Gelijkstroom in de praktijk

Transcriptie

1 Johan van Velthoven, Consultant NEN KIEN Technologiedag 16 februari 2016 Bunnik 1

2 Even voorstellen: Johan van Velthoven Afgestudeerd in Elektrotechniek TU Eindhoven, Nederland Werkervaring Royal Philips Electronics: > Innovatieve ontwikkelingen (CD) > Productiemachines voor Lighting-industrie NEN (Nederlands normalisatie-instituut) > Standaardisatie betreffende elektrische installaties 2

3 The making of standards Experts & Stakeholders All parties concerned Consensus in drafting Acceptance by large (>2/3) majority 3

4 Direct Current: ook binnen normalisatie International Electrotechnical Commission System Evaluation Group SEG 4 LVDC-Redefining Electricity First International Conference on Low Voltage Direct Current New Delhi, India, 26 & 27 October Enquete DC-standaardiusatie-behoeften: Ontwikkelingen in DC-normalisatie: Componenten Applicaties Installaties 4

5 LVDC installatienormen NEN 1010 Basisbescherming Foutbescherming Aanvullende bescherming IEC Application Guide rural area s in developping countries HD-IEC NPR LVDC Nederlandse praktijkrichtlijn LVDC-installaties algemeen 5

6 IEC: LOW-VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATION Application guide: Residential electrical installation in direct current not intended to be connected to Public Distribution Network Power Storage supplies Loads units Scope This document applies to d.c. low-voltage electrical installations entirely supplied by local power sources, and not intended to be connected to Public Distribution Network. Power supplies are local. The application of these installations corresponds to residential premises with limited needs in power consumption mainly in homes in developing countries. 6

7 NEN: NPR LVDC Gecontroleerde componenten Beperkt kortsluitvermogen b.v. PV-paneel Groot kortsluitvermogen b.v. batterijen : Typische AC-installatie Autonome (ongecontroleerde) componenten 7

8 DC-stelsels L+ L+ G G M of PEM L of PEL G IEC 2268/05 Een- of twee-polige systemen L IEC 2268/05 Aarding conform TN-, TT- of IT-stelsels LV: Spanning 1500 V DC 8

9 Schakelen en scheiden Functioneel > Schakelen van de operationele stroom Bescherming tegen elektrische schok Basisbescherming > verhinderen of beperken van stroomdoorgang door lichaam Foutbescherming > verhinderen of beperken (in grootte en/of tijd) van stroomdoorgang door lichaam Bescherming tegen thermische invloeden > o.a. beperken vonkvorming Beveiliging tegen overstroom > beperken van de stroom Beveiliging tegen spanningsverstoring > beperking L di/dt... Onderhoudbaarheid > Scheiden van stroomketens 120 V DC Stelsel 50 V < U V s 120 V < U V s 230 V < U V S U 0 > 400V S Wisselspanning Gelijkspanning Wisselspanning Gelijkspanning Wisselspanning Gelijkspanning Wisselspanning Gelijkspanning TN 0,8 a 0,4 5 0,2 0,4 0,1 0,1 TT 0,3 a 0,2 0,4 0,07 0,2 0,04 0,1 Maximale uitschakeltijden onder droge omstandigheden <tabel 41.1 uit NEN 1010> 9

10 Vlambogen Seriële fout Parallelle fout Niet zelfdovend wegens ontbreken nuldoorgangen Stroom begrensd door impedantie geïoniseerde lucht Isolatiefout >> Aanvullende detectie / maatregelen nodig 10

11 Aarding en corrosie Aarding: Beperken van foutspanningen tot veilige waarden binnen gegeven tijdslimiet. Klassieke benadering: aarding en vereffening van metalen objecten door middel van een directe verbinding met aarde, mikkend op een spanningsverschil van 0 V. Elektrische DC-stromen in betonijzer kunnen chemische processen veroorzaken die, afhankelijk van de polariteit leiden tot een beschermende atmosfeer rondom het betonijzer (er is dan sprake van kathodische bescherming ) of tot een sterk aantastende (corrosieve) atmosfeer rondom het betonijzer. In deze laatste situatie kunnen DC-stromen binnen enkele maanden tot jaren leiden tot ernstige aantasting van het beton en zijn constructieve sterkte. Voorkom slopende lekstromen: Aarding via diode-netwerken 11

12 Overspanningen U = L di dt Elektronica: - Hoge schakelsnelheid (di/dt groot) - Hoge gevoeligheid voor overspanningen 12

13 Andere aandachtspunten Levensduur van de installatie Andere consequenties t.a.v. Capacitieve en Inductieve effecten Materiaalkeuze (geschiktheid voor DC!!) Kabelberekeningen... 13

14 DC toepassen? Direct Overwegen DC-installaties: achterstand op AC-installaties >> nog niet alles even duidelijk Hoe zit het met uw kennis en ervaring? Durft / kunt u de uitdaging... en ook de verantwoordelijkheid aan??? 14

15 Vragen? ir. Johan van Velthoven Consultant sector Elektrische Installaties Tel: +31 (0) Mob: +31 (0) Postbus 5059, 2600 GB Delft Vlinderweg 6, 2623 AX Delft 15