L’électronique moderne est aujourd’hui utilisée dans de nombreux domaines sensibles, tels que les établissements médicaux, les laboratoires ou les installations industrielles. La précision et la fonctionnalité ne sont pas les seules exigences dans ces environnements sensibles. La sécurité et la stabilité des systèmes sont tout aussi importantes.
Les connexions électriques représentent notamment souvent des risques sous-estimés. Les surtensions, les conflits de mise à la terre ou les interférences électromagnétiques peuvent en effet affecter ou endommager les équipements sensibles. La perte de données, et dans le pire des cas, les dommages corporels sont également des conséquences possibles.
Les isolateurs galvaniques de TTL network offrent une protection efficace. Ils isolent de manière fiable les systèmes électriques les uns des autres, empêchant ainsi la transmission de courants dangereux ou de pics de tension entre les appareils. Ils permettent également une transmission des signaux sans perte, même dans des conditions d’utilisation exigeantes.
Qu’est-ce que l’isolation galvanique ?
Elle permet d’isoler électriquement les circuits entre deux appareils sans empêcher l’échange de signaux. La séparation des potentiels électriques est créée par une barrière constituée d’un matériau non conducteur, ce qui empêche la circulation du courant entre les circuits.
Cette barrière d’isolation réduit considérablement, voire évite, les interférences et les dommages qui pourraient autrement être causés par divers facteurs, tels que les différences de potentiel, les surtensions, le bruit ou les boucles de terre. La protection des personnes contre les chocs électriques est un autre facteur important.
Isolation galvanique dans le câble de réseau
Quelles sont les causes possibles de tensions dangereuses dans un câble de réseau ?
Les erreurs d’installation ou de conception, les processus de vieillissement ou l’humidité peuvent entraîner l’établissement involontaire d’une connexion électrique entre les conducteurs ou le blindage du câble et d’autres parties sous tension, en particulier dans le cas du câblage de réseau à base de cuivre. Dans les réseaux d’alimentation, de fortes surtensions peuvent se produire pendant de courtes périodes, que l’on appelle transitoires de tension.
Comment fonctionne un isolateur de réseau ?
Il crée une barrière physique qui interrompt toutes les connexions conductrices d’électricité entre le dispositif de réseau connecté et l’appareil connecté. Il offre ainsi une protection fiable contre les tensions continues et alternatives supérieures à 4 kV, garantissant un fonctionnement sans faille du réseau. En outre, il permet une transmission pratiquement sans perte des tensions alternatives à haute fréquence utilisées dans le protocole Ethernet pour la transmission des signaux, ce qui garantit une qualité de transmission optimale.
Où les isolateurs de réseau sont-ils généralement utilisés ?
Technologie médicale
Protection des patients contre les courants de fuite potentiellement dangereux qui peuvent se produire entre un appareil médico-électrique connecté à un réseau Ethernet et un appareil non médical (ordinateur ou imprimante).
Systèmes de mesure et de surveillance
Dans les champs d’essais électriques, les appareils sensibles connectés à une station de contrôle via des interfaces Ethernet doivent être protégés contre les tensions parasites et les différences de potentiel.
Systèmes informatiques
Les systèmes informatiques qui sont connectés galvaniquement les uns aux autres sur de longues distances via le câblage Ethernet doivent éviter les courants d’égalisation de potentiel.
Matériel de valeur et matériel nécessitant une protection (général)
Applications dans lesquelles des équipements de valeur ou des équipements nécessitant une protection spéciale doivent être protégés contre les bourdonnements et les surtensions provenant de la périphérie du réseau.
Quand l’utilisation d’un isolateur de réseau n’est-elle pas recommandée ?
L’isolateur de réseau a une bande passante spécifique de 0,3 MHz à 100 MHz pour la transmission de données. Les fréquences situées en dehors de cette bande passante subissent une atténuation importante. Par conséquent, les signaux des systèmes d’appel infirmier, des systèmes PBX et les signaux audio ou vidéo analogiques ne peuvent pas être transmis de manière suffisante via l’isolateur de réseau.
Important : un chemin de câbles connecté à un isolateur de réseau ne peut pas être utilisé pour alimenter des appareils PoE (Power over Ethernet) !
Séparation galvanique dans le domaine de la technologie médicale
Qu’est-ce qui définit un appareil ou un système électromédical ?
La norme internationale IEC 60601-1 en fournit la définition. La fonction d’un appareil ME est de soutenir les mesures de diagnostic, de thérapie, de soins ou de surveillance des patients. Le terme « système médico-électrique » désigne la coopération de plusieurs appareils, dont au moins un doit par définition être un appareil médico-électrique. Les différents composants du système médico-électrique peuvent communiquer entre eux par câble ou sans fil.
Pourquoi les systèmes électromédicaux nécessitent-ils des isolateurs de réseau ?
Les dispositifs ME présentent un risque élevé pour la sécurité du patient en raison de leur proximité. Les courants électriques qui atteignent la personne par l’intermédiaire des parties conductrices de l’appareil peuvent mettre sa vie en danger. Afin d’éliminer tout risque pouvant mettre en danger une personne, la norme internationale IEC 60601-1 réglemente les exigences en matière de sécurité électrique des équipements et systèmes ME. En règle générale, tous les équipements électriques, y compris les équipements non médicaux, situés à proximité immédiate (rayon de 1,5 m) du patient ou connectés à d’autres équipements dans son environnement doivent être conformes aux exigences de sécurité électrique de la norme allemande DIN EN 60601-1.
Pour être conformes à cette norme, les appareils et systèmes ME connectés à d’autres appareils ou réseaux via des interfaces de signal telles que Ethernet, RS232 ou USB doivent être dotés de dispositifs d’isolation galvanique dans les lignes d’alimentation. La norme exige notamment que toutes les lignes sous tension menant à l’appareil depuis une zone non protégée électriquement soient connectées via un dispositif de déconnexion.
Les appareils ME doivent être équipés d’un isolateur galvanique au niveau de leur interface Ethernet. Si celui-ci n’est pas intégré en usine, l’utilisation d’un isolateur de réseau est nécessaire. Ceci s’applique également lorsque l’interface Ethernet d’un appareil ME est exclusivement destinée à la connexion à d’autres appareils ME et qu’elle ne dispose donc pas de son propre isolateur galvanique. Dans les cas où l’interface Ethernet est connectée à un appareil non ME (par exemple une imprimante), un isolateur de réseau doit également être interposé.
Qu’est-ce que le MOPP ?
Il s’agit de l’abréviation de Means of Patient Protection (moyens de protection du patient) et il est défini dans la norme IEC 60601-1 comme une « mesure visant à réduire le risque de choc électrique pour le patient ». Les dispositifs médicaux doivent être équipés de deux mesures de protection indépendantes pour protéger le patient en cas de défaillance de l’une d’entre elles.
Dans ce cas, plusieurs systèmes de protection agissent généralement en parallèle ou en combinaison pour contrer différents types de danger. Les valeurs de tension requises par un isolateur de réseau sont définies dans le cadre du 1 MOPP et du 2 MOPP :
Le nombre de mesures de protection offertes par un isolateur de réseau dans chaque cas dépend de ses propriétés techniques et du scénario d’application médicale spécifique. Par exemple, les exigences d’un tensiomètre et celles d’un stimulateur cardiaque dans une salle d’opération sont différentes. En outre, un isolateur de réseau ne doit offrir les deux mesures de protection que si le dispositif médical à protéger n’est pas déjà équipé d’une mesure de protection.
Est-il possible de connecter plusieurs isolateurs de réseau en série ?
Dans les environnements à risque accru, tels que les salles d’opération, il peut être conseillé d’équiper l’appareil médical et la prise murale d’un dispositif d’isolation galvanique. Dans d’autres cas, les appareils médicaux disposant déjà d’une interface réseau isolée galvaniquement peuvent nécessiter une alimentation par des prises murales également isolées galvaniquement. Une telle configuration est normalement inoffensive, car les isolateurs de TTL network n’ont généralement pas d’effet significatif sur l’intensité et la qualité du signal.
Un isolateur de réseau peut-il être utilisé dans un réseau PoE ?
Il est facile d’intégrer un isolateur de réseau dans un réseau PoE sans affecter négativement sa fonctionnalité ou sa structure. Toutefois, il convient de noter que les appareils finaux PoE ne peuvent pas être alimentés par l’isolateur de réseau en raison de l’isolation galvanique. Deux possibilités s’offrent alors pour faire fonctionner les appareils PoE : soit l’isolateur de réseau est retiré de la ligne, soit l’appareil PoE est alimenté par un bloc d’alimentation séparé, éventuellement médical.
Mise en réseau sécurisée dès maintenant
Qu’il s’agisse d’un hôpital, d’un champ d’essai, d’un laboratoire ou d’un atelier de production, les isolateurs galvaniques protègent les systèmes contre les pannes, prolongent la durée de vie des appareils et sécurisent efficacement la communication des données. Dans la boutique en ligne Reichelt, nous proposons différents isolateurs galvaniques de TTL network avec interface RJ45 ou USB, pour le montage sur rail DIN ou au format Keystone. Tous les produits sont testés par le TÜV (organisme d’essai indépendant allemand) et sont conformes à la norme IEC 60601-1 avec 2 MOPP (protection du patient).
Images : TTL network, Adobe Stock
