KEUZE VAN DE SPANNING VOOR HET STUURSTROOMCIRCUIT

Transcriptie

1 KEUZE VAN DE SPANNING VOOR HET STUURSTROOMCIRCUIT Normen: NEN stelt voor AC-voeding: De nominale spanning van stuurstroomketens zou bij voorkeur niet hoger moeten zijn dan respectievelijk: 230 V voor stroomketens met een nominale frequentie van 50 Hz, 277 V voor stroomketens met een nominale frequentie van 60 Hz, En voor DC-voeding: De nominale spanning van stuurstroomketens zou bij voorkeur niet hoger moeten zijn dan 220 V. De norm adviseert hier feitelijk een spanning van maximaal 230V AC en maximaal 220V DC maar zegt niet dat hogere spanningen niet zijn toegestaan. Wanneer in een voedende kabel alleen 3 fasen 400VAC en aarde aanwezig zijn en geen nulleider is het dus toegestaan om voor het stuurstroomcircuit 400VAC toe te passen. NEN stelt verder: De AC- of DC-voeding voor een stuurstroomketen mag in overeenstemming met de functionele eisen zowel afhankelijk als onafhankelijk van de hoofdstroomketen zijn uitgevoerd. De voeding voor de stuurstroom mag dus op de hoofdstroomketen worden aangesloten maar mag ook op een aparte stuurstroomgroep worden aangesloten. NEN stelt tevens: Hulpstroomketens met een voeding die afhankelijk is van de AC-hoofdstroomketen moeten als volgt worden aangesloten op de hoofdstroomketen: direct via een gelijkrichter of via een transformator. In de figuren die de norm geeft als toelichting op deze methoden van aansluiting is steeds een zekering opgenomen als primaire beveiliging. Praktijk: Voor een eenvoudig stuurstroomcircuit met slechts enkele bedieningselementen is het goed mogelijk om te kiezen voor een directe stuurstroomvoeding 230VAC of 400VAC. Neem als voorbeeld een automatische sterdriehoekschakelaar die wordt bedient met een drukknoppenkastje. Er is geen probleem om voor het stuurstroomcircuit 230VAC of 400VAC te kiezen als aan eisen voor voldoende isolatie en afscherming bij deze spanningen wordt voldaan. Voor een uitgebreid stuurstroomcircuit echter wordt een lagere spanning van bijvoorbeeld 24V AC of DC door velen als veiliger en praktischer ervaren. Een spanning van 24V AC of DC is een ELV spanning, een Extra Low Voltage; Een ELV spanning is niet hoger dan 50VAC of 120VDC. NEN ken de volgende ELV circuits: SELV Safety Extra Low Voltage PELV Protective Extra Low Voltage PELV Functional Extra Low Voltage

2 SELV-keten: Elektrisch systeem waarin de spanning niet hoger kan worden dan de waarde van de extra lage spanning: onder normale omstandigheden en bij het optreden van een enkele fout, met inbegrip van aardfouten in andere elektrische stroomketens Eisen met betrekking tot isolatie bij een SELV-keten: isolatie tussen de SELV-keten en alle andere stroomketens isolatie tussen de SELV-keten en aarde Een SELV-keten is dus potentiaalvrij. Ruimtelijke scheiding tussen bedrading behorende tot een SELV-keten en andere stroomketens of dat de aders van de SELV-keten voor de hoogste aanwezige spanning geïsoleerd. Transformator ten behoeve van de voeding van een SELV-keten: Als transformator dient een veiligheidstransformator te worden gebruikt. Een veiligheidstransformator heeft dubbele isolatie tussen de wikkelingen.

3 PELV-keten: elektrisch systeem waarin de spanning niet hoger kan worden dan de waarde van de extra lage spanning: onder normale omstandigheden en bij het optreden van een enkele fout, met uitzondering van aardfouten in andere stroomketens Bij een PELV-keten is normaliter 1 pool van de keten met aarde verbonden. Eisen met betrekking tot isolatie bij een PELV-keten: isolatie tussen de PELV-keten en alle andere stroomketens Ruimtelijke scheiding tussen bedrading behorende tot een PELV-keten en andere stroomketens of dat de aders van de PELV-keten voor de hoogste aanwezige spanning geïsoleerd. Transformator ten behoeve van de voeding van een PELV-keten: Als transformator dient een veiligheidstransformator te worden gebruikt. Een veiligheidstransformator heeft dubbele isolatie tussen de wikkelingen.

4 FELV-keten: Extra lage spanning om functionele redenen wanneer een SELV- of PELV-keten niet noodzakelijk is. Eisen met betrekking tot isolatie bij een FELV-keten: isolatie tussen de FELV-keten en alle andere stroomketens alle onderdelen van de FELV-keten aanrakingsveilig zoals bij een hoofdstroomcircuit Ruimtelijke scheiding tussen bedrading behorende tot een FELV-keten en andere stroomketens of dat de aders van de FELV-keten voor de hoogste aanwezige spanning geïsoleerd. De metalen gestellen van het elektrisch materieel van de FELV-keten moeten met aarde zijn verbonden. Transformator ten behoeve van de voeding van een FELV-keten: Als transformator mag een voedingstransformator te worden gebruikt. Een voedingstransformator heeft enkele isolatie tussen de wikkelingen. Aarden van 1 pool van de FELV-keten? In de norm is hier niets over te vinden. Het lijkt geen probleem om 1 pool te aarden omdat de FELV-keten aanrakingsveilig moet zijn zoals bij een hoofdstroomcircuit. Het lijkt ook geen probleem om dezelfde reden om 1 pool niet te aarden.

5 Wanneer is een FELV-keten toepasbaar? Stel de apparatuur is gemaakt qua werking voor extra lage spanning bijvoorbeeld 24VAC of 24VDC en de apparatuur en bekabeling kan zo worden gemonteerd dat een isolatie- en afschermingsniveau zoals bij een hoofdstroomcircuit kan worden bereikt (alles voor 400V geïsoleerd en afgeschermd), dan is er geen probleem om het stuurstroomcircuit als FELV-keten uit te voeren. Bij vele bedieningselementen, bekabeling en behuizingen is deze 400V isolatie / afscherming standaard al aanwezig. Voeding van een FELV-keten door een spaartransformator: Wanneer de voeding voor de FELV-keten een spaartransformator, potentiometer of halfgeleidertoestel is, beschouwd NEN de FELV-keten als een uitbreiding van het hoofdstroomcircuit. Logisch want het nulpunt van de keten is direct met de NUL-geleider van het net verbonden. Er is geen zekerheid dat de NUL-geleider100% op aardpotentiaal blijft en bij een onderbreking van de NUL-geleider komt de gehele keten onder netspanning te staan. EN : EN kent alleen de veiligheidstransformator als voeding voor een stuurstroomcircuit en adviseert de PELV-keten, dus 1 pool van het stuurstroomcircuit geaard. Dit is feitelijk zoals wij het standaard maken maar dit heeft er ook alles mee van doen dat onze niveaumeting meet tussen signaal en aarde zodat wij het meetcircuit sluiten door de minpool te aarden. Ik kan mij ook goed voorstellen dat iemand voor een bepaalde toepassing het stuurstroomcircuit SELV dus potentiaalvrij wil maken. Ik kan mij tevens voorstellen dat iemand die voor een bepaalde toepassing een FELV stuurstroomcircuit maakt en aan alle eisen naar NEN voor een FELV-keten heeft voldaan kan aantonen dat het circuit veilig is. EN kent ook de directe voeding, dus zonder transformator en stelt dat je die alleen mag toepassen bij een stuurstroomcircuit met maximaal 1 motorstarter en maximaal 2 control devices. Inderdaad voor een uitgebreid stuurstroomcircuit is het niet handig een stuurstroomcircuit op de netspanning.