Zakboek verdelers t/m 125 A Richtlijnen voor het ontwerpen en samenbouwen van schakel- en verdeelinrichtingen

Transcriptie

1 Zakboek verdelers t/m 12 A Richtlijnen voor het ontwerpen en samenbouwen van schakel- en verdeelinrichtingen

2 Voorwoord Voor u ligt het zakboek voor het ontwerpen en samenbouwen van verdelers t/m 12 A. Het is geschreven ter ondersteuning van installateurs en paneelbouwers die in dit marktsegment regelmatig of incidenteel een verdeler samenstellen. Naast dit zakboek biedt Hager nog andere hulpmiddelen om deze verdelers samen te stellen. Op deze extra service willen wij u graag wijzen. Op vindt u de gewenste producten eenvoudig via de altijd actuele e-catalogus. De producten kunnen zonder specifieke kennis van artikelnummers gevonden worden. Door het aanklikken van een van de drie productgroepen komt u eenvoudig bij het juiste product. De bijbehorende artikelspecificaties zijn direct te lezen of te downloaden. Mogelijke accessoires, zoals doorverbindingsrails, worden direct weergegeven. De producten zijn eenvoudig te verzamelen in een project, die in diverse formaten te exporteren zijn voor bestelling bij uw elektrotechnische groothandel. Lees hiervoor de Tip in het hoofdmenu. Voor het snel en eenvoudig calculeren staat het programma Schema gratis ter beschikking voor u. In drie eenvoudige stappen kunt u een verdeler t/m 12 A ontwerpen, inclusief schema, stuklijst, prijs en vooraanzicht. Na opdracht kunt u gebruik maken van het coderingsprogramma Semiolog. Hiermee maakt u in een handomdraai de coderingen voor de componenten in de verdeler. Voor uitgebreide informatie en keuzemogelijkheden kunt u ook gebruik maken van de catalogus Energiedistributiesystemen, of een van de vele productbrochures. Deze zijn digitaal en in gedrukte vorm beschikbaar. Kijk voor meer informatie op Wij wensen u een goed ontwerp en efficiënte samenbouw van uw verdeler toe. Hager

3 Zakboek verdelers tot 12 A Inleiding Normering 1. Toepassingsgebied 2. Normatieve verwijzingen 3. Gegevens schakel- en verdeelinrichting 3.1 Stroomsoort / stroomstelsel 3.2 PEN-leiding Vermogensautomaten Selectiviteit Smeltpatronen Selectiviteit Kortsluitvastheid Bepalen van de te verwachten kortsluitstroom 1 3. Aardlekschakelaars Selectiviteit Installatieautomaten en smeltveiligheden Karakteristieken 21 Maximale kabellengte bij kortsluiting 21 Selectiviteit Schakelaars en scheiders Overspanningsbeveiliging Loadmanagement Gelijktijdigheidsfactor Warmteberekeningen Aardverspreidingsweerstand 3. Keuze behuizing.1 Beschermingsgraad 38.2 Klasse I (geaarde verdelers) / Klasse II (dubbel geïsoleerde verdelers) 39. Schakelen en scheiden 0. Bedrading en verbindingen.1 Bedradingsdoorsnede 1.2 Aandraaimomenten 3 7. Routineproeven Bijlage A Gegevens schakel- en verdeelinrichting 8 Bijlage B Bepalen van de kortsluitstroom 1 Bijlage C Beschermingsgraad / IP-aanduiding 3 Bijlage D Doorverbindingsrails Bijlage E Keuringsrapport schakel- en verdeelinrichtingen 12 A 7 Bijlage F Certificaat univers N - IEC 139 2

4 Inleiding In de praktijk worden veel schakel- en verdeelinrichtingen gebouwd door gespecialiseerde paneelbouwbedrijven. Schakel- en verdeelinrichtingen van beperkte omvang worden echter ook regelmatig door de installateur zelf samengesteld. Daarnaast worden aanpassingen en/of uitbreidingen, afhankelijk van de complexiteit van de werkzaamheden, ter plaatse door de installateur uitgevoerd. Dit vereist natuurlijk goed vakmanschap, geleverd door vakkundig personeel en het gebruik van de juiste materialen. De doelstelling van dit zakboek is om de installateur/paneelbouwer de benodigde informatie aan te reiken om zo te komen tot een schakel- en verdeelinrichting die voldoet aan alle normen en eisen die hieraan door de wetgever en opdrachtgever worden gesteld. Normering Schakel- en verdeelinrichtingen vormen een onderdeel van de elektrotechnische installatie of een machine. Tijdens de engineeringfase van een project wordt een installatieschema opgesteld. Op basis van het installatieschema worden, met inachtneming van de installatienorm (NEN1010) en/of de machinerichtlijn (NEN-EN-IEC 020), de benodigde onderdelen voor de schakel- en verdeelinrichting vastgesteld. Het ontwerp en de assemblage van de schakel- en verdeelinrichting dient in overeenstemming met het gestelde in de norm voor schakel- en verdeelinrichtingen (NEN-EN-IEC 139) te geschieden (zie figuur 1). NEN-EN NEN 310 Schakel- en verdeelinrichting 10 kv / 00 V Schakel- en verdeelinrichting MACHINE M M M NEN 101 NEN-EN-IEC M M NEN-EN-IEC NEN 1010 NEN-EN-IEC Figuur 1 Iedere paneelbouwer, maar ook de installateur die een schakel- en verdeelinrichting samenstelt en/of wijzigingen aanbrengt, dient kennis te nemen van de NEN-EN-IEC 139.

5 1. Toepassingsgebied Het zakboek is van toepassing op geheel aan typeproeven onderworpen schakel- en verdeelinrichtingen met een nominale stroom t/m 12 A. De schakel- en verdeelinrichting bestaat uit standaardcomponenten, geassembleerd door de installateur of paneelbouwer, waarbij uitsluitend onderdelen en toebehoren zijn toegepast die voor dit doel door Hager Electro bv zijn voorgeschreven of meegeleverd. De assembleur dient de schakel- en verdeelinrichting aan een stukproef te onderwerpen. De kortsluitvastheid behoeft niet te worden getoetst. de assemblage vindt plaats volgens de aanwijzingen van de fabrikant, en de schakel- en verdeelinrichting voldoet aan de NEN-EN-IEC NEN-EN-IEC 139-1_bepaling toetsing van de kortsluitvastheid is niet vereist voor: - schakel- en verdeelinrichtingen met een nominale korte duurstroom of een nominale beheerste kortsluitstroom van ten hoogste 10 ka NEN-EN-IEC 139-1_bepaling a - schakel- en verdeelinrichtingen die zijn beveiligd door stroom-begrenzende uitrustingen met een kapstroom kleiner dan 17 ka bij de te verwachten effectieve kortsluitstroom. NEN-EN-IEC 139-1_bepaling b 2. Normatieve verwijzingen De volgende documenten bevatten bepalingen die, doordat ernaar wordt verwezen, deel uitmaken van dit handboek. NEN1010:2007 reeks Veiligheidsbepalingen voor laagspanningsinstallaties NPR 310:2012 Nederlandse Praktijkrichtlijn bij NEN1010 NEN-EN :2013 Bedrijfsvoering van elektrische installaties - Algemene eisen NEN 310:2011NL Bedrijfsvoering van elektrische installaties Aanvullende Nederlandse bepalingen voor laagspanningsinstallaties NEN-EN-IEC 139-1:2011 Laagspanningsschakel- en verdeelinrichtingen Deel 1: Algemene regels NEN-EN-IEC :200 Aardlekschakelaars zonder ingebouwde overstroombeveiliging voor huishoudelijk en soortgelijk gebruik(rccb's) Deel 1: Algemene bepalingen NEN-EN-IEC :200 Aardlekschakelaars met ingebouwde overstroombeveiliging voor huishoudelijk en soortgelijk gebruik (RCBO's) Deel 1: Algemene bepalingen NEN-EN-IEC 020-1:200 Veiligheid van machines - Elektrische uitrusting van machines - Deel 1: Algemene eisen

6 Netcode De wijze waarop netbeheerders en afnemers alsmede netbeheerders zich jegens elkaar gedragen ten aanzien van het in werking hebben van de netten, het voorzien van een aansluiting op het net en het uitvoeren van transport van elektriciteit over het net. 3. Ontwerpen schakel- en verdeelinrichting Alvorens tot het ontwerp van de schakel- en verdeelinrichting over te gaan dienen een aantal gegevens bekend te zijn. Bijlage A-3 (pag. 3) geeft u een voorbeeld van een checklist, die u kunt gebruiken voor het verzamelen van de benodigde gegevens. NEN1010: bepaling 1 NPR310 - blad Stroomsoort / Stroomstelsel Onder laagspanningsinstallaties verstaan wij installaties: met een nominale wisselspanning van ten hoogste 1000 V; met een nominale gelijkspanning van ten hoogste 100 V. De netbeheerder verzorgt de aansluiting, waarop de transportcapaciteit ter beschikking wordt gesteld, in overeenstemming met tabel 1. Aansluitcapaciteit Uitvoering Nominale spanning Frequentie [gelijktijdig schijnbare belasting] <, kva éénfase- 230 V L-N wisselstroom >, kva en driefasen- 230/00 V L1-L2-L3-N t/m 0 kva wisselstroom 0 Hz Indien de aan te sluiten elektrische installatie verbruikende toestellen bevat die op drie fasen moeten worden aangesloten kan de netbeheerder een drie-fasen aansluiting verlangen <, kva. tabel 1 NetCode tabel 1 + artikel De netbeheerder bepaalt of het net, of een gedeelte ervan, in aanmerking komt als TN-stelsel te worden gebruikt. We onderscheiden de volgende stroomstelsels: n TT-stelsel n TN-S-stelsel n TN-C-S stelsel

7 TT-stelsel Kenmerkend voor een TT-stelsel is dat de voedingsbron rechtstreeks is geaard en de installatie (metalen gestellen) afzonderlijk of groepsgewijs is geaard door middel van een ter plaatse aangebrachte aardelektrode. L1 L2 L3 N Figuur 2 TT-stelsel ( V) L1 L2 L3 Figuur 3 TT-stelsel (230 V) TT-stelsels komen voor tot een aansluitcapaciteit van 3 * 3 A. In de praktijk komen we TT-stelsels voornamelijk tegen in bestaande installaties ten behoeve van woningbouw en lichte utiliteit, zoals winkelbedrijven, etc. Bij nieuwbouwprojecten biedt de netbeheerder doorgaans een TN-stelsel aan. TN-S-stelsel Kenmerkend voor een TN-stelsel is dat de beschermingsleiding direct met het sterpunt van de voedingsbron is verbonden. Een TN-S-stelsel is hier een variant van, waarbij een afzonderlijke beschermingsleiding door de gehele installatie is gebruikt. 7

8 L1 L2 L3 N PE Figuur TN-S-stelsel (afzonderlijke nulleiding, afzonderlijke beschermingsleiding) TN-S-stelsels zijn de meest voorkomende stelsels. Bij installaties met een aansluitcapaciteit > 3 * 3 A worden uitsluitend TN-stelsels toegepast. Bij schakel- en verdeelinrichtingen met een nominale stroom t/m 12 A treffen we doorgaans TN-S-stelsels aan. Bij kleinere installaties kunnen om praktische en economische redenen de nulleiding en de beschermingsleiding beter afzonderlijk worden uitgevoerd. NEN1010: bepaling 3. TN-C-S-stelsel Kenmerkend voor een TN-stelsel is dat de beschermingsleiding direct met het sterpunt van de voedingsbron is verbonden. Een TN-C-S-stelsel is hier een variant van, waarbij in een gedeelte van de installatie de nulleiding en de beschermingsleiding zijn gecombineerd tot PEN-leiding. L1 L2 L3 N PEN PE TN-C stelsel deel TN-S stelsel deel TN-C-S stelsel Figuur TN-C-S-stelsel (nulleiding en beschermingsleiding gedeeltelijk gecombineerd) TN-C-S-stelsels komen bij zwaardere aansluitingen voor. Schakel- en verdeelinrichtingen met een nominale stroom t/m 12 A, worden doorgaans altijd met een afzonderlijke nulleiding en een afzonderlijke beschermingsleiding aangesloten (TN-S-stelsel). 8

9 3.2 PEN-leiding In TN-C-S -stelsels zijn de nulleiding en beschermingsleiding gedeeltelijk gecombineerd (TN-C deel, aangeduid als PEN-leiding) en gedeeltelijk afzonderlijk (TN-S deel, aangeduid als PE- en N-leiding) uitgevoerd, zie figuur. De scheiding van de PEN-leiding in een afzonderlijk PE- en N-leiding dient zodanig te worden uitgevoerd dat de PEN-leiding aangesloten moet zijn op de klem of rail voor de beschermingsleiding. De aardingsvoorziening dient als doorgaande verbinding te worden uitgevoerd. L1 L2 Hoofdschakelaar N L1 L2 L3 PE L1 In figuren, 7 en 8 zijn de meest voorkomende situaties weergegeven van een juiste splitsing. Afhankelijk van het ontwerp van uw verdeler kunt u zelf kiezen voor één van deze splitsingen. L3 L2 NEN1010: bepaling 3. L3 N S pen = S n PE PEN Figuur Splitsing PEN-leiding in een afzonderlijke PE- en N-leiding Hoofdschakelaar N L1 L2 L3 PE L1 L1 L2 L2 L3 L3 N PEN S pen = S n PE Figuur 7 Splitsing PEN-leiding in een afzonderlijke PE- en N-leiding Hoofdschakelaar N L1 L2 L3 PE L1 L1 L2 L2 L3 L3 N PEN PE Figuur 8 Splitsing PEN-leiding in een afzonderlijke PE- en N-leiding De vereiste kerndoorsnede van de PEN-leiding dient gelijk te zijn aan de vereiste kerndoorsnede van de nulleiding. Praktisch gezien zal de vereiste kerndoorsnede van de beschermingsleiding immers niet groter zijn dan de vereiste kerndoorsnede van de nulleiding. 9

10 3.3 Vermogensautomaten Kortsluitstromen veroorzaken een thermische belasting van de geleiders. De vermogensautomaat bezit het vermogen om grote kortsluitstromen uit te schakelen. We onderscheiden hierin drie uitvoeringen: Onvertraagde vermogensautomaten (Bouwgrootte 12, catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011 pag. 22.8) Schakelt de hoogst optredende waarde van een kortsluitstroom af. Selectiviteit: Stroomselectiviteit Kortvertraagde vermogensautomaten (Bouwgrootte 20, catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011 pag. 22.1) Toepassen bij een selectieve opbouw van de installatie Selectiviteit: Stroom-tijdselectiviteit Kortsluitstroom begrenzende vermogensautomaten (Bouwgrootte 30, catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011 pag ) Toepassen bij zeer hoge kortsluitstromen (hoofdverdelers) Toepassen in combinatie met kleinere typen kortsluitstroombegrenzende automaten (installatieautomaten) in bijvoorbeeld onderverdelers (Cascadeschakeling). Eén van de belangrijkste voordelen van vermogensautomaten ten opzichte van smeltveiligheden is de instelbaarheid. I Z = I N = I B. In veel gevallen kan hierdoor op de kabeldoorsnede worden bespaard. De keuze van de vermogensautomaat hangt af van: Uitschakelvermogen Thermische uitschakeling Magnetische uitschakeling Selectiviteit Tevens is de maximaal optredende kortsluitstroom ter plaatse (zie 3.) van belang in verband met de cascadeschakeling (tabel 2) en selectiviteit (tabel 3) van de vermogensautomaten. NEN1010:200 - bepaling 3..1 Voorgeschakeld Nageschakeld Afschakelvermogen [ka] Karakteristiek Vermogensautomaat E12 NJ S12 NJ S12 NF S10 NJ S20 NJ [2 ka] [3 ka] 1-12 A 1-20 A S00 NJ S00 NE S30 CE [0 ka] A Serie MB ka (1) B 2 ka 30 ka 1 ka Serie MC ka (1) C 2 ka 30 ka 1 ka Serie NB 10 ka (1) B 2 ka 30 ka 2 ka (3) Serie NC 10 ka (1) C 2 ka 30 ka 2 ka (3) Serie ND 10 ka (1) D 2 ka 30 ka 10 ka (3) Serie HM 1 ka (2) C 20 ka 20 ka 10 ka - De cascade schakeling geldt voor vermogensautomaten (voorgeschakeld) t.o.v. installatieautomaten (nageschakeld) - Schakelvermogens Icu in de tabel zijn in ka conform EN (00/1 V~) Tabel 2 Cascadetabel vermogensautomaten (1) = afschakelvermogen installatieautomaat conform NEN-EN 0898 (2) = afschakelvermogen installatieautomaat conform EN (3) = automaten t/m 20 A: max. 2 ka automaten 2 t/m 0 A: max. 20 ka automaten 0 t/m 3 A: max. 1 ka 10

11 Cascade tabellen Upstream: Tembreak2 vermogensautomaat (MCCB) Downstream: installatieautomaat Downstream installatieautomaat Downstream installatieautomaat Model Mxx ( ka) Upstream MCCB S10SCJ (2 ka) S12NJ (3 ka) S12GJ ( ka) S10NJ (3 ka) S10GJ ( ka) E20SJ (2 ka) S20NJ (3 ka) S20GJ ( ka) In 12 A 12 A 12 A 10 A A 20 A 20 A A A A A A A A A A NB: 1. Alle waarden op basis van 00 V AC. 2. Cascade foutgrenswaarde weergegeven in ka. Upstream MCCB Model S10SCJ (2 ka) S12NJ (3 ka) S12GJ ( ka) S10NJ (3 ka) S10GJ ( ka) E20SJ (2 ka) S20NJ (3 ka) S20GJ ( ka) In 12 A 12 A 12 A 10 A 10 A 20 A 20 A 20 A Nxx A (10 ka) 10 A A A A A A A A NB: 1. Alle waarden op basis van 00 V AC. 2. Cascade foutgrenswaarde weergegeven in ka. Upstream: Tembreak2 vermogensautomaat (thermisch-magnetisch) Downstream: installatieautomaat Upstream vermogensautomaat (MCCB) S12NJ (3 ka) S10NJ (3 ka) S20NJ (3 ka) S00NJ S10SCJ (2 ka) E20SJ (2 ka) In 20 A 32 A 0 A 3 A 100 A 12 A 20 A 32 A 0 A 3 A 100 A 12 A 10 A 20 A 32 A 0 A 3 A 100 A 12 A 10 A 200 A 20 A 20 A 00 A A 20 T T T T T 20 T T T T T T 20 T T T T T T T T T T 10 A T T T T T T T T T T T T T T T T T T 1 A T T T T T T T T T T T T T T T 20 A T T T T T T T T T T T T 2 A T T T T T T T T T T T T 32 A T T T T T T T T T 0 A T T T T T T 0 A T T T T 3 A T T T Downstream installatieautomaat NB: 1. Voor installatieautomaten, op voorwaarde dat deze zijn gecertificeerd conform EN 0898 klasse Tabel op basis van installatieautomaten B-kar. 3. Installatieautomaten van ka of 10 ka bij 00 V. De hierboven afgebeelde tabel is conform IEC A.. Alle waarden op basis van 00 V AC.. I s weergegeven in A T= Totale selectiviteit 11

12 3. Smeltpatronen Zie brochure weber.fuses voor uitgebreide productoverzichten en technische informatie. Smeltpatronen 3 Houder 3 smeltpatroon D-patronen Houder DII DIII (schroefkop E27) (schroefkop E33) I N (A) Kleur melderknop rose bruin groen rood grijs blauw geel wart wit koper Tabel Mespatronen Patroonhouder NH000 NH00 Tabel Nominaal bereik t/m 100 A t/m 10 A Tabel Bij schakel- en verdeelinrichtingen met een nominale stroom tot/met 12 A is doorgaans de maximaal te verwachten kortsluitstroom ter plaatse ten hoogste 10 ka. Beveiligingstoestellen of combinaties van beveiligingstoestellen dienen hiertegen bestand te zijn. Rekening moet worden gehouden met: Kortsluitvermogen (cascade) Selectiviteit Cascade Installatieautomaat gg max 100 A 10 A, ka MH / MJ 10 ka Tabel ka MB / MK / MC 10 ka Selectiviteit wordt niet geregeld in de NEN1010. Wel dient gezorgd te worden dat de installatie voldoende betrouwbaar en bedrijfszeker is. Dit wordt geregeld in rubriek 31. NEN1010:2007_ deel3_rubriek31_opdelen van installaties 31.1 Iedere installatie moet, waar noodzakelijk, zijn opgedeeld in meer dan één stroomketen om: a) bij defecten gevaar te vermijden en de nadelige gevolgen zo gering mogelijk te houden; b) veilig(e) inspectie, beproeving en onderhoud mogelijk te maken; c) rekening te houden met gevaar dat zou kunnen ontstaan door een storing in een stroomketen, bijvoorbeeld een stroomketen voor verlichtingsdoeleinden Delen van installaties die onafhankelijk van elkaar moeten worden bedreven moeten door afzonderlijke distributiegroepen zijn gevoed, waarbij deze stroomketens niet worden beïnvloed door storingen in andere stroomketens 12

13 Om te kunnen voldoen aan rubriek 31 dienen beveiligingstoestellen selectief te zijn. We onderscheiden drie vormen van selectiviteit; Selectiviteitvormen Absolute selectiviteit Ongeacht de hoogte van de te verwachten kortsluitstroom, de foutstroom wordt onderbroken door B A B IK Voor IN geldt; IN(A) > 1, IN(B) Deel selectiviteit De te verwachten kortsluitstroom is onbekend. B De selectiviteitgrens wordt vastgesteld op basis van de gegevens van de fabrikant (zie tabel 8 en tabel 9) A Selectiviteitgrens 2000A Volledige selectiviteit De te verwachten kortsluitstroom ligt onder de selectiviteitgrens. De foutstroom wordt onderbroken door B A B IK < 2 Selectiviteitgrens 2000A NEN1010:2007_Bepaling 3.1_Bepaling van de kortsluitstroom De te verwachten kortsluitstroom moet worden bepaald voor elk relevant punt van de installatie. Dit kan gebeuren door berekening of meting. Tabel 7 Selectiviteit Voorbeeld: 3 3 1A/C-karakteristiek/kA Ik = 3kA Uit tabel 9 kunnen we aflezen dat de selectiviteit tussen een smeltveiligheid Diazed 3 A en een installatieautomaat ka/1 A/C 00 A bedraagt. De maximaal optredende kortsluitstroom ter plaatse bedraagt 3000 A. We spreken hier van volledige selectiviteit. 13

14 Selectiviteitstabellen smeltveiligheden/installatieautomaten, ka B, C / ka B, C, ka B (MH) Smeltveiligheid gl/gl NH00 Smeltveiligheid Diazed Smeltveiligheid Diazed traag I n 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 12 A 10 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 1 A 20 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A A 1,3 2,,,,,, 1,1 2,,,,, 0, 1 1,7,,,,, 10 A 1,2 1, 3,,,,, 0,9 1,7 3,,, 0, 0,7 1,1 2,8,,,, 1 A 1,2 2, 3,,,,, 1, 2,,,, 0, 0,9 2,0,1,,, 20 A 2,3 3,,,, 2,3,1,, 1,9 3,8,,, 2 A 2,1 2,7,,,, 2,1 3,8,1, 3,2,,, 32 A 1,9 2,,,, 1,9 3,2 3,8, 3,,,, ka C (MJ) Smeltveiligheid gl/gl NH00 Smeltveiligheid Diazed Smeltveiligheid Diazed traag I n 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 12 A 10 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 1 A 20 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 2 A,,,,,,,,,,,,,, 1, 2, 3,,,,, A 3,,,,,,,, 3,,,,, 1 1, 2,,,,,, A 1,1 1,8 3,,,,,, 1 2,,,, 0, 0,8 1,,3,,,, 10 A 1 1,2 2,,,,, 0,7 1, 3,2,,, 0, 0, 1 2,,,,, 1 A 0,9 1,3 2,8 3,8,,, 1 2,,,, 0, 0,7 1,8 3,8,2, 20 A 1 2, 3,2,,, 2,1,,, 1, 3,2 3,8, 2 A 2 2,8,,, 1,8 3, 3,8, 3 3, 3,, 32 A 2,,,, 2,8 3, 2,9 3,1,2 Cascade: MH/MJ 0 ka 20 ka gl max. 100 A 10 A Tabel 8 Selectiviteittabel smeltveiligheid/installatieautomaten, ka B, C ka B (MB/MK)/ADA Smeltveiligheid gl/gl NH00 Smeltveiligheid Diazed Smeltveiligheid Diazed traag I n 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 12 A 10 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 1 A 20 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A A 1,3 2,7 1,1 2,,7 1 1,7, 10 A 1,2 1, 3, 0,9 1,7 3 1,1 2,8 1 A 1,2 2, 3, 1, 2,,9,8 0,9 2,1 20 A 2,3 3, 2,3,1 3,8 2 A 2,1 2,7,7 2,1 3,8,1 3,2 32 A 1,9 2, 1,9 3,2 3,8 3 0 A 2,2 3,2 2,8 3,1,8 0 A, 2,3,2, 3 A,3 ka C (MC)/ADA Smeltveiligheid gl/gl NH00 Smeltveiligheid Diazed Smeltveiligheid Diazed traag I n 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 12 A 10 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A 1 A 20 A 2 A 3 A 0 A 3 A 80 A 100 A A 1,1 1,8 3,, 1 2, 0,8 1,,3 10 A 1 1,2 2, 0,7 1, 3,2 1 2,,7, 1 A 0,9 1,3 2,8 3,8 1 2,,,2, 0,8 2 3,8,2 20 A 1 2, 3,2, 2,1,,8, 3,2 3,8 2 A 2 2,8,1 1,8 3, 3,8,7 3 3, 3, 32 A 2,, 2,8 3, 2,9 3,1,2 0 A 3,8 1,9 2,8 3,8 2,7 3,8 0 A 2, 3, 3, 3 A Cascade: MB/MK/MC 0 ka 2 ka gl max. 100 A 10 A De voorgeschakelde beveiliging (horizontaal) is selectief t.o.v. de nageschakelde beveiliging (verticaal) tot aan de stroomwaarde in de kruistabel (ka). Tabel 9 Selectiviteittabel smeltveiligheid/installatieautomaten ka B, C Voor selectiviteittabellen smeltveiligheden/ installatieautomaten 10 ka B, C, D, zie de catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011 pag Een betrouwbare en bedrijfszekere installatie is volledig selectief. Om te kunnen bepalen of een installatie volledig selectief is, dient eerst de te verwachten kortsluitstroom te worden bepaald (zie hiervoor 3.). 1

15 3. Kortsluitvastheid Het zelf ontwerpen van schakel- en verdeelinrichtingen met behulp van geprefabriceerde bouwstenen beperkt de daarbij vereiste specialistische kennis bij de installateur tot een minimum. Toch dien je rekening te houden met enkele belangrijke criteria. Het verschijnsel kortsluiting maakt daar deel van uit. Schema Bepalen van de kortsluitstroom Verwijzing Kortsluitvermogen/ kortsluitstroom De installatie dient bestand te zijn tegen het ter plaatse te verwachten kortsluitvermogen Van ieder relevant punt van de installatie dient de te verwachten kortsluitstroom te worden bepaald De netbeheerder informeert de aangeslotene omtrent de minimum en maximum waarde van het kortsluitvermogen tijdens de normale bedrijfstoestand Een redelijk betrouwbare methode om het kortsluitvermogen te bepalen is het gebruik van tabellen en grafieken. NetCode bep Bep NEN1010:2007 bep. 3.1 bep kva V/ 00V Uk=% 1. de netbeheerder informeert u omtrent het kortsluitvermogen, of 2. U bepaalt het kortsluitvermogen aan de hand van onderstaande tabel Transformatorgegevens Trafo[kVA] In [A] Uk [%] Ik [ ka ] 72 1,8 1 3, , , ,7 P 100% I k = x U. 3 U k Bijlage B-1 12A 3. Kapstroom bepalen Dit is de stootkortsluitstroom die maatgevend is voor de dynamische belasting. Bijbehorende effectieve waarde bepalen Kapstroomkromme : 23kA eff. 10kA piek Effectieve waarde van de kortsluitstroom I ka ka < I 10 ka 10 ka < I 20 ka 20 ka < I 0 ka 0 ka < I Cos φ 0,7 0, 0,3 0,2 0,2 n 1, 1,7 2,0 2,1 2,2 NEN-EN-IEC bep Tabel 7 Bijlage B-2 Bijlage B-3 RODE LIJN Stroombegrenzende uitrusting 12A Kapstroom 17kA Toetsing kortsluitvastheid niet vereist NEN-EN-IEC 139-1_bepaling ^ I s = I k eff. x n 10 I k eff. = =,88 ka 1,7 NEN-EN-IEC bep bep Demping voedingskabel bepalen 2 YmVK 3 mm meter De voedingskabel naar de onderverdeler dempt de kortsluitstroom. Op basis van de tabel bepalen we de mate van demping. Voor de kabellengte nemen we de dichtstbijzijnde lagere waarde. Voor de kortsluitstroom, stroomopwaarts, nemen we de dichtstbijzijnde hogere waarde Bijlage B- De kortsluitstroom wordt door de kabel gereduceerd van 7kA tot ka. 12A/P. De verdeler dient bestand te zijn tegen het ter plaatse optredende kortsluitvermogen van: Ik = ka (effectieve waarde) Is = ka (piekwaarde) 7. Selectiviteit bepalen. catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011 pag A/B/kA De kortsluitstroom ter plaatse is, als gevolg van de kabellengte, zodanig beperkt dat de patroon niet aanspreekt. Indien dit niet het geval is, dan dient met behulp van selectiviteitstabellen de mate van selectiviteit te worden bepaald. De maximaal optredende kortsluitstroom ter plaatse is ka. De installatieautomaat met een nominale waarde van 1A en een kortsluitafschakelvermogen van ka is selectief tot/met een optredende kortsluitstroom van ka. We spreken hier van volledige selectiviteit. Stappenplan voor het bepalen van de kortsluitvastheid 1

16 De te verwachten kortsluitstroom dient te worden bepaald voor ieder relevant punt van de installatie. Dit kan door middel van meting (bestaande installatie) of door berekening (nieuwe installatie). Bij het ontwerp van de schakel- en verdeelinrichting dient rekening te worden gehouden dat de constructie voldoende bestand is tegen de thermische en dynamische belastingen door kortsluitstromen tot de nominale waarden. NEN-EN-IEC 139-1_bepaling Indien installateurs een schakel- en verdeelinrichting bestellen bij een gecertificeerd paneelbouwbedrijf, dan dient de installateur de waarde van de te verwachten kortsluitstroom, ter plaatse van de opstelling, aan de paneelbouwer op te geven. 3. Aardlekschakelaars In de NEN1010:2007 art Aanvullende bescherming is bepaald dat in wisselspanningssystemen aanvullende bescherming tot stand moet worden gebracht door een toestel voor aardlekbeveiliging in overeenstemming met art. 1.1 voor; - contactdozen met een toegekende stroom van ten hoogste 20 A voor algemeen gebruik door leken. - verplaatsbaar elektrisch materieel met een toegekende stroom van ten hoogste 32 A voor gebruik buiten en - aansluitpunten voor verlichting in ruimten met een woonfunctie, een celfunctie of een logiesfunctie of in woonschepen. Dit geldt niet voor aansluitpunten voor verlichting in gemeenschappelijke verkeersruimten. Een uitzondering mag worden gemaakt voor: - contactdozen voor gebruik onder toezicht van vakbekwame of voldoende onderrichte personen, bijvoorbeeld in bepaalde commerciële of industriële ruimten of - een contactdoos die alleen is bedoeld voor het aansluiten van een bepaald elektrisch toestel. Deze bepaling is niet van toepassing op installaties van vóór 197 en in niet tot bewoning bestemde gebouwen die zijn aangelegd volgens NEN 1010:200 of een eerdere editie van NEN Art zegt dat het gebruik van toestellen voor aardlekbeveiliging met een toegekende aanspreekstroom van ten hoogste 30 ma wordt in wisselspanningssystemen beschouwd als aanvullende bescherming in het geval van: - een defect aan de voorziening voor basisbescherming; - een defect aan de voorziening voor foutbescherming; - zorgeloosheid van de gebruiker. 1

17 I N = 30mA Op één toestel voor aardlekbeveiliging met een I N = 30 ma mogen ten hoogste vier eindgroepen zijn aangesloten Figuur 9 Toestellen voor aardlekbeveiliging kunnen aanspreken bij een aardlekstroom van 0, 1 x I N. De belasting moet zo over de stroomketens zijn verdeeld dat de te verwachten lekstromen tijdens normaal bedrijf geen onnodig uitschakelen veroorzaken. NEN1010: bepaling Selectiviteit Een installatie dient voldoende betrouwbaar en bedrijfszeker te zijn. Dit wordt geregeld in rubriek 31 van de NEN1010:2007-H3. Hierdoor dient ook rekening te worden gehouden met de selectiviteit tussen toestellen voor aardlekbeveiliging onderling Iedere installatie moet, waar noodzakelijk, zijn opgedeeld in meer dan één stroomketen om: d) bij defecten gevaar te vermijden en de nadelige gevolgen zo gering mogelijk te houden; e) veilig(e) inspectie, beproeving en onderhoud mogelijk te maken; f) rekening te houden met gevaar dat zou kunnen ontstaan door een storing in een stroomketen, bijvoorbeeld een stroomketen voor verlichtingsdoeleinden Delen van installaties die onafhankelijk van elkaar moeten worden bedreven moeten door afzonderlijke distributiegroepen zijn gevoed, waarbij deze stroomketens niet worden beïnvloed door storingen in andere stroomketens NEN1010: bepaling

18 Indien het noodzakelijk is dat twee toestellen voor aardlekbeveiliging in serie worden geplaatst, dan dient rekening te worden gehouden met selectiviteit. Om voldoende selectiviteit te waarborgen moet tegelijkertijd voldaan worden aan de volgende voorwaarden: S A Hoofdverdeler B A S Onderverdeler B a) Tijdselectiviteit Het aardlekbeveiligingstoestel aan de voedende zijde moet een zodanige stroom/tijd- karakteristiek hebben dat dit toestel niet aanspreekt binnen de stroom/tijd-karakteristiek van het aardlekbeveiligingstoestel aan de belastingszijde en Aardlekbeveiliging A: Selectieve uitvoering (S-type), symbool S b) Stroomselectiviteit De nominale aanspreekstroom van het aardlekbeveiligingstoestel aan de voedende zijde moet hoger zijn dan die van het aardlekbeveiligingstoestel aan de belastingszijde. I N (toestel A) 3 x I N (toestel B) Figuur 10 Selectieve aardlekbeveiliging Aardlekbeveiliging wordt toegepast voor foutbescherming (NEN1010: beschermingsmaatregelen) en eventuele aanvullende bescherming. De maximale uitschakeltijden zijn weergegeven in tabel 10. Type Uitschakeltijd aardlekbeveiliging Bandbreedte I N 2 x I N x I N Standaard t 300 msec t 10 msec t 0 msec Selectief 130 msec t 00 msec 0 msec t 200 msec 0 msec t 10 msec Maximale uitschakeltijden Stelsel Wisselspanning 120 V < U0 230 V Eindgroep Distributiegroep t/m 32 A WCD s > 32 A zonder WCD s TT t 200 msec * t 1 Sec t 00 msec * TN t 00 msec * t Sec * Uitschakeling door een beveiligingstoestel tegen overstroom en bij voldoende potentiaalvereffening Note: Bij een TT-stelsel met een hoge aardverspreidingsweerstand dus ALTIJD een maximale uitschakeltijd van 200 msec. NEN-EN-IEC bepaling.3.12 NEN-EN-IEC bepaling.3.8. NEN1010: bepaling Tabel 10 Uitschakeltijden De uitschakeltijden in TT-stelsels en TN-stelsels hebben betrekking op aanzienlijk hogere te verwachten foutverschilstromen dan de toegekende aanspreekstroom van het toestel voor aardlekbeveiliging. 18

19 Rekenvoorbeeld R A x I N 0 V ==> R A 0 V/300 ma 1 Ω Foutverschilstroom bij R A = 1 Ω I fout = U O / R A = 230 V / 1 Ω = 138 ma Bij een R A van 1 Ω is de foutverschilstroom ruim, x I N. Zowel de standaard aardlekbeveiliging als het S-type aardlekbeveiliging schakelt ruim binnen de gestelde tijd uit en mag worden toegepast als foutbescherming overeenkomstig het gestelde in de NEN1010. NEN1010: bepaling Bij het testen van aardlekbeveiliging op de uitschakeltijd dient u uit te gaan van de waarden, zoals vermeld bij I N. NEN1010: bepaling Om de betrouwbaarheid en bedrijfszekerheid van de installatie verder te verhogen, kan worden gekozen voor High Immunity aardlekbeveiliging. High Immunity aardlekschakelaars hebben een verhoogde immuniteit tegen ongewenst uitschakelen. High Immunity aardlekschakelaars zijn zowel in de standaard uitvoering als in het S-type verkrijgbaar. Beter is het om per eindgroep voor aardlekbeveiliging te kiezen door toepassing van Hager aardlekautomaten. Hiermee wordt voorkomen dat de som van de lekstromen van de op dezelfde aardlekschakelaar aangesloten eindgroepen onnodig uitschakelen van de aardlekschakelaar veroorzaakt. NEN1010: bepaling Voor meer informatie betreffende aardlekschakelaars en High Immunity aardlekschakelaars wordt verwezen naar de catalogus Energiedistributiesystemen 2010/2011, hoofdstuk

20 3.7 Installatieautomaten en smeltveiligheden In de NEN1010:2007 wordt in artikel eisen gesteld voor automatische uitschakeling van de voeding. Dit kan geschieden door toepassing van smeltveiligheden of installatieautomaten. Vermogensschakelaars zijn schakelaars die ook onder bepaalde abnormale omstandigheden stromen kunnen inschakelen, gedurende een bepaalde tijd geleiden en uitschakelen. Op kortsluiting inschakelen en vervolgens ook op kortsluiting uitschakelen is een dergelijke omstandigheid. NPR310 Blad 2 Installatieautomaten voldoen aan deze definitie. De nominale stroom van smeltpatronen moet zijn gekozen volgens bijlage tabel 3C (NEN1010:2007). Uit de tabel blijkt dat er een verschil bestaat tussen I Z en I N van minstens 10%. Voor doorsmeltkarakteristieken zie brochure weber.fuses: NH - pagina 33 en D - pagina I1= 1,13xIn I2=1,xIn Voor installatieautomaten geldt; I B I N I Z I 2 1, I Z ==> 1, I N 1, I Z , 0, 0,2 0,1 B C D 0,0 0,0 0,02 0,01 1 1, Veelvoud van de nominale stroom ==> I N = I Z Het verschil tussen I Z en I N is altijd in het voordeel van de installatieautomaat. Met name in utiliteitsinstallaties worden nagenoeg uitsluitend nog installatieautomaten toegepast. Figuur 11 Uitschakelkarakteristiek 20