Transformator de izolație galvanică Victron sau izolator galvanic?

Răspunsul rapid

• Un transformator de izolație galvanică Victron desparte complet instalația bărcii de rețeaua de la mal, inclusiv de firul de pământ prin care pornește coroziunea la ponton. Victron îl dă drept cea mai bună soluție, fiindcă oprește coroziunea și păstrează protecția la electrocutare.

• Cauza e firul de pământ al prizei de mal. El leagă piesele scufundate ale bărcii de celelalte bărci și de metalul portului, iar anozii de sacrificiu, piesele de zinc sau aluminiu care se consumă ca să protejeze restul, lucrează și pentru vecini. Se întâmplă și la o barcă din fibră de sticlă, pentru că axul și elicea ei stau în apă.

• Firul de pământ nu se taie: fără el, la un defect pe o piesă metalică nu mai declanșează nici siguranța, nici diferențialul, protecția la curenții de scurgere.

• Regula de decizie: izolatorul galvanic, un bloc cu diode pe firul de pământ, e varianta ușoară și mai ieftină, dar oprește doar tensiunile continue sub circa 1,4 V. Transformatorul îl alegi când barca stă mult la priza de mal, are aluminiu sau oțel în apă ori îți trebuie și 115 V.

• Puterea o decide priza: modelul de 2.500 W dă 11 A la 230 V, cel de 4.500 W dă 19 A, iar cel de 8.000 W, doar pentru 230 V, dă 35 A. După transformator, nulul ieșirii se leagă la pământul bărcii, pe ieșire urmează un diferențial, iar montajul îl face un electrician autorizat.

Coroziunea galvanică la priza de mal: anozii tăi protejează și alte bărci

Prin firul de pământ al prizei de mal, piesele scufundate ale bărcii tale intră în aceeași pilă cu celelalte bărci conectate și cu metalul portului. Anozii tăi ajung astfel să se consume și pentru vecini. Coroziunea galvanică e o pilă: două metale diferite, legate electric și scufundate în același lichid conductor, schimbă curent între ele, iar metalul mai activ se dizolvă, în timp ce cel mai nobil rămâne protejat. Apa de mare conduce bine, iar apa dulce mai slab, dar întreține și ea fenomenul.

Fără priza de mal, zincul se consumă doar pentru propria barcă, de pildă în locul elicei de bronz. La ponton, conductorul de protecție (PE, firul galben-verde din cablu) leagă aceleași piese de pământul rețelei, la care sunt legate și celelalte bărci conectate și structurile metalice ale portului.

Valorile sunt orientative, din seria galvanică în apă de mare, față de un electrod de referință argint/clorură de argint. Între zinc și oțel sunt circa 0,3-0,4 V, iar între zinc și bronz circa 0,6-0,75 V. E destul ca anodul tău să lucreze pentru coca de oțel a altei bărci sau pentru piloții cheului. Nici bărcile din fibră de sticlă nu scapă, notează Victron: axul și elicea stau în apă.

Pe același fir pot intra și curenți vagabonzi, adică curent continuu scăpat din instalațiile defecte ale altor bărci sau ale portului. Ei ies din barcă în apă prin piesele scufundate, iar metalul se dizolvă în punctul de ieșire, adesea mult mai repede decât în pila galvanică: e coroziunea electrolitică. Anozii rămân necesari și cu transformator, care taie doar drumul prin firul de la mal, nu și perechile dintre metalele propriei bărci.

De ce nu tai pur și simplu firul de pământ

Firul de pământ al cablului de mal nu se deconectează, pentru că fără el un defect de izolație de la bord nu mai declanșează nicio protecție. Manualele transformatoarelor Victron numesc ideea extrem de periculoasă. Cu doar faza și nulul la bord, la un scurtcircuit pe o piesă metalică nu mai lucrează nici siguranța, nici diferențialul (RCD; în manuale, GFCI), care taie alimentarea când curentul ia alt drum. Coca, motorul sau o balustradă pot rămâne sub tensiune, iar curentul se poate scurge prin apă.

Curentul din apă e periculos și pentru oameni. Apa dulce conduce mult mai slab decât corpul uman, deci un înotător aflat lângă o barcă sau un ponton cu defect poate deveni drumul curentului. Accidentele de acest fel se numesc electric shock drowning, înec provocat de șoc electric. Nu înota lângă bărcile legate la priza de mal. Transformatorul de izolare face ca defectele propriei bărci să se închidă prin el, nu prin apă, dar nu te apără de ale vecinilor din port.

Izolator galvanic sau transformator de izolare: ce oprește fiecare

Izolatorul galvanic oprește doar tensiunile mici de pe firul de pământ și îl lasă legat la mal, iar transformatorul de izolare taie orice legătură electrică între mal și barcă. După manualele Victron, transformatorul face inutile izolatoarele galvanice și alarmele de polaritate.

Izolatorul galvanic (la Victron, seria VDI) se montează pe conductorul de protecție, imediat după intrarea de 230 V a bărcii. În interior are diode legate antiparalel, care conduc în ambele sensuri, dar abia peste circa 1,4 V în curent continuu. Diferențele galvanice dintre metale rămân sub prag, iar la un defect de 230 V diodele conduc și diferențialul taie circuitul.

Din același principiu decurg și limitele izolatorului. Un curent vagabond care urcă tensiunea pe fir peste prag trece și el prin diode. O legătură la pământul bărcii făcută înaintea izolatorului îl ocolește, ceea ce, avertizează manualul VDI, îl face ineficient. Blocul e turnat etanș (IP67), iar fișa lui nu prevede niciun indicator de stare, deci rămâne ca electricianul să-l verifice periodic. Modelele VDI-16, VDI-32 și VDI-64 (16, 32 și 64 A, 1-3,2 kg) se montează pe verticală, cu 10 cm liberi, fiindcă se încălzesc când conduc un curent de defect.

Transformatorul de izolare (numit și de izolație galvanică sau de separare) primește rețeaua de la mal pe înfășurarea primară și alimentează barca din cea secundară, prin câmp magnetic, fără legătură electrică între ele. Conductorul de protecție de la mal se oprește la borna lui de intrare, iar la bord pământul bărcii se leagă la nulul ieșirii, deci diferențialul lucrează normal.

Izolatorul galvanic nu e același lucru cu izolatoarele de baterii Argodiode sau Argofet, care împart curentul alternatorului între baterii și sunt explicate în ghidul despre izolatorul de baterie cu diode sau releul Cyrix. Transformatoarele și izolatoarele galvanice Victron se găsesc la protecții și izolatoare de baterii.

Ce putere alegi: curentul prizei de mal decide modelul

Transformatorul de izolare se alege după siguranța prizei de mal: curentul lui la 230 V trebuie să fie cel puțin cât al prizei. Altfel ții consumul sub curentul transformatorului, fiindcă manualele cer ca puterea cerută să nu depășească puterea nominală.

Pe pontoanele din Europa întâlnești de obicei prize de 16 A, iar la locurile pentru bărci mari și de 32 A; curentul exact îl afli de la marină. La 16 A ies 16 A x 230 V = 3.680 W, peste cei 2.500 W ai modelului mic, deci o priză folosită integral cere modelul de 4.500 W. La 32 A ies 7.360 W, acoperiți de modelul de 8.000 W. Generația anterioară, de 2.000, 3.600 și 7.000 W, dă 8,5, 16 și 32 A la 230 V. Modelul de 4.500 W din catalog are codul ITR050452042, adică varianta Auto.

Cu un invertor-încărcător MultiPlus după transformator, limita lui de curent la intrare se pune la cel mai mic dintre curentul prizei și cel al transformatorului. Ce trece peste limită poate veni din baterie, cum e explicat în ghidul despre PowerAssist și PowerControl. Și cablul de mal trebuie să țină curentul prizei: cablurile Victron au 3 x 2,5 mm² la 16 A, 3 x 4 mm² la 25 A și 3 x 6 mm² la 32 A, cu fișe IEC 60309 și protecție IP56. Cablurile și prizele de intrare se găsesc la accesorii pentru energie solară.

115 sau 230 V: punți la borne sau detecție automată

Modelele Victron de 2.500 și 4.500 W primesc 115 sau 230 V și dau 120 sau 240 V, după punțile de lângă borne. Pot deci coborî 230 V la 120 V, pentru aparate americane la bord, sau urca 115 V la 240 V, când barca ajunge în America de Nord. Varianta Auto de 4.500 W își recunoaște singură tensiunea de intrare, iar modelul de 8.000 W lucrează doar la 230 V.

• Raportul e 1:1,05. Ieșirea stă cu 5% peste intrare, ca să compenseze căderile de tensiune frecvente în porturi: 230 V devin 240 V, iar 245 V la intrare dau circa 257 V.

• Modelul Auto trece pe 115 V între 88 și 130 V și pe 230 V între 185 și 250 V, iar sub 88 V și între 130 și 185 V oprește intrarea și ieșirea. Ieșirea o alegi tot din punți, iar LED-urile arată modul activ.

• Frecvența rămâne cea de la mal. Din 50 Hz nu face 60 Hz, deci un aparat american primește în Europa 120 V la 50 Hz. Verifică pe eticheta lui dacă acceptă 50 Hz, mai ales la motoare și compresoare.

Manualul cere verificarea punților înainte de pornire: o configurare nepotrivită cu sursa pune în pericol aparatele de la bord.

Pornirea lentă (soft start): de ce nu sare siguranța de pe ponton

Pornirea lentă (soft start) limitează curentul de la conectare și e standard pe toate transformatoarele de izolare Victron; fără ea, spune producătorul, curentul de pornire ar declanșa siguranța prizei de mal.

Un transformator toroidal, cu miezul în formă de inel, cum sunt acestea, poate cere la cuplare un vârf de multe ori peste curentul nominal. Vârful depinde de momentul din sinusoidă în care faci contactul și de magnetismul rămas în miez. O siguranță automată B16 de pe ponton taie instantaneu la 48-80 A; pragurile curbelor sunt în ghidul despre siguranțe automate și RCBO. În schema din fișa tehnică, pornirea lentă e o rezistență pe fază, cu un contact în paralel care o scurtcircuitează. Nu îți trebuie alt limitator, iar transformatorul are și întrerupător automat la intrare.

Un efect util al izolării: diferențialul de pe ponton vede doar cablul de mal, priza de intrare și înfășurarea primară. Dacă sare când conectezi barca, defectul e cel mai probabil pe această porțiune sau la stâlp, iar căutarea o face un electrician.

Legarea la pământ după transformator: barca devine o sursă separată

După transformator, barca are o rețea proprie, cu nulul ieșirii legat la pământul bărcii, piesele metalice la același pământ și un diferențial pe ieșire. Legăturile din manualele Victron le execută și le verifică un electrician autorizat, de preferință cu experiență pe ambarcațiuni:

1. Pământul de la mal se oprește la borna PE de la intrare și, ca izolarea să funcționeze, nu atinge nicio piesă a bărcii până acolo. De aceea are sens ca transformatorul să stea aproape de priza de mal.

2. Nulul ieșirii se leagă la pământul bărcii printr-o punte detașabilă din transformator. Fără ea, ieșirea e flotantă (niciun pol legat la pământ), iar diferențialul de după transformator nu are ce detecta.

3. Carcasa se leagă la pământul bărcii prin șurubul M6 de dedesubt, ca toate piesele metalice.

4. Pe ieșire se montează un diferențial, cerință explicită a manualului.

5. Secțiunile minime din manual: 2,5 mm² la 230 V pentru 2.500 W, 4 mm² pentru 4.500 W, 6 mm² pentru 8.000 W (la 115 V: 4 mm² pentru 2.500 W și 6 mm² pentru 4.500 W). La 8.000 W, firele de punte livrate, de 6 mm², pot fi insuficiente pentru curenții de defect după normele locale; atunci legăturile se fac cu fir mai gros, la borne sau în afara transformatorului.

Cu un MultiPlus după transformator lucrează releul lui de împământare, contactul intern care leagă nulul ieșirii la carcasă. Pe priza de mal, aparatul îl deschide și preia nulul transformatorului, deja legat la pământul bărcii, iar pe baterie îl închide. Manualele MultiPlus-II și MultiPlus Compact nu recomandă, pe bărci, legarea directă la pământul de la mal și indică transformatorul de izolare. Diferențialul pentru prize (30 mA, cel puțin tip A, bipolar) și secvența releului sunt în ghidul despre împământarea invertorului în rulotă.

Cu un invertor fără încărcător, trecerea între transformator și invertor o face un comutator de transfer. Manualul Filax 2 cere ca fiecare sursă să aibă propria legătură nul-pământ, fără ca nulurile să se unească, iar pe sursa de la mal această legătură e puntea transformatorului. Tot el cere intrări protejate la cel mult 16 A. Restul e în ghidul despre comutatorul Filax 2.

Barca scoasă pe uscat: puntea dintre cele două pământuri

Pe uscat, iarna sau la întreținere, manualul transformatorului de izolare Victron cere ca pământul bărcii să fie legat direct la cel de la mal. Pentru asta, aparatul are în interior două borne pe care se pune firul galben-verde livrat în cutie. Scoasă din apă, barca nu mai formează pila galvanică, iar legătura ține de siguranță: așa piesele ei metalice rămân la potențialul solului pe care calci.

Puntea se scoate înainte de lansare, fiindcă uitată acolo readuce pământul de la mal la piesele scufundate. Stă în interiorul carcasei, pe care manualul interzice s-o deschizi cât aparatul e alimentat, deci o pune și o scoate electricianul, cu aparatul deconectat de la orice sursă. Trece pasul pe lista de lansare, lângă verificarea anozilor.

Și în rulotă? Transformatorul de izolare e excepția, nu regula

O rulotă nu stă în apă, deci coroziunea prin firul de pământ nu e un motiv pentru un transformator de izolare. Protecția obișnuită ține de firul de protecție al cablului de camping, de diferențial și de legătura nul-șasiu a invertorului-încărcătorului, descrise în ghidul despre împământarea invertorului în rulotă.

Rămân două motive practice. Primul e polaritatea: la camping faza și nulul pot fi inversate, iar după transformator nulul e mereu cel legat la pământul vehiculului. Al doilea e tensiunea, la o autorulotă americană cu aparate de 120 V. Electricianul decide, pe baza HD 60364-7-721, standardul european pentru instalațiile din rulote și autorulote, dacă pământul vehiculului se leagă la cel al prizei, ca la barca scoasă pe uscat, și cum se configurează restul.

La camping, priza are de obicei 4, 6, 10 sau 16 A, adică între 920 și 3.680 W la 230 V. Modelul de 2.500 W, de 12 kg, acoperă prizele de până la 10 A. Restul instalației e în ghidul despre sistemul electric al rulotei.

Checklist înainte de comandă

Înainte să comanzi un transformator de izolare, lămurește cinci lucruri:

1. Curentul prizei de mal: până la 10 A, 16 A sau 32 A, adică modelul de 2.500, 4.500 sau 8.000 W.

2. Tensiunea: doar 230 V sau și 115 V; pentru porturi cu ambele, varianta Auto de 4.500 W.

3. Locul de montaj: uscat și ventilat, aproape de priza de mal, nu în santină. Carcasa e IP21, adică ferită doar de picăturile care cad vertical, iar aparatul e răcit cu ventilator și cere 10 cm liberi. Lucrează între -20 și 40 °C, prag pe care o sală a motoarelor îl poate depăși vara, și cântărește 12-28 kg.

4. Schema de după transformator: diferențialul de pe ieșire, tabloul și limita de curent a invertorului-încărcătorului.

5. Legăturile la pământ: puntea nul-pământ, carcasa la pământul bărcii, puntea pentru uscat și cine o scoate la lansare.

Greșelile care se plătesc

Greșelile scumpe la un transformator de izolare țin aproape toate de legăturile la pământ:

• Firul de pământ tăiat „ca să nu mai corodeze”: la un defect, coca poate rămâne sub tensiune.

• O legătură „de siguranță” între cele două pământuri: transformatorul nu mai izolează nimic.

• Puntea pentru uscat uitată la lansare: coroziunea revine din prima zi pe apă.

• Puntea nul-pământ scoasă „pentru izolare totală”: diferențialul de după transformator nu mai declanșează la defect.

• Transformator mai mic decât priza, fără limită de curent pe invertor: întrerupătorul de la intrare sau protecția la supraîncălzire pot opri alimentarea.

Pe scurt

• La priza de mal, firul de pământ face din bărcile conectate o singură pilă galvanică. Firul nu se taie, fiindcă fără el nu mai lucrează nici diferențialul, nici siguranța.

• Izolatorul galvanic blochează doar tensiunile sub circa 1,4 V și rămâne legat la mal; transformatorul de izolare taie orice legătură electrică.

• Alegi după priză: 2.500 W până la 10 A, 4.500 W la 16 A și 8.000 W, doar pentru 230 V, la 32 A.

• Raportul 1:1,05 urcă tensiunea cu 5%, frecvența rămâne cea de la mal, iar pornirea lentă împiedică declanșarea siguranței de pe ponton.

• După transformator, nulul ieșirii merge la pământul bărcii și pe ieșire stă un diferențial; pe uscat se pune puntea dintre pământuri, scoasă la lansare, iar montajul îl face un electrician autorizat.