Beveiligingen in LS-installaties Een elektrische installatie die geen fouten vertoont, zal even goed functioneren zonder beveiligingen. Dit zou de installatie bovendien een stuk goedkoper maken. Enkel wat aftakkingen maken op de hoofdkabel, de stopcontacten en verlichting aansluiten en klaar. Dit is echter buiten de gebruiker gerekend. Deze zal naast het aansluiten van de gebruikstoestellen een heleboel andere activiteiten uitvoeren die tot fouten kunnen leiden. Denk maar aan het aansluiten van te veel toestellen op een leiding, doorboren van muren met kabels, haardrogers die in bad vallen, lampen vervangen, Daarnaast kunnen ook defecten in toestellen aanleiding geven tot fouten. Om de gevolgen van al deze fouten en verkeerd gebruik te beperken, wordt men verplicht allerhande beveiligingen te plaatsen. Deze zullen niet alleen de gebruiker beschermen maar tevens voorkomen dat de elektrische installatie, de gebruikstoestellen en de ganse woning beschadigd worden. Bij het ontwerp van een elektrische installatie moet men rekening houden met 2 mogelijke gevaren namelijk: Gevaar op elektrocutie tengevolge van rechtstreekse of onrechtstreekse aanraking Brandgevaar tengevolge van overstromen of verliesstromen in bepaalde delen van de installatie 1. Beveiliging tegen rechtstreekse aanraking Onder rechtstreekse aanraking verstaat men rechtstreeks contact met actieve delen zoals bv. blanke geleiders. De beveiliging tegen rechtstreekse aanraking wordt meestal verwezenlijkt door het aanbrengen van een bestendige isolatie of door blanke, actieve delen ongenaakbaar op te stellen eventueel met behulp van hindernissen. Een andere mogelijkheid is gebruik te maken van een zeer lage en daarom ongevaarlijke spanning (< 25 V). Deze zeer lage veiligheidsspanning moet geleverd worden door een veiligheidstransformator. symbool: Bron: Erea
Voor de bescherming tegen rechtstreekse aanraking moet geen gebruik gemaakt worden van toestellen die de voeding onderbreken, om alzo het elektrocutiegevaar weg te nemen. 2. Beveiliging tegen onrechtstreekse aanraking Het aanraken van een toestel, dat tengevolge van een interne fout onder spanning staat, heeft tot gevolg dat er een stroom doorheen het lichaam van een geaard persoon kan vloeien. Of deze stroom gevaarlijk is, hangt af van volgende parameters: - Waarde van de stroom - Frequentie van de stroom: 50 Hz is gevaarlijker dan gelijkstroom - Tijd: hoe langer de stroominwerking, hoe nadeliger. - Weg die de stroom door het lichaam volgt, meest nadelige weg is die langs het hart. Om het elektrocutiegevaar te verminderen moet de fout zo snel mogelijk van het net afgeschakeld worden. Zowel differentieelschakelaars als automaten (of zekeringen) kunnen hiervoor als beveiliging toegepast worden. 3. Differentieelschakelaars In een foutloze installatie is de vectoriële som van de stromen in de actieve geleiders (incl. nulgeleider) altijd gelijk aan nul. Wanneer er zich echter een isolatiefout voordoet, vloeit er een gedeelte van de stroom langs de beschermingsgeleiders en/of langs de aarde terug naar de voedingsbron (transfo). Als deze verliesstroom de nominale aanspreekwaarde (bv. 300 ma) van de differentieelschakelaar overschrijdt, zal deze uitschakelen. Bron: Legrand Om het risico van ongewenste uitschakelingen te verminderen kan men gebruik maken van selectieve (=tijdvertraagde) of superimmuniserende ( si ) differentieels.
Een differentieel is in vele gevallen ook een betrouwbare preventie tegen brand door isolatiefouten (beschadiging isolatie, insijpeling water, doorslag geleiders, ) In geval men een net 3 x 400 + N ter beschikking heeft, is het belangrijk om de nulgeleider aan te sluiten op de klemmen die hiervoor voorzien zijn. Welke klemmen voor de aansluiting van de nulgeleider voorbehouden zijn, kan afgelezen worden op het ééndraadschema dat is aangebracht op de differentieel. Om overspanningen op gebruikstoestellen te voorkomen, zal de nulgeleiderpool immers later onderbroken worden en vroeger inschakelen dan de polen van de fasen. 4. Overstroombeveiliging Om leidingen te beveiligen tegen de kwalijke gevolgen van grote stromen waarvoor ze niet gedimensioneerd zijn, wordt gebruik gemaakt van overstroombeveiligingen. Hoe gaat men te werk bij de keuze van een overstroombeveiliging? o Berekenen van de nominale bedrijfsstroom van een stroombaan (Ib). Dit is de som van de nominale stromen van alle in de stroombaan opgenomen toestellen. o Kiezen van een beveiliging waarvan de nominale waarde (In) groter is dan de bedrijfsstroom (In > Ib). o Kiezen van een elektrische leiding waarvan de maximaal toegelaten stroom (Iz) groter is dan deze van de beveiliging (Iz > In). o Controleren of de minimale kortsluitstroom, wanneer er zich op het verst afgelegen uiteinde van de kabel een kortsluiting voordoet, voldoende groot is om de magnetische drempel van de overstroombeveiliging aan te spreken. o Wanneer in TN-netten overstroombeveiligingen worden gehanteerd als beveiliging tegen onrechtstreekse aanraking, moet nog gecontroleerd worden of de te verwachten foutstromen voldoende groot zijn om de magnetische drempel van de beveiliging aan te spreken. o Het onderbrekingsvermogen van de beveiliging moet groter zijn dan de maximaal te verwachten kortsluitstroom op de plaats van installatie.
Opmerking: Tenslotte dient men nog te controleren of de spanningsval ( U) niet te groot is. Hiervoor worden volgende voorwaarden gesteld: Voor verlichting: U < 3% Voor andere toestellen: U < 5% 5. Automatische schakelaars De uitschakelkarakteristiek van automatische schakelaars wordt gekenmerkt door een thermische en een magnetische drempel. De thermische drempel schakelt overbelastingstromen uit terwijl de magnetische drempel verantwoordelijk is voor de ogenblikkelijke uitschakeling van kortsluitstromen. De magnetische drempel is afhankelijk van het type automatische schakelaar en is een veelvoud van In. Uitschakelkar. Magnetische drempel Im = x In Voor de bescherming van B 3 5 Lange lijnen Resistieve belastingen (boilers, accuverwarming, konvektoren) C 5-10 Huishoudelijke toep. (verl. Stopcontacten) Industriële toepassingen (motoren,..) D 10-20 Toestellen met hoge inschakelstromen (transfo, magneetventielen, motoren met moeilijke aanloop) K 10-14 Toestellen met hoge inschakelstromen (transfo, magneetventielen, motoren met moeilijke aanloop) MA 9-12 Motoren (enkel beveiliging tegen kortsluiting) Z 2,4 3,6 Voor de beveiliging van halfgeleiderapparatuur en spanningstransformatoren Voor de grotere types van vermogenschakelaars kan men zowel de thermische als de magnetische drempel via stelschroeven instellen.
6. Zekeringen In vergelijking met automaten zijn zekeringen een stuk goedkoper en zijn ze bovendien in staat grotere kortsluitstromen te onderbreken. Nadeel is echter dat het aanspreken van een zekering destructief is, met vervangingskosten en tijdverlies tot gevolg. Het type zekering kan bepaald worden aan de hand van een tweeletterige code waarvan de eerste de gebruikscategorie voorstelt en de tweede de onderbrekingszone. Gebruikscategorie G (vroeger L) M R Onderbrekingszone g a Algemeen gebruik motorbeveiliging Beveiliging van halfgeleiders zowel voor overbelasting als kortsluiting enkel voor kortsluiting Heb u nog verdere vragen of opmerkingen? Aarzel niet om ons te contacteren! Vlaams Elektro Innovatiecentrum Kleinhoefstraat 6 2440 Geel tel: 014/57.96.10 info@vei.be www.vei.be