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Trasformatori di isolamento

ll trasformatore di isolamento trova larghe applicazioni in svariati ambienti dove è richiesta un’ ulteriore protezione dai contatti indiretti: in ambienti ospedalieri, soprattutto nelle sale operatorie munite di apparecchiature elettriche che interagiscono con i pazienti ma anche in tutte le situazioni in cui si rende necessario un isolamento galvanico dalla rete ed in tutte le altre esigenze di protezione e isolamento da disturbi provenienti e/o diretti verso la rete. Nei ripetitori rado televisivi ad esempio l'uso di trasformatori di isolamento è richiesto dal fornitore del servizio per evitare che eventuali picchi di tensione captati dalle antenne in seguito ad eventi di fulminazione possano ritornare verso la rete elettrica. In tutti i sistemi di protezione da scariche atmosferiche anche domestiche in cui vengono usati sistemi di protezione passivi (captatori, scaricatori, punte di terra e sistemi equipotenziali) il trasformatore di isolamento contribuisce ad una protezione completa dei sistemi e talvolta è addirittura integrato da un gruppo di continuità che ha il compito di livellare eventuali sbalzi di tensione garantendo allo stesso tempo una riserva di energia in caso di black out elettrico.

Il trasformatore di isolamento in base agli utilizzi a cui è destinato deve essere calcolato in base all'assorbimento  ed alla tensione, normalmente il rapporto spire è di 1:1 e ne esistono sia monofase che trifase; il secondario è solitamente leggermente sovradimensionato per compensare le eventuali perdite. Nell'applicazione di tale dispositivo si deve tenere conto di un minimo di autoconsumo di inserzione a causa delle perdite magnetiche nel traferro, queste perdite diminuiscono in funzione diretta dell'aumento di qualità nella costruzione e nei componenti della macchina statica.

Riportiamo per completezza alcuni parametri legati ai trasformatori di isolamento.

CLASSIFICAZIONE DEI TRASFORMATORI

Molti dei parametri di funzionamento dei trasformatori si trovano nei dati di targa che devono essere riportati su apposita taerghetta apposta sul corpo del trasformaore stesso; i dati principali relativamente alle caratteristiche costruttive sono:

 potenza nominale (in VA o kVA);tensione nominale primaria (in V) tensione nominale secondaria (in V); frequenza nominale (in Hz); il segno grafico indicante la funzione del trasformatore; il nome del costruttore o il marchio di fabbrica; la temperatura ambiente nominale massima (ta) solo se diversa da 25°C.

I trasformatori vengono suddivisi in:

  • trasformatore di isolamento:
    trasformatore i cui avvolgimenti primario e secondario sono elettricamente separati. La tensione secondaria a vuoto non può superare i 500V; potenza nominale non superiore a 25 kVA se monofase, 40 kVA se trifase;
  • trasformatore di sicurezza:
    trasformatore con analoghe caratteristiche di isolamento come quello di isolamento, ma la cui tensione secondaria a vuoto non sia superiore a 50 V; potenza nominale limitata a 10 kVA se monofase, 16 kVA se trifase.

Indipendentemente dal tipo di trasformatore, vengono definite 3 classi di trasformatori, a seconda delle modalità di isolamento:

  • isolamento fondamentale:
    corrisponde a quello di base tra le parti in tensione;
  • isolamento supplementare:
    rappresenta un ulteriore isolamento indipendente da quello fondamentale;
  • isolamento rinforzato:
    sistema di isolamento tale da assicurare un grado di protezione equivalente ad un doppio isolamento.

La norma poi distingue tra trasformatori resistenti al cortocircuito (per costruzione o per protezione incorporata) e trasformatori non resistenti al cortocircuito. In funzione di queste caratteristiche di isolamento le 3 classi risultano:

  • trasformatore di classe I:
    la protezione dal contatti diretti e indiretti non si basa soltanto sull’isolamento fondamentale, ma anche sul collegamento delle parti conduttrici accessibili ad un conduttore di protezione messo a terra;
  • trasformatore di classe II:
    la protezione contro i contatti diretti e indiretti di basa sul doppio isolamento o su quello rinforzato;
  • trasformatore di classe III:
    è un trasformatore nel quale la protezione contro i contatti diretti e indiretti si basa su di una alimentazione non superiore a 50 V.

Sotto l’aspetto della tenuta al cortocircuito si distinguono i seguenti 3 tipi fondamentali:

  • non resistente al cortocircuito:
    il trasformatore non sopporta la corrente di cortocircuito;
  • a prova di guasto:
    il trasformatore non sopporta la corrente di cortocircuito nel senso che si possono bruciare gli avvolgimenti; particolari provvedimenti impediscono che si possano produrre contatti tra primario e secondario anche ad avvolgimenti bruciati;
  • resistente al cortocircuito:
    la corrente di cortocircuito è limitata dall’impedenza Z o da altri dispositivi elettronici.
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