stromschlägen eindämmen.
Einstellbare Labor-Trenntransformatoren finden vielseitige Anwendung in elektronischen Laboren, da sie regelbare Ausgangsspannungen für Schulungszwecke oder Experimente in elektronischen Entwicklungsabteilungen erzeugen können.
Reparaturen unter Spannung dürfen nur mithilfe eines Trenntransformators erfolgen. Hier kommen die sogenannten Labor-Trenntrafos zum Einsatz. Sie werden zwischen die Stromquelle und den Reparaturschaltkreis eingesteckt.
Labor-Trenntransformatoren haben zwei Wicklungen, von denen die erste Wicklung mit dem Stromnetz verbunden und geerdet ist. Die zweite Wicklung des Transformators hingegen ist potentialfrei. Der Ausgangsstromkreis wird an der zweiten Wicklung angeschlossen. In diesen Stromkreis hinter dem Labortrenntrafo können elektronische Komponenten und Geräte zu Prüfzwecken angeschlossen werden.
Die Funktion von Labor-Trenntrafos ist eine Schutztrennung: Sie verhindern durch die Erdung des Leistungsnetzes und die galvanische Trennung zum Arbeitsstromkreis die Gefahr von Stromschlägen, bei denen die Erdung der Netzspannung durch den Anwender oder empfindliche elektronische Komponenten erfolgt.
Wichtig: Ein Labor-Trenntransformator muss immer eine höhere Leistung als das angeschlossene Gerät aufweisen. Außerdem darf der Ausgangsstrom die zulässigen Werte bei allen angeschlossenen Bauteilen nicht übersteigen.
Durch die Trennung vom Netzpotential eignet sich der Ausgangsstromkreis hinter dem Labortrenntrafo für Prüfungen. Hier können elektronische Messungen unter Laborbedingungen durchgeführt werden, da die Ergebnisse nicht verzerrt werden.
Messungen am Labor-Trenntrafo werden sowohl in elektronischen Entwicklungsabteilungen als auch zu Service- und Reparaturzwecken vorgenommen. Beispielsweise kann nach einem Eingriff an einem elektronischen Gerät mithilfe eines Labortrenntrafos durchgemessen werden, ob die Reparatur den gewünschten Erfolg hatte.
Praxiswissen: Warum können am Ausgang von Labortrenntrafos keine Konturenstecker mit Schutzleiter eingesteckt werden?
Eigentlich logisch. Auch wenn Sie einen Kaltgeräte-Stecker mit Schutzleiter an einen Labortrenntrafo anschließen, ist der Schutzleiter nicht angeschlossen. Denn: Die Funktion eines Labor-Trenntrafos besteht darin, nur den Primärstromkreis der Netzversorgung zu erden, während der Sekundärstromkreis potentialfrei gehalten wird. Entsprechend darf keiner der Verbraucher im Prüfstromkreis einen Schutzleiter für die Erdung haben, sonst ist die Schutztrennung des gesamten Labortrenntrafos als Hauptfunktion nicht mehr gewährleistet.
Labortrenntrafos werden in zwei Hauptgruppen unterteilt: Es gibt Labor-Trenntrafos mit Festspannung und einstellbare Labor-Trenntrafos (Regel-Trafos). Diese unterscheiden sich bezüglich der Ausgangsspannung im Sekundärstromkreis.
Labor-Trenntrafos mit Festspannung
Labortrenntrafos mit Festspannung haben als Eingangsspannung den gleichen Spannungswert wie bei der Ausgangsspannung. Ihre Hauptfunktion ist die galvanische Trennung zwischen Primärstromkreis und Sekundärstromkreis.
Einige Modelle haben zudem Schutzfunktionen gegen Überlast, Kurzschluss und Überhitzung. Sie werden bei der Elektroinstallation zum Überprüfen von elektronischen Komponenten verwendet.
Labor-Trenntrafos mit einstellbarer Ausgangsspannung (Regel-Trafos)
Bei Labortrenntrafos mit einstellbarer Ausgangsspannung kann Spannung am Eingang in verschiedene Ausgangsspannungen umgeformt werden. Für die Regelung gibt es entweder mehrere fest-vorgegebene Spannungsangaben in Volt oder einen stufenlosen Drehregler, an dem die gewünschte Ausgangsspannung eingestellt werden kann. Vorschalt-Trenntransformatoren mit regelbarer Ausgangsspannung werden auch als Regel-Trenntrafos oder kurz Regel-Trafos bezeichnet.
Regel-Trenntrafos werden in elektrischen Laboren zu Schulungs- und Entwicklungszwecken genutzt, denn anhand der veränderlichen Spannungswerte lassen sich diverse Abhängigkeiten elektronischer Parameter untereinander demonstrieren.
Insbesondere bei regelbaren Labortrenntrafos gibt es verschiedene Arten, die aktuelle Ausgangsspannung und andere Parameter abzulesen.
Analoge und digitale Anzeigen an einstellbaren Trenntrafos unterscheiden sich wie folgt:
Analoge Anzeige: Bei analogen Anzeigen werden die Einstellungen mit einem Zeiger auf einer Skala dargestellt.
- Digitale Anzeige: Digitale Displays mit Ziffern und Graphen kommen heutzutage wesentlich häufiger zum Einsatz als ihre analogen Vorgänger.
Unser Praxistipp
Bei der Auswahl einer passenden Anzeigeart ist eine integrierte Hintergrundbeleuchtung praktisch, wenn Sie den Labor-Trenntrafo auch in dunklen Bereichen nutzen wollen.
Erweiterte Sicherheitsfunktionen an Labor-Trenntrafos werden je nach Einsatzzweck benötigt. Dazu zählen:
Überlastschutz
Überhitzungsschutz
Schutz vor Kurzschluss
bei Bedarf eine Einschaltstrombegrenzung.
Bei mobilen Vorschalt-Trafos bestehen erhöhte Anforderungen bezüglich:
Feuchtigkeitsschutz (zum Beispiel durch Steckdosen-Schutzabdeckung)
- Schutzarten für den Personenschutz (IP-Codes)
Zudem empfiehlt sich bei portablen Trenn-Trafos ein Tragegriff oder eine entsprechende Schutztasche für die Erleichterung von Transporten, da die Geräte mehrere Kilogramm Gewicht auf die Waage bringen.
Bei stationären Einsätzen von Vorschalt-Trenntrafos in elektronischen Werkstätten erweisen sich Bedienschalter und Einsteckplätze an der Front sowie die Führung des Netzkabels für die Stromversorgung nach hinten als praktisch. Sie erleichtern die platzsparende Anpassung des Geräts in eine vorhandene Messlandschaft. Einige Modelle bieten mit standardisierten Haltevorrichtungen die Möglichkeit der Rack-Montage, die als Anordnung im industriellen Bereich und bei fortgeschrittenen Elektroniklaboren gern angewandt wird.
Für den gewerblichen Einsatz von Trenntransformatoren ist häufig die Möglichkeit der Kalibrierung vorgeschrieben, um insbesondere regelbare Vorschalt-Trenntrafos regelmäßig warten zu können. Einige der angebotenen Geräte sind mit einer ISO-Zertifizierung ausgezeichnet.
Sicherheitshinweis: Labor-Trenntransformatoren sind kein Spielzeug für Laien-Experimente
Laien-Experimente mit Trenntransformatoren sind aus gutem Grund untersagt, denn bei unsachgemäßer Anwendung können erhebliche Personen- und Materialschäden drohen.
Überlassen Sie Prüfungen mit Vorschalt-Trenntrafos immer ausgebildeten Fachkräften mit elektrotechnischen Kenntnissen. Die Kosten für Servicetechniker und Reparaturwerkstätten sind gut investiert im Vergleich zu den Schäden, die der leichtfertige Fehlgebrauch eines Labor-Trenntrafos nach sich ziehen kann.
Hier nur ein Beispiel:
Unter schlechten Umständen kann die Erdung der vollen Netzspannung trotz Labortrenntrafo durch den Anwender erfolgen, wenn zwei Punkte im Arbeitsstromkreis gleichzeitig berührt werden. Dann sucht sich der Strom zum Schließen der Erdungsschleife (Brummschleife) den einfachsten Weg, eventuell durch den Körper des Anwenders hindurch – Lebensgefahr!
Fazit: Labortrenntrafos sollten nur von ausgebildetem Fachpersonal der Elektrotechnik bedient werden!