Beveiligingen in LS-installaties

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
Voor de bescherming van
Im = … x In
B
C
3–5
5 -10
−
Lange lijnen
−
Resistieve belastingen (boilers, accuverwarming, konvektoren)
−
Huishoudelijke toep. (verl. Stopcontacten)
−
Industriële toepassingen (motoren,..)
D
10 - 20
−
Toestellen
met
hoge
inschakelstromen
magneetventielen, motoren met moeilijke aanloop)
(transfo,
K
10 -14
−
Toestellen
met
hoge
inschakelstromen
magneetventielen, motoren met moeilijke aanloop)
(transfo,
MA
9 -12
−
Motoren (enkel beveiliging tegen kortsluiting)
Z
2,4 – 3,6
−
Voor de beveiliging van
spanningstransformatoren
halfgeleiderapparatuur
en
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
[email protected]
www.vei.be