Galvanische Trennung

Die galvanische Trennung ist ein Begriff im Bereich der Elektrotechnik und beschreibt das Vermeiden von elektrischer Leitung zwischen zwei Stromkreisen, die dennoch Signale austauschen müssen. Einfach erklärt ist es eine elektronische Trennung zwischen zwei leitfähigen Gegenständen. Diese können zum Beispiel zwei verschiedene Stromkreise sein. Es gibt verschiedene Bauteile, welche eine galvanische Trennung ermöglichen können. Hierbei ist das bekannteste ein Transformator oder ein Übertrager. Der Kopplungsmechanismus arbeitet hierbei über ein Magnetfeld.

Funktionsweise der galvanischen Trennung

Die galvanische Trennung wird in verschiedenen technischen Bereichen eingesetzt. Unter anderem sind verschiedene Bauteile wie Transformatoren, Kondensatoren, Optokoppler oder Relais davon betroffen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten Bauteile galvanisch zu trennen. Hierbei wird hauptsächlich durch Induktion, Influenz, Strahlung oder durch einen potentialfreien Kontakt galvanisch getrennt.
Die Trennung durch Induktion wird induktive Trennung genannt. Bei einer induktiven Trennung werden Trenntransformatoren oder Übertrager benötigt. Beim Einsatz von Trenntransformatoren kann während der Übertragung von Wechselspannungen gleichzeitig eine galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärstromkreis geschaffen werden.
Die galvanische Trennung durch Kondensatoren wird kapazitive Trennung genannt. Bei Kondensatoren funktioniert die elektrische Trennung anhand von Kopplung durch ein elektrisches Feld. Kondensatoren können aufgrund von Ladungsverschiebungen Wechselgrößen passieren lassen und Gleichgrößen aufhalten.
Die galvanische Trennung durch einen Optokoppler wird optoelektronische Trennung genannt. Diese Art der Trennung kommt hauptsächlich bei digitalen Signalen zum Einsatz. Gleichspanungssignale werden also über eine Lichtleitung übertragen. Hierbei leitet eine Sendediode das Signal an einen Empfangstransistor.

Wann ist die galvanische Trennung notwendig?

Eine Galvanische Trennung ist also notwendig, wenn zwei Stromkreise mit Spannung aufeinander wirken sollen, die Bezugspotentiale der Spannung jedoch getrennt sind.

Anwendungsbereiche der galvanischen Trennung

Die galvanische Trennung hat einen vielseitigen Einsatzbereich. Zum einen wird sie zur Sicherheit bei elektrischen Spielzeugen eingesetzt, allen netzbetriebenen Kleinspannungen sowie medizinischen Geräte. Im Weiteren wird sie bei messtechnischen Instrumenten eingesetzt, zum Beispiel bei der Spannungsversorgung von Messgeräten und dessen Stromkreis. Im Weiteren wird galvanisch getrennt, um Brummschleifen oder elektromagnetische Störungen zu verhindern. Letztendlich ist die galvanische Trennung ebenfalls bei einer Datenfernübertragung auf den Hochspannungsleitungen und zum Schutz vor elektromagnetischen Pulsen erforderlich. Des Weiteren wird sie aus Sicherheitsgründen eingesetzt, um berührbare Teile von Stromkreisen mit Lebensgefährlichen Spannungen zu trennen.

Galvanische Trennung bei Transformatoren

Transformatoren gehören bei der galvanischen Trennung zu den wichtigsten Bauteilen. Der Kopplungsmechanismus geht hier über ein Magnetfeld. Die Stromkreise sind galvanisch getrennt, weil die Primärwicklung und die Sekundärwicklung des Transformators nicht miteinander verbunden sind, hier liegt eine galvanische Entkopplung vor. Hingegen liegt bei Spartransformatoren eine galvanische Verbindung vor, da ein Teil der Sekundärwicklung aus einem Abgriff der Primärwicklung entsteht.