vermoedelijk veroorzaakt door kortsluiting Elektriciteit als oorzaak van brand November 2013, brand bij een wokrestaurant in Musselkanaal (Gr), begonnen in de bovenwoning. Ook hier is de exacte oorzaak onbekend gebleven. Kortsluiting? Uit tellingen van de Brandweeracademie van het Instituut Fysieke Veiligheid (IFV) blijkt dat in het kalenderjaar 2013 53 personen om het leven zijn gekomen door brand in een gebouw. Van dit aantal kwamen 45 personen om in een woning en zeven in een loods, bedrijfspand of windmolen. Het aantal van 53 branddoden wijkt niet af van het gemiddelde aantal doden door brand in gebouwen over de periode 2001-2012 (52). Het is wel een sterke stijging in vergelijking met de periode 2009-2012 (43). Het Centaal Bureau voor de Statistiek (CBS) meldt aanvullend dat veruit de belangrijkste oorzaak van binnenbranden (45 procent) een defect aan apparatuur is of het verkeerde gebruik ervan. 12
In nieuwsberichten valt nogal eens te lezen dat een brand te wijten zou zijn geweest aan kortsluiting. Kortsluiting wordt dan gebruikt als verzamelbegrip voor elk denkbaar elektrisch fenomeen. Deze term doet bij elektrotechnici de tenen krullen, vooral als die wordt gebezigd door leken. Elektrische stroom heeft iets magisch: je ziet het niet, maar het is er wel. Door geleidende materialen kunnen geladen deeltjes bewegen (stroom). Ze kunnen zich ergens ophopen, maar ergens anders juist een tekort creëren (spanning). Het proces zorgt voor een uiterst nuttig inzetbare energiebron. Een energiebron die echter (te) vaak wordt gezien als veroorzaker van brand. Stroomsterkte en weerstand Stroomsterkte wordt uitgedrukt in ampère (A). Hoe hoger de stroom, hoe meer warmte er ontwikkeld zal worden in de geleider waardoor die stroom loopt. Behalve van de stroomsterkte is de warmteontwikkeling ook afhankelijk van de weerstand. Hoe dunner een kabel, hoe hoger de weerstand. Te veel stroom door een dun kabeltje, kan de boel zelfs doen smelten. Denk aan een camping met een serie caravans, die zijn aangesloten op hetzelfde verlengsnoer. Aan een grote stroomverbruiker, zoals een wasmachine, zit daarom een dik netsnoer met zware koperen geleiders. Bij een scheerapparaat is een dun krulsnoertje al afdoende. Een dergelijk krulsnoer aan de wasmachine zou al snel slap gaan hangen vanwege de warmte die het ontwikkelt. hoeveelheid zuurstof in de lucht eromheen bevindt. Een bijkomend risico is dat zich daarbij een dikke zwarte en giftige rook kan vormen. Omdat bij moderne installaties ook de omhullende buis en de zogeheten lasdozen van PVC gemaakt zijn, kan een smeulende inhoud ook de buitenzijde ontsteken, plus vervolgens de nabije omgeving. Gevolg brand! Zekeringen Een installatiedraad zal niet snel zo warm worden dat de omgeving smelt of ontbrandt, mits die minstens van de voorgeschreven diameter is. Als de stroomsterkte te groot wordt, bijvoorbeeld door een te groot aantal verbruikers, zal er een zekering in de groepenkast doorsmelten. Een zekering of smeltpatroon ( stop in lekentaal) bestaat uit een kort dun draadje in een onbrandbare behuizing, dat doorsmelt bij overschrijding van een bepaalde stroomsterkte, bijvoorbeeld 16 ampère. Datzelfde gebeurt bij kortsluiting. Kortsluiting is het ongewenste verschijnsel Warmte en zelfontbranding Als koperen geleiders met elkaar in contact komen ontstaat er kortsluiting. Om dat te voorkomen zijn ze voorzien van een laagje isolatiemateriaal. Dat zorgt er tevens voor dat ze veilig aan te raken zijn. Het meest gebruikte isolatiemateriaal in huisinstallaties is polyvinylchloride. Dat is soepel en goedkoop plastic dat prima isoleert, maar helaas wel brandbaar is. Bij slecht contact kunnen de geleiders dusdanig heet worden, dat zelfontbranding optreedt. Het ontbrandt bij een temperatuur van ongeveer 470 graden Celsius, mits er zich een normale Thermografische opname (met warmtebeeldcamera) van een groepenkast. De tweede zekering in de bovenste rij wordt te warm, hetgeen leidt tot het advies om de gebruikers beter te verdelen over de beschikbare groepen. Idem van een klemmenstrook. De blauwe nuldraad (4 e van rechts) maakt slecht contact en is al zwartgeblakerd. NIBHV Veiligheid 56 2014 13
Cijfers branden in gebouwen in 2013 53 dodelijke slachtoffers in totaal 10 dodelijke slachtoffers meer dan in 2012 13 ouderen onder branddoden 45 dodelijke slachtoffers in woningen 6.000 woningbranden = 16 per dag circa 600 gewonden waarbij twee geleiders (draden) met verschillende spanning direct met elkaar in contact komen. Dat geeft heel even een piekstroom die vele malen hoger ligt dan bedoeld, de weerstand is immers nihil. De zekering redt de installatie. Er gebeurt niets, afgezien van een stevige vonk op de plaats van de kortsluiting. Natuurlijk is de vonk wel een mogelijke ontstekingsbron, maar dan moeten zich zeer brandbare zaken in de directe nabijheid van de vonk bevinden. Zekeringen beveiligen een installatie tegen overstroom en tegen de gevolgen van een kortsluiting. Tegenwoordig zijn het meestal geen smeltzekeringen meer, maar elektromagnetisch bediende schakelaars die automatisch afschakelen bij te hoge stroomsterkten: zekeringautomaten. Ongezekerde instal- laties vormen een reële bedreiging van de veiligheid. Daar kan de stroom groter worden dan de bedrading veilig toelaat. Bijvoorbeeld bij het in wietplantages illegaal aftakken van elektriciteit vóór de meter. Slechte contacten Als kortsluiting geen waarschijnlijke brandoorzaak is, is de vraag waar het dan wel mis gaat. Een van de risico s is het zeer plaatselijk opwarmen van contacten: losjes aaneengeklemde of geschroefde verbindingen tussen draden onderling, ondeugdelijke schakelaars, wandcontactdozen, verlengsnoeren en verdeeldozen. Weerstand in een circuit ontwikkelt warmte, dus hoe groter de stroom en hoe slechter een contact, hoe meer warmte er ontstaat. Een goed contact heeft een flink contactoppervlak en een hoge contactdruk. Als een netsteker losjes in een wandcontactdoos hangt, is er onvoldoende contactdruk. De contactpennen worden warm, als er flinke stromen lopen. De steker van het scheerapparaat heeft door het geringe stroomverbruik minder snel last van een slecht klemmend contact dan die van het koffiezetapparaat, de ventilatorkachel of de wasmachine. Verende stripjes die de pennen van een steker omklemmen kunnen zo warm worden dat ze uitgloeien en hun veerkracht verliezen. Het effect versterkt zichzelf ook Moderne insteekdop; zgn. heldersteeklas die zicht biedt op de ingestoken draadeinden. Alle apparaten voortdurend aan de lader houden is niet raadzaam. 14
nog: warm worden zorgt voor een toenemende elektrische weerstand en dus nog meer warmteontwikkeling. Bovendien heeft warm metaal sneller de neiging te oxideren en de oxidelaag zorgt voor een nog slechter contact. Lasdoppen Elektriciens hebben zorg te dragen voor een deugdelijke installatie, inclusief een bedrading volgens voorschrift, waarbij risico s worden uitgesloten. Ze voeren de nodige controles uit voor oplevering, zowel ten behoeve van de aanrakingsveiligheid als van de warmteaspecten. Belangrijke aandachtspunten zijn daarbij de verbindingen tussen draden onderling. Die kunnen zijn uitgevoerd op klemmenstroken (bijvoorbeeld in verdeelkasten), waar schroefverbindingen zorgen voor goed contact. In lasdozen worden de gestripte draadeinden stevig ineengedraaid en voorzien van een opgeschroefde lasdop. Die kerft zich met een scherpe spiraal van vierkant draad in het koper en zorgt op die manier voor een uitstekend contact. Daarbij wordt voornamelijk gebruik gemaakt van moderne insteekdoppen, rechthoekige blokjes waarin een aantal gestripte draden worden gestoken. Een scherp, verend mes bijt zich in de koperen draden. Slordig gebruik kan overgangsweerstanden veroorzaken. Een verbogen binnenwerk, na het uittrekken en weer opnieuw aanbrengen van draden, kan onvoldoende contact maken voor het veilig voeren van grotere stroomsterkten. in een betonnen wand leidt dat niet snel tot brand, maar wel als die lasdoos zich tussen plafond en houten vloer bevindt of in de buurt van een rieten dak. Als we weten dat bepaalde installatieonderdelen echt zwaar worden belast, dan gebruiken we nog steeds draaidoppen. De huidige insteekdoppen van de betere merken zijn betrouwbaar, als je de draden er voldoende diep insteekt. Dit is zeker goed te zien bij de transparante heldersteeklassen. Dat is meteen een tip voor een doe-het-zelver: druk alle draden nog eens aan na een aanpassing, want die kunnen zich loswerken als je de draden naar buiten buigt en later weer terugdrukt. Kom je veel onverantwoord knutselwerk tegen? Captijn: Niet zozeer bij bedrijven, maar wel in woonhuizen. Mensen spijkeren een tweelingsnoer langs de plint, met de spijkertjes tussen de aders door. Vervolgens sluiten ze daar koffiezetapparaten, magnetrons en andere grootverbruikers op aan. Dat is vragen om moeilijkheden. Wasmachines en wasdrogers worden soms via verdeeldoosjes van vijf euro op dezelfde groep aangesloten. Frits Captijn, eigenaar van Captijn Elektrotechniek B.V. uit Overveen. Elektriciens hebben zorg te dragen voor een deugdelijke installatie, inclusief een bedrading volgens voorschrift, waarbij risico s worden uitgesloten. Frits Captijn van Captijn Elektrotechniek B.V. uit Overveen (www.captijn.nl) vertelt over het gebruik van lasdoppen in de praktijk: Wij hebben niet voorop gelopen bij het gebruik van de insteekdoppen, ook al werken ze veel sneller dan de oude draaidoppen. Bij het op de markt komen van de eerste steeklasdoppen (ca. 25 jaar geleden, red.) kwamen storingen regelmatig voor. Wij komen bij een storingsmelding nog met enige regelmaat steeklassen tegen waarvan de isolatie compleet gesmolten of zwartgeblakerd is. Dat ziet er dan uit als een bruinzwart bloemkooltje. In een plastic lasdoos Invoer van elektriciteitskabel in een oud woonhuis, verwoest door een vlamboog in de kabelinvoermof, vlak vóór de hoofdzekeringen. Oorzaak: vocht. NIBHV Veiligheid 56 2014 15
Risico kabelhaspel Dat een opgerolde kabelhaspel warm wordt bij zware belasting heeft niets te maken met zelfinductie of spoelwerking, ook al wordt dat soms beweerd. Zelfinductie is de mate waarin de groei van een stroom in een geleider vertraagd wordt door het erdoor opgebouwde magneetveld. Ten eerste loopt de stroom die door één van de gel eiders vloeit, door de andere (er direct naast liggende) geleider weer terug, waardoor ze elkaars magnetisch veld teniet doen. Dat betekent dat een haspel zich niet als spoel zal gedragen, ook opgerold niet. Ten tweede zal een (veronderstelde) zelfinductie niet voor warmteontwikkeling zorgen, maar voor een zekere faseverschuiving van de wisselstroom ten opzichte van de spanning. Dat heeft niets te maken met brandrisico. De weerstand van de geleiders en de onmogelijkheid om warmte af te staan aan de omgeving vormen wel de brandrisico s. De eenvoudige gebruiksrichtlijn van een kabelhaspel luidt: controleer de belastbaarheid en de aan te sluiten apparatuur en rol de kabel geheel uit. Dat kan een factor 3 schelen. Gebruik bij voorkeur een haspel met ingebouwde thermische beveiliging. Deze opgerolde kabelhaspel heeft een thermische overbelastingsbeveiliging (rood knopje in het midden). In veel contactdozen uit het verre oosten zit te dun draad, met half aangeknepen verbindingen en soms een duidelijk onderbemeten schakelaartje erbij. Ik begrijp niet dat het verkocht mag worden. Mensen melden zich doorgaans pas, als er iets gaat stinken of knetteren, of als ze regelmatig naar de meterkast moeten lopen. Mijn advies is: voel eens aan netstekers en aan zekeringautomaten in de meterkast. Als ze warm worden is er iets loos, dan maken ze onvoldoende contact. Als een schakelaar zachtjes knettert of drie keer omgezet moet worden voordat hij goed inschakelt, is het tijd voor vervanging. Als je zelf een netsteker aan een wasmachine zet, let dan op of die geschikt is voor 16 ampère. De meeste stekers zijn voor maximaal 10 A. Zijn er nog meer risico s? Captijn: Er zijn veel apparaten die tegenwoordig ingeschakeld of op stand-by blijven staan. Mensen zijn daar onachtzaam mee. Oplaadbare toestellen, zoals telefoons, laat men soms dag en nacht aan de lader hangen. Moderne adaptertjes bevatten niet eens meer een zekering of een kleine transformator. Het is halfgeleidertechniek, rechtstreeks aan het net, doorgaans met een zelfherstellende elektronische temperatuurbeveiliging. Als dat defect raakt, is de volle netstroom beschikbaar voor steekvlammen. Voel hoe warm het wordt en zorg dat apparatuur die warmte kwijt kan. Vergeet ook het pluizenfilter van de wasdroger niet regelmatig leeg te halen. Als de verwarmde lucht in de droger niet goed door kan stromen, loopt de temperatuur op en kan er iets vlam vatten. Een rookmelder in de ruimte bij de wasdroger is dus prima. Ooit zelf bij een brand betrokken geraakt? Captijn: Een bedrijf waar wij de installatie hadden uitgebreid, werd later getroffen door brand. In de pers werd meteen geroepen dat de elektra de boosdoener was. Ik kwam net terug van vakantie. Ondanks dat alles onafhankelijk was gekeurd en ik zeker wist dat we deugdelijk werk hadden geleverd, zat ik toch in de piepzak. Op je verzekeraar hoef je in zo n geval niet te rekenen en de gevolgschade is zodanig, dat je wel kunt opdoeken bij een toegekende claim. Pas toen bij gedegen onderzoek de werkelijke oorzaak aan het licht kwam, kon ik opgelucht ademhalen. Niet de elektrische installatie, maar oplosmiddelen uit lijm zouden de oorzaak van de brand zijn geweest. Zijn er nog dingen die extra aandacht vragen? Captijn: Mensen lijken steeds meer geneigd dingen zelf te doen. Zelfs de meterkast is niet heilig meer. Of dat nu komt door de economische situatie of door de promotie die bouwmarkten maken voor het zelfdoen weet ik niet, maar we signaleren het wel. Zelfs forse PV-installaties (zonnepanelen, red.) worden zelf geïnstalleerd. Soms met twijfelachtige contacten en omvormers. Die twee zijn de voornaamste brandoorzaken. Bovendien worden ze vaak gewoon bijgeprikt op de bestaande installatie en ze leveren dan langdurig drie kilowatt terug. Je moet zeker weten dat de installatie dat aankan, anders heb je brand voor je het weet. [MC] 16