Cursus 305 Neoninstallaties: Montage en voorschriften

s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neoninstallaties: Montage en voorschriften
Opleidings- en Ontwikkelingsfonds
voor de elektrotechnische bedrijfstak - OFE Installatie
Bredewater 20
2715 CA Zoetermeer
Postbus 177
2700 AD Zoetermeer
Telefoon
Cursus-info
Fax
Website
E-mail
305-05-4 / 5102533
(079) 325 15 15
(079) 325 15 44
(079) 325 15 33
www.ofe.nl
[email protected]
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
© Opleidings- en Ontwikkelingsfonds
voor de elektrotechnische bedrijfstak - OFE Installatie
Zoetermeer, 2005
Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of
openbaar gemaakt door middel van druk, fotocopie,
microfilm, elektronisch, op geluidsband of op welke andere
wijze ook en evenmin in een retrieval systeem worden
opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming
van de uitgever.
All rights reserved. No part of this publication may be
reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted,
in any form, by any means, electronic, mechanical,
photocopying, recording or otherwise without the written
permission of the publisher.
305-05-4
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
305-05-4
Systemen
–3–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Voorwoord
INLEIDING EN INHOUD
De unieke uitstraling van een neoninstallatie wordt veroorzaakt door de neonbuizen.
Samen met de neontransformator, bekabeling en beveiligingen vormen zij de kern van de
installatie.
De opzet lijkt eenvoudig: één of meer neonbuizen zijn, in serie, aan een transformator
geschakeld: toch blijkt de praktijk ingewikkelder.
Dit cursusboek is praktijkgericht. Het doel is om een beter inzicht in de werking van een
neoninstallatie te krijgen. Kennis van de Europese norm is noodzakelijk om een veilige,
betrouwbare installatie te monteren.
De inhoud van de cursus bestaat uit drie delen met een onderling vrijwel gelijke omvang.
1.
Het natuurkundige deel: het glassysteem (neonbuis).
Werking van een gasontladingsbuis. De aspecten van een neonsysteem zoals gasdruk,
vuldruk, elektroden, fluorescentie, lichtstroom, systeemfabricage en het tijdig herkennen van
fouten aan geleverde glassystemen.
2.
Het elektrotechnische deel: de neontransformator.
Hoogspanningstrafo’s volgens EN 61050. Eigenschappen en toepassingen de verschillende
transformatoren zoals strooiveld-, constantstroom- en elektronische trafo’s. Meting en
berekening van de trafobelasting. Trafokeuze, levensduur en uitval.
3.
Het normeringdeel: de norm NEN-EN 50107-1.
Deze Europese richtlijn regelt ondermeer openkring- en aardlekbeveiliging, kruip- en
luchtwegen. EN 50143 gaat over hoogspanningskabels. Inspecteren en testen. Markeren,
documentatie, onderhoud en installatie van de netvoeding.
Het cursusboek bevat ook enige bijlagen waarin o.a. het voorkomen en oplossen van
storingen, het opleveringsprotocol en definities worden toegelicht.
305-05-4
–4–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Voorwoord
De tekst van de cursus is achtergrond voor praktijklessen waar met een compacte
neoninstallatie de theorie wordt toegelicht o.a. door metingen, aansluitingen en demonstratie
van de beveiligingen.
Een PowerPoint demonstratie geeft meer inzicht in schakelschema’s en aspecten van de
Europese normering voor neoninstallaties.
Tenslotte is dit cursusboek een naslagwerk, om de in de lespraktijk opgedane inzichten, te
kunnen terugvinden en nog eens na te kunnen lezen hoe dit mooie vak moet worden
uitgeoefend.
De samenstellers:
Frans Crombeecke
Hans Habben Jansen
305-05-4
–5–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
NEONGESCHIEDENIS
Ook voor degenen die niets met klassieke muziek hebben is Johann Sebastian Bach
waarschijnlijk bekend als een beroemde componist uit de barokperiode.
Bach leefde van 1685 – 1750 en schreef een groot deel van zijn werk bij kaarslicht!
Bach had uiteraard niets met neon van doen maar het is bijzonder dat er in een tijd waarbij
men bij kaarslicht werkte, het neonlicht werd uitgevonden. Opmerkelijk is ook dat de
ontdekking in Leipzig plaatsvond, de woonplaats van Bach.
De voorgeschiedenis begint bij Francis Hauksbee een Engelse instrumentmaker en vriend
van Sir Isaac Newton bekend van de eenheid van kracht, (symbool N.) Hij deed een kleine
hoeveelheid kwik in een glazen vat en pompte dit vat leeg. Met een elektrische lading trad er
een lichtschijnsel op sterk genoeg om bij te kunnen lezen. Zonder het te weten had Hauksbee
het neonlicht ontdekt.
Johann Heinrich Winkler (1703 – 1770) was professor in de natuurkunde aan de Universiteit
van Leipzig. Hij verbeterde de door Hauksbee uitgevonden elektriseermachine en wist
waarschijnlijk van het kwikexperiment.
In 1742 observeerde hij een lichtschijnsel nadat hij door een gebogen glasbuis met
aangesmolten elektroden een elektrische stroom liet vloeien. In de leeggepompte buis
bevond zich een druppeltje kwik. Hij gebruikte reeds toen drie elementen van het
gasontladingsprincipe: glasbuis, elektroden en kwik.
Winkler komt de eer toe de grondlegger te zijn van de verdere ontwikkeling van
neoninstallaties.
Het zou vervolgens meer dan honderd jaar duren eer er een werkelijk vervolg in de
ontwikkeling van neon kwam.
In 1856 vervaardigde Heinrich Geißler een dichte glazen buis met geringe druk, met aan elke
zijde een metalen insmelting, waarop een hoge spanning werd gezet.
De stikstof in de lucht bleek geleidend en lichtte op.
Het nadeel van deze lichtbronnen lag in het snelle verbruik van het stikstofgas met een korte
levensduur als gevolg.
305-05-4
–6–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Tesla en Moore, beiden voormalige medewerkers van Edison, brachten verbeteringen aan.
Nog zonder edelgassen maar met kooldioxide en later stikstof.
Tesla gebruikte Geißler buizen welke hij inwendig van een coating had voorzien. Moore
verbeterde de elektroden.
In 1879 vindt Edison de gloeilamp uit. Dus ruim 20 jaar na de Geißler buis.
In 1899, weer 20 jaar later, wordt de eerste – nog in gloeilampjes uitgevoerde – lichtreclame
in Parijs opgesteld.
In 1904 brandt de eerste lichtreclame in Newark in de staat New Jersey. Moore, die zijn
buizen met permanente gassen zoals stikstof of kooldioxide vulde, had een
regenereringsinstallatie (reiniging) voor het gas bedacht om de levensduur van de buizen te
verlengen, dit bleek echter niet goed te werken.
Rond deze tijd werden de Geißlerbuizen verder verbeterd door er edelgassen zoals argon,
neon, en krypton in te doen.
In 1910 brengt in Parijs Georg Claude de eerste lichtreclame in neon uit.
In 1922 introduceerde de firma Haaxman de eerste lichtreclame in Nederland. Deze, ook nu
nog bekende, firma werd opgericht in 1894.
In 1925 levert Philips N.V. neonsystemen als een serieproduct. Men was al eerder in 1921
experimenteel gestart.
In 1930 vindt André Claude, een neef van de eerder genoemde Georg Claude, de TL buis uit.
Tot zover een beetje neongeschiedenis.
305-05-4
–7–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
HOOFDSTUK 1 – Systemen
Het hart van een neoninstallatie bestaat uit één of meer in serie geschakelde neonbuizen die,
via een transformator, op de netspanning van 230 volt zijn aangesloten.
Neonbuizen, in feite gasontladingsbuizen, bezitten een edelgasvulling waardoor licht ontstaat.
Oorspronkelijk bestond deze gasvulling alleen uit neongas waardoor een installatie gewoonlijk
”neoninstallatie” en de buizen ”neonbuizen” werden genoemd.
Naast systemen gevuld met uitsluitend neongas wordt nu meestal een mengsel van neon en
argongas gebruikt.
Daarom is het beter om in de praktijk de benamingen fluorescentiebuizen,
gasontladingsbuizen en neonbuizen te vervangen: systemen.
Opbouw van een systeem (afbeelding – 1)
Hierboven staat een systeem afgebeeld met elektrode aanzetten en terugvoeringen.
Deze - voor het beeld meestal ongewenste – terugvoeringen worden afgeschilderd met
afdeklak waardoor er geen licht kan uittreden. Het wel uittredende licht is met pijlen
aangegeven.
E is de elektrodebeker en S de elektrodesokkel, die zorgt dat de elektrische stroom door de
gaskolom wordt gevoerd.
Elk systeem wordt individueel, in vele vormen, gemaakt. De glasblazer buigt op een ware
grootte (1:1) tekening, die in spiegelbeeld is afgedrukt.
De systeemlengte kan variëren van circa 30 tot 240 cm. Rechte buizen heten contouren.
Systemen hebben ten opzichte van andere lichtbronnen talrijke voordelen zoals hun lange
levensduur, gelijkmatige uitstraling, schokbestendigheid en geringe warmteontwikkeling.
Daarnaast zijn ze bestand tegen veelvuldig schakelen en branden zij onmiddellijk op volle
sterkte.
305-05-4
–8–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
GASONTLADING IN EEN SYSTEEM
De neonbuis, een gasontladingsbuis, kan men als volgt omschrijven:
”Een al dan niet gebogen glazen buis met aan weerszijde een elektrode waarin, onder lage
druk, edelgas en een beetje kwik zijn ingebracht. Tegen de binnenzijde van de buis bevindt
zich een fluorescentielaag.”
Onder invloed van een elektrisch veld opgewekt door de aangelegde hoge spanning zenden
de elektroden door middel van hun activator vrije elektronen uit die zich naar de andere
elektrode begeven. Bij wisselstroom zijn de elektroden beurtelings positief (anode) en
negatief (kathode). Deze elektronen botsen met de gasdeeltjes van de gaskolom.
Door het opwekken van een hoge spanning ontstaat een elektrisch veld. Door een activator in
de elektrode worden vrije elektroden naar de andere elektrode gezonden. Bij wisselstroom
zijn de elektroden beurtelings positief (anode) en negatief(kathode)
De snelheid van het vrije elektron kan zo groot zijn dat hierdoor het elektron van het
gasatoom uit zijn baan gestoten wordt.
Het gasatoom bestaat uit een positief geladen kern en negatief geladen elektronen. Deze
elektronen draaien zich in bepaalde banen om de atoomkern als een soort omhulsel. Normaal
is het atoom in rust.
Wordt nu echter een elektron door een vrij elektron uit zijn (buitenste) baan gestoten en dus
uit zijn verband of omhulsel los gemaakt dan is het atoom niet langer in rust maar wordt
positief en een ion genoemd. Dit proces heet ionisatie.
Door de ionisatie kan in de buis een lawine effect optreden doordat één vrije elektron
2-4-8-16-32 en meer vrije elektronen doet ontstaan.
De temperatuur in de gaskolom stijgt waardoor de dampdruk van het kwik wordt verhoogd en
UV straling, wat geen zichtbaar licht oplevert, ontstaat.
De fluorescentielaag zet de UV straling om in zichtbaar licht.
Om het ionisatieproces in de hand te houden en daarmee ook de toenemende stroomsterkte
is een neontransformator nodig. De transformator, waaraan de systemen in serie zijn
geschakeld, stabiliseert de ontsteekspanning naar de zogenaamde brandspanning.
Hierdoor krijgt de stroomsterkte een constante waarde.
(afbeelding 1a)
305-05-4
–9–
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
GLASBUIZEN
In Nederland wordt voornamelijk sodaglas verwerkt. Dit glas is uitstekend bestand tegen
weersinvloeden. Het laat zich goed versmelten met het loodglas van de elektrode.
Loodglas wordt, althans in ons land, nauwelijks verwerkt. Een kwalitatief beter glas, het
loodvrije glas, dat ontwikkeld is voor de lampindustrie, wordt soms ook wel gebruikt.
Glasbuis komt standaard voor in lengten van 150 – 160 cm en is hierom uitstekend geschikt
voor buigwerkzaamheden. Langere lengten tot 300 cm worden hoofdzakelijk in contouren
toegepast.
Overigens, pas op voor te lange buizen bij verticale contouren. Bij koude is de ontsteking
moeilijk of zelfs onmogelijk omdat het kwik onder in de buis blijft en kwikdamp niet de andere
elektrode kan bereiken.
Naast de blanke glasbuis wordt ook met een transparante kleurbuis gewerkt. Dit type buis
wordt filterglas genoemd en is in een aantal kleuren verkrijgbaar, rood, geel, blauw en groen.
Met dit glas kunnen andere kleur effecten bereikt worden.
Tenslotte bestaat er nog de voorgepoederde glasbuis waarin de fluorescentielaag reeds is
aangebracht. Eventueel geschikt voor contouren maar na buiging ontstaat er voor open neon
een onacceptabele kwaliteit. Door de hitte bij het buigen verkleuren, beter gezegd, branden
de bochten van de tekst uit.
De buisdiameter is mede bepalend voor de lichtstroom van de installatie.
In de praktijk varieert de buisdiameter van 10 tot 26 mm. In ons land wordt overwegend
18 mm toegepast.
Glasbuizen kunnen het beste tot aan de verwerking in de originele fabrieksverpakking
bewaard blijven. Zie hiertoe ook het onderwerp: “Vervaardiging van neonsystemen” elders in
dit boek.
305-05-4
– 10 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
GASVULLING
Als gasvulling worden in een systeem uitsluitend edelgassen toegepast. We onderscheiden
hierbij neon herkenbaar aan zijn intensieve oranjerode kleur en argon met een violetblauwe
uitstraling.
Standaard gebruiken we twee gasvullingen genoemd naar hun kleurweergave.
BLAUWVULLING
Dit is de meest toegepaste gasvulling bestaande uit 75% neon, 25% argon en een beetje
kwik.
Toevoeging van kwik is belangrijk omdat hiermede een kleurverandering van rood naar blauw
wordt bewerkt. Het ontstaan van kwikdamp in een systeem bevordert niet alleen de blauwe
uitstraling maar ook de nog belangrijkere UV straling.
Door het aandeel van 75% neon blijft het systeem in koude omstandigheden ook nog
ontsteken.
Omdat er bij koude nog geen kwikdamp is verhinderd het argon aandeel dat het systeem in
een rode kleur omslaat.
Voor een binnentoepassing, dus bij kamertemperatuur, zou een pure argonvulling en enig
kwik voldoende kunnen zijn. Men heeft dan ten opzichte van een gelijke installatie die buiten
zou zijn opgesteld ook minder ontsteekspanning nodig. Dit gebeurt echter maar zelden.
De glasblazer houdt in principe de standaardvulling aan zodat het systeem in onze streken
overal toepasbaar is.
ROODVULLING
Roodvulling bestaat uit 100% neongas zonder toevoeging van kwik.
Het zogenaamde “blank” rood is een intensief oranjerood oplichtend systeem zonder een
aangebrachte fluorescentielaag.
Een nog intensiever rood kan worden bereikt door blauwvulling met een bepaalde
fluorescentielaag in filterglas (kleurglas) toe te passen.
Bij een roodvulling is een veel hogere ontsteekspanning vereist, dan bij blauwvulling.
305-05-4
– 11 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
VULDRUK
In een glasblazerij worden systemen tijdens het pompproces vacuüm gezogen en daarna met
een edelgas of een combinatie hiervan met een bepaalde druk gevuld.
Deze vuldruk is afhankelijk van het toegepaste gas, de buisdiameter en de buislengte en
wordt uitgedrukt in mbar. De variërende druk ligt tussen 7 en 33 mbar. Zie bijgaande tabel.
De juiste vuldruk is van groot belang voor de kwaliteit en levensduur van het systeem.
Helaas kan men aan een toegeleverd systeem de vuldruk niet controleren. Het is dus zaak
om systemen van een glasblazerij te betrekken, die een bewezen kwaliteit levert.
In onderstaande grafiek is enerzijds de relatieve vuldruk P en anderzijds de relatieve
ontsteekspanning U aangegeven.
Stel dat in een bepaalde situatie de vuldruk is bepaald op P3 dan zal, als bij het verouderen
van het systeem de vuldruk naar P2 daalt er maar weinig méér ontsteekspanning nodig zijn.
Is de vuldruk echter te laag genomen op P2 dan zal bij de normaal te verwachten drukdaling,
door het verouderen van het systeem, een aanzienlijk hogere ontsteekspanning nodig zijn.
Het is te verwachten dat het systeem bij gebrek aan voldoende ontsteekspanning, zeker bij
koude, niet meer functioneert.
Zoals uit de grafiek blijkt schaadt een wat hogere vuldruk bij de fabricage van het systeem de
ontsteking niet.
(afbeelding – 2)
305-05-4
– 12 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Blauwvulling :
Roodvulling :
75 % neongas + 25 % argongas + iets kwik
100 % neongas
Buisdiameter
Buislengte
mm
10
cm
25 – 40
41 – 60
61 – 120
langer
25 – 35
36 – 60
61 – 110
langer
20 – 35
36 – 55
56 – 90
langer
20 – 35
36 – 55
56 – 90
langer
15 – 30
31 – 50
51 – 70
langer
15 – 30
31 – 50
51 – 70
langer
15 – 30
31 – 45
46 – 60
langer
15 – 25
26 – 35
36 – 50
langer
12
15
18
20
22
24
26
305-05-4
Systemen
Blauwvulling
Torr
20
15
12
10
19
14
11
9
17
13
10
8
16
12
9
7
16
12
9
7
15
11
8
6
15
11
8
6
15
11
8
6
– 13 –
mbar
22,7
17,0
13,6
11,3
21,5
15,9
12,5
10,2
19,3
14,7
11,3
9,1
18,1
13,6
10,2
7,9
18,1
13,6
10,2
7,9
17,0
12,5
9,1
6,8
17,0
12,5
9,1
6,8
17,0
12,5
9,1
6,8
Roodvulling
Torr
25
19
15
12
24
18
14
11
22
17
13
10
21
16
12
9
21
16
12
9
20
15
11
8
20
15
11
8
20
15
11
8
mbar
33,3
25,3
20,0
16,0
32,0
24,0
18,7
14,7
29,3
22,7
17,3
13,3
28,0
21,3
16,0
12,0
28,0
21,3
16,0
12,0
26,7
20,0
14,7
10,7
26,7
20,0
14,7
10,7
26,7
20,0
14,7
10,7
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
ELEKTRODEN
De elektroden zijn voor de elektrische stroom de verbinding met de gaskolom in een
gasontladingsbuis.
Als belangrijke eisen voor een elektrode noemen we:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Kleine afmetingen.
Hoge elektronenemissie.
Lange levensduur.
Grote belastingtolerantie.
Betrouwbare elektrische aansluiting.
Ongevoeligheid voor opslag en verwerking.
We onderscheiden ”koude elektroden” die worden toegepast in de lichtreclame en
”warme elektroden” geschikt voor verlichtingsdoeleinden.
”Koud” is betrekkelijk. De koudkathoden in een installatie variëren in hun uitvoering voor
secundaire stromen van 10 tot 120 mA. Temperaturen aan het glas gemeten lopen van ca 60
tot 115°C. Aan de beker van de elektrode ligt de temperatuur uiteraard nog hoger.
Warme elektroden bereiken temperaturen van 800°C en meer.
KOUDE ELEKTRODEN
(afbeelding 3)
De tekening geeft een elektrode met pompstengel weer. Deze pompstengel is noodzakelijk
om tijdens het pompproces het systeem onder vacuüm te brengen en correct af te vullen.
Elk systeem heeft twee elektroden waarvan 1 met een pompstengel.
Verder zien we twee aansluitdraden (Dumet draad) verbonden aan de beker en vacuümdicht
doorgevoerd door de zogenaamde “kneep”.
Het glazen gedeelte van de elektrode bestaat uit loodglas. Dit zorgt voor een lekvrije doorvoer
van de aansluitdraden en voor een goede aansmelting aan de sodaglasbuis van het systeem.
De centraal geplaatste elektrodebeker bestaat uit zuiver ijzer beschermd door een
elektrolytisch aangebrachte chroom- of nikkellaag.
Aan de binnenkant van de beker bevindt zich een activeringslaag nodig voor de
elektronenemissie.
305-05-4
– 14 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Vanaf 25 mA zijn elektroden meestal voorzien van een, op de bekerrand, geplaatste ring.
Deze ring onderdrukt de verstuiving van het elektrodemateriaal en zorgt ervoor dat de
ontlading in het midden van de beker ontstaat.
Elektroden en gebruikte transformator bij de systemen moeten wat betreft de stroomsterkte
met elkaar in overeenstemming zijn.
De juiste keuze van de elektrode is van groot belang. De inwendige bekeroppervlakte,
waarop de activator is aangebracht, dient in de juiste verhouding te staan ten opzichte van de
secundaire stroom van de installatie.
Elektrodefabrikanten geven aan wat het bereik, in stroomsterkte, van de elektrode is.
De ontstekingspiek bij trafo’s met constantstroomverhouding, waaronder ook elektronische
trafo’s vallen, is aanzienlijk hoger dan bij strooiveldtrafo’s.
(afbeelding 4)
Bij een strooiveldtrafo heeft de fase een normaal verloop. Bij een stroomsterkte van 50 mA
van de trafo kan de hier passende elektrode worden genomen 50 – 90 mA.
Bij een constantstroomverhouding komen stroompieken in het faseverloop voor.
Hierom nemen we bij een 50 mA transformator een ”zwaardere” elektrode 80 – 100 mA.
305-05-4
– 15 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
WARME ELEKTRODEN
(afbeelding 5)
Bij deze ”gloei-elektroden” is een geactiveerde wolframgloeidraad haaks op de gaskolom
geplaatst. Wolfram wordt toegepast omdat andere materialen te snel verdampen en daarbij
een zwarte neerslag op de glaswand van het systeem geven.
In pastavorm is op de wolframspiraal, die ook meervoudig kan zijn, de juiste hoeveelheid
activering aangebracht..
De aansluitingen aan de gloeidraad worden natuurlijk ook weer vacuümdicht doorgevoerd.
Warme elektroden worden toegepast bij hoge stromen van 250 tot 400 mA.
Meestal ingezet bij verlichtingsdoeleinden, maar ook voor afgedekte lichtreclames waarbij een
grote lichtstroom nodig is.
De levensduur van deze elektroden is aanzienlijk korter dan die van koude elektroden.
ELEKTRODENSTAND
Aan systemen kunnen elektroden, al naar gelang de toepassing, op een verschillende wijze
worden aangezet. We onderscheiden hierbij zoals op de tekening is aangegeven:
A:
B:
C:
E:
G:
H:
KA:
KB:
305-05-4
enkele hoekstand.
dubbele hoekstand voor open, opgelegd, neon.
dubbele hoekstand voor gesloten, afgedekt neon.
enkele hoekstand, schuin aangezet.
rechte doorlopende stand.
enkele hoekstand, ingenomen.
enkele hoekstand schuin aangezet, voor contouren.
dubbele hoekstand voor contouren.
– 16 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
(afbeelding 5a)
305-05-4
– 17 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
FLUORESCENTIEPOEDERS
Behalve bij het zogenaamde ”blank rood”, buizen gevuld met 100% neongas, wordt aan de
binnenzijde van de buis een fluorescentiepoeder aangebracht.
Het aanbrengen van de verschillende soorten poeder wordt beschreven in
”Vervaardiging van neonsystemen” verder in dit boek.
Een fluorescentielaag is noodzakelijk om zichtbaar licht uit een systeem te krijgen door
omzetting van de niet zichtbare UV straling in de buis.
De kleur van een systeem wordt bepaald door het soort gas, de glassoort, transparant of
gekleurd, en de fluorescentielaag.
Fluorescentiepoeder is in iedere lichtkleur verkrijgbaar. De kleuren zijn vastgelegd via een x
en y as in een kleurtafel volgens DIN 5033.
We zien hierbij naast wit ook violet, blauw, groen, geel en roodstralende kleuren.
Voor wit wordt de lichtkleur om praktische redenen in de kleurtemperatuur aangegeven in
graden Kelvin (K).
Wijziging in stroomsterkte en buisdiameter beïnvloedt de lichtstroom maar heeft geen invloed
op de spectrale samenstelling van het licht. De lichtkleur blijft onveranderd.
Bijgaand een datablad van een fluorescentiepoeder waarop ondermeer de positie op de
kleurtafel is aangegeven.
Uitgebreide gegevens over alle kleurpoeders zijn op Internet beschikbaar.
305-05-4
– 18 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
(afbeelding 5b)
305-05-4
– 19 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
LICHT
Licht bestaat uit elektromagnetische golven waarbij het voor ons zichtbare licht maar een
klein gebied beslaat van deze straling.
In feite ligt het zichtbare gebied tussen UV (ultraviolette straling) en IR (infrarode straling) in.
Ultraviolet heeft een golflengte van 280 tot 380 nanometer en infrarood van 770 tot 1400 nm.
Het zichtbare gebied ligt dus tussen 380 en 780 nanometer. Hierom is UV licht onzichtbaar.
In het netvlies van onze ogen bevinden zich twee receptoren (ontvangers) te onderscheiden
in kleurgevoelige kegeltjes en lichtgevoelige staafjes.
De kegeltjes bevatten drie pigmenten voor het zien van blauw, groen en rood. Door een
bepaalde combinatie ervaren wij een kleur.
Zo zal een even sterk signaal van groen en rood ons als geel voorkomen. Een bepaalde
combinatie van blauwe, groene en rode pigmenten vormt een bepaalde kleurervaring.
spectrale gevoeligheid van het menselijk oog
9
8
7
relatieve gevoeligheid
6
5
4
3
2
1
0
350
400
450
500
550
golflengte in nm
305-05-4
– 20 –
600
650
700
750
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
3-BANDEN FLUORESCENTIEPOEDERS
Maximale lichtopbrengst naast minimale veroudering.
De top van de fluorescentietechniek wordt gevormd door de 3- banden poeders. Een briljant
licht wordt verkregen door het mengen van blauwe, groene en rode fluorescentiepoeders. Te
weten:
■
■
■
G 70 blauw 4
G 71 geel/groen 1
G 50 rood 5
De belangrijkste voordelen zijn:
1.
2.
3.
4.
Maximale lichtopbrengst.
Langere levensduur.
Hoge kleurweergave.
Minder kwikverbruik.
Daarnaast geldt dat 3-banden poeders minder kwik absorberen dan de standaardpoeders.
Ontsteking bij lage temperaturen wordt daardoor verbeterd.
Ook is de lichtopbrengst 15 tot 30 procent hoger waardoor naast briljanter licht eventueel
minder systemen nodig zijn of met een lagere secundaire stroom gewerkt kan worden.
Systemen uitgevoerd met 3-banden poeders zijn ook bijzonder geschikt voor decoratieve
binnenverlichting waarbij een exclusief ontwerp, een hoge kleurweergave en een hoge
lichtopbrengst gecombineerd moeten worden.
De 3- bandenpoeders zijn verkrijgbaar onder meer in:
Wit 6000 K
Wit 5000 K
Wit 4000 K
Wit 3000 K
305-05-4
GS 35 wit/865
GS 35 wit/850
GS 35 wit/840
GS 35 wit/830
daglichtwit
daglichtwit
neutraalwit
warmwit
– 21 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
VERVAARDIGING VAN NEONSYSTEMEN
Bij de montage van een neoninstallatie gaan we er van uit, dat de toegeleverde systemen
betrouwbaar zijn.
Terecht. Nederland staat ook internationaal bekend om kwalitatieve goede systemen.
Bij de montage en installatie is echter enig inzicht in het productieproces van systemen nodig
om vertrouwder te raken met dit belangrijke onderdeel van een lichtreclame.
Het maken van systemen is complex. Om te beginnen hebben we het unieke vakmanschap
van het glasbuigen nodig. Deze persoon moet dan ook nog een brede kennis en ervaring
hebben ten aanzien van het pompproces en verdere afwerking van de systemen.
Reinigen van de glasbuizen
De meningen over het inwendig schoonmaken van glasbuizen zijn verdeeld. De gebruikelijke
gang van zaken is dat de buizen in een bak worden geplaatst en ultrasonoor of door middel
van 2 tot 4 procent oplossing van HF (fluorwaterstofzuur) worden gereinigd, nagespoeld en
gedroogd.
Voor het normale productieproces van systemen zijn de reinigingsmethoden overbodig.
Glasbuizen, die nieuw uit de verpakking komen zijn dusdanig schoon dat reinigen niet nodig
is. Verontreinigingen welke met de fluorescentielaag of de elektroden kunnen reageren zijn
niet aanwezig bij het trekken van de buizen in de glasfabriek.
Regenereren
Bij het regenereren of hergebruiken van oude systemen worden deze gereinigd. Na het
afnemen van de elektroden wordt de oude fluorescentielaag verwijderd.
Om dit bereiken worden de systemen gespoeld met HF-oplossing.
Hergebruik gebeurt op economische gronden. Het milieu wordt echter belast met het kwik dat
in de verwijderde laag zit. Deze resten moeten als chemisch afval behandeld worden.
Buigen van de buizen
De glasblazer gebruikt een tekening waarop de tekst op ware grootte in spiegelbeeld is
afgedrukt.
305-05-4
– 22 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Aanbrengen van de fluorescentielaag
In praktisch de hele wereld, behalve in ons land, gaat men uit van voorgepoederde
glasbuizen. Dit zijn buizen waarin de fluorescentielaag reeds is aangebracht. Deze buizen
worden daarna gebogen.
Het laat zich raden hoe deze buizen na het buigen bij hoge temperaturen en dan vooral in de
bochten er uit zien. Bij neonbuizen, die in het zicht liggen dus open neon, is dit in feite
onacceptabel!
Als men in Europa niet van voorgepoederde buis uitgaat wordt veelal het zogenaamde
droogpoederen na het buigen toegepast.
Droogpoederen
Een fosforhoudende binder wordt, meest via glasparels, op de binnenzijde van de glasbuis
aangebracht. Aansluitend wordt fluorescentiepoeder (droogpoedertype) door de buis
geschud. Daarbij blijft een poederlaagje op de binder plakken.
De methode eist nauwelijks investering maar is loonintensief.
Nadeel is dat door de aanwezigheid van fosforzuur de systemen versneld verouderen.
Bij onzorgvuldig werken en door het te lang en verkeerd toepassen van eerder gebruikt
poeder treden kleurverschillen op.
Natpoederen, suspenderen
De suspensiemethode is kwalitatief uitstekend en wordt vrijwel overal in Nederland
toegepast.. Het fluorescentiepoeder vormt met een organisch bindmiddel een suspensie die
men door de glasbuis laat vloeien. Nadat het teveel aan suspensie is uitgevloeid worden de
op de rugzijde geplaatste systemen met warme lucht gedroogd.
Hierna worden in een oven op ca 480 – 500 °C de systemen verhit (gebakken) waarbij het
organische bindmiddel volledig oxideert.
De methode heeft ten opzichte van droogpoederen vele voordelen. Er zijn echter
investeringen nodig zoals een of meer ovens, kogelmolen, rolbank enz.
Bij het drogen vormt zich aan de rugzijde van het systeem een dikkere bezinkingslaag ook
reflexstreep genoemd.
Aanzetten van de elektroden
Na het suspenderen is het beste zo snel mogelijk de elektroden te plaatsen. Dit om te
vermijden dat vochtige lucht in het systeem komt.
Water is een belangrijke oorzaak van het grijs worden van systemen.
Daarna worden de systemen aan de pompinstallatie aangesmolten.
305-05-4
– 23 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Uitgassen van systemen
De systemen worden op een lage druk gebracht en vervolgens met behulp van de
zogenaamde bombarder (transformator) sterk in temperatuur verhoogd.
Dit om water en gasvormige verontreinigingen uit de fluorescentielaag en de elektroden te
verwijderen.
Gloeien van de elektroden
Na het uitgassen wordt de druk in de systemen verder verlaagd en tegelijkertijd de stroom
langzaam verhoogd waardoor de elektroden beginnen te gloeien.
De elektroden horen gelijkmatig over de hele lengte geelrood te gloeien bij een temperatuur
van ca 950°C. Door het gloeiproces wordt de massa in de elektrode omgezet en geactiveerd.
Vullen met edelgas
Na het uitschakelen van de bombarder worden de buizen onder vacuüm gebracht. . Hierbij is
het voor de kwaliteit van het systeem belangrijk om, alvorens het edelgas in te brengen, de
buizen met een spoelgas te vullen, korte tijd te laten inbranden en af te pompen.
Daarna wordt het systeem met de juiste vuldruk en het gewenste edelgas afgevuld.
Vuldruk
De juiste vuldruk is zeer bepalend in een systeem. Als de vuldruk te laag is wordt de
levensduur van een systeem aanzienlijk bekort doordat de activeringsmassa van de elektrode
sneller verdampt. De ontsteekspanning en dientengevolge ook de brandspanning wordt mede
bepaald door het vulgas en de vuldruk. Bij het kalibreren van de trafo gaat men er bij de
berekening en meting vanuit dat de vuldruk in overeenstemming met de tabel is.
Inbrengen van het kwik
Na het inbrengen van een kleine hoeveelheid kwik wordt de pompstengel van de elektrode
afgesmolten. Het systeem is nu vacuümdicht afgesloten. Het kwik wordt naar de andere
elektrode geschud.
Het kwik dient zeer zuiver te zijn (99,999 %).
Voor een goede werking van het systeem is de druk van de kwikdamp bepalend. Daarom
mag de kwikhoeveelheid niet te groot zijn. Anderzijds kan bij een buiteninstallatie bij lage
temperatuur de dampdruk zo gering worden dat er onvoldoende UV straling ontstaat. De
fluorescentielaag kan deze geringe straling niet in zichtbaar licht omzetten. Ook kan dan de
ontlading op het edelgas omslaan wat tot kleurverandering voert. Bij het inbrengen van kwik
moet de hoeveelheid voldoende zijn om naar de andere elektrode geschud te worden zodat
het kwik over de hele lengte van het systeem verdeeld is.
305-05-4
– 24 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Inbranden van systemen
Na een visuele controle worden de systemen in een zogenaamd brandrek geplaatst .
Gedurende minimaal 12 uur worden de systemen ingebrand.
Tijdens dit inbranden worden de elektroden geformeerd, dit wil zeggen dat zij hun optimale
emissie-eigenschappen bereiken.
Na het inbranden wordt de brandspanning van het systeem gemeten. Een goede gewoonte is
om deze brandspanning op het systeem te merken. Ook een datumcode, om alle gegevens
vastgelegd in de computer terug te vinden, is een pré.
Indien de systemen ongelijkmatig branden of slingeren kunnen ze niet worden afgeleverd. Dit
geldt ook als de systemen voelbaar of door meting warmer zijn dan normaal het geval zou
zijn. (boven 40°C.)
Te kort of helemaal niet inbranden heeft tot gevolg dat er geen trafoberekening mogelijk is
door het instabiele gedrag van het systeem.
305-05-4
– 25 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
LICHTSTROOM IN EEN NEONINSTALLATIE
Met lichtreclame willen we bereiken dat de aandacht naar de reclame-uiting getrokken wordt
en niet zozeer om de omgeving te verlichten.
Lichtsterkte is ook een subjectief begrip voor onze doeleinden. Een installatie met een
bepaalde lichtstroom zal in een landelijke omgeving de gewenste uitstraling kunnen hebben,
maar geplaatst in een verlichte winkelstraat zal dit effect grotendeels wegvallen.
Dezelfde tekst heeft een ander lichteffect nodig als deze buiten dan wel binnen wordt
geplaatst, hoog of laag wordt aangebracht.
In dit bestek echter houden we ons bezig met de factoren welke de lichtsterkte of, juist
gezegd, de lichtstroom in een installatie beïnvloeden.
BUISDIAMETER
Als we in dezelfde situatie de buisdiameter van de systemen verkleinen dan zal de lichtstroom
toenemen. Bij een grotere buisdiameter neemt de lichtstroom af.
(afbeelding 6)
In bovenstaande grafiek is horizontaal de buisdiameter uitgezet en verticaal de procentuele
lichtstroomverandering.
Uitgaande van een bepaalde stroomsterkte, bijvoorbeeld 50 mA, en een buisdiameter van 20
mm, zal de lichtstroom bij een kleinere buisdiameter toenemen en bij een grotere diameter
afnemen.
Bij een buisdiameter van 18 mm is de toename van de lichtstroom ongeveer 12% en bij 16
mm zelfs 34%. Wordt, eveneens in ons voorbeeld, de buisdiameter met 2 mm verhoogd dan
neemt de lichtstroom met 10% af.
De lichtstroomverandering blijkt niet lineair.
305-05-4
– 26 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
(afbeelding 7)
In bovenstaande grafiek zijn we uitgegaan van een secundaire stroom in de neoninstallatie
van 50 mA bij een gelijke buisdiameter.
Verhogen we de stroom naar 60 mA dan stijgt de lichtstroom met ongeveer 18%. Verlagen we
de stroom naar 20 mA dan daalt de lichtstroom met ongeveer 45%.
De lichtstroomverandering blijkt niet lineair.
Hoewel buisdiameter en stroom de belangrijkste gegevens zijn die de lichtstroom beïnvloeden
is er nog een volgende belangrijke factor:
FLUORESCENTIEPOEDER
De fluorescentielaag in een systeem heeft al naar gelang van zijn samenstelling een
bepaalde lichtstroomwaarde uitgedrukt in lumen/meter bij een bepaalde buisdiameter en
stroom.
Als we weer uitgaan van een buisdiameter van 20 mm en een stroom van 50 mA dan heeft
”daglichtwit” een lichtstroomwaarde van 503 lm, ”grasgroen” 1031 en ”purperrood” 162 lm.
De lichtstroomwaarde is dus sterk afhankelijk van het type fluorescentiepoeder. De top hierin
wordt gevormd door de zogenaamde 3-banden poeders waarbij de lichtopbrengst 15 tot 40
procent hoger ligt dan bij de gebruikelijke poeders.
Echter ook de dikte van de fluorescentielaag kan de lichtstroom beïnvloeden. Toepassing van
blank glas of filterglas speelt ook een rol.
305-05-4
– 27 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Op de volgende factor voor de lichtstroomverandering hebben we geen invloed namelijk:
BUITENTEMPERATUUR
(afbeelding 8)
Uit de grafiek blijkt dat de lichtstroom optimaal is tussen 20 en 28° C. maar bij 10 graden vorst
nog slechts 40% daarvan bedraagt.
Van invloed op de lichtopbrengst is uiteraard ook toepassing van ”open neon” en daardoor
vrijstralend of ”gesloten neon: bedekt door acrylglas. Ook reflectie tegen de achterwand of
toepassing van meerbuizige systemen speelt een rol.
Ten slotte neemt de lichtstroom af met de levensduur van een installatie. Bij een aangenomen
levensduur van 20.000 uur met ongeveer 30%. Bij toepassing van driebanden
fluorrescentiepoeders is de levensduur en lichtopbrengst aanzienlijk gunstiger, ook bij
veroudering van de systemen.
Wellicht is het ook interessant om de lichtstroom van andere lichtbronnen met neon te
vergelijken. Dit geeft eens te meer aan dat het bij neon gaat om het effect van de uiting en
niet om de lichtopbrengst.
100 watt gloeilamp 1380 lm
150 watt halogeengloeilamp 2250 lm
36 watt TL buis 2850 lm
100 watt halogen metaaldamplamp 8200 lm
Neonsysteem, 1 meter lang, 20 mm buisdiameter, 50 mA daglichtwit 500 lm
305-05-4
– 28 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
CONCLUSIE
Voorgaand verhaal heeft tot doel de verschillende factoren die de lichtstroom bepalen
duidelijker te maken. Dit was de theorie.
In de praktijk ligt de zaak eenvoudiger. Aan de buitentemperatuur kunnen we weinig doen :
een installatie wordt ingericht op de maximale werking bij ca 20° C waarbij rekening wordt
gehouden met teruggang van de lichtstroom door veroudering.
De milliamperages van de algemeen in ons land toegepaste neontransformatoren is ook
beperkt: 10 of 16 mA ; 20 of 25 mA en 40 of 50 mA.
Bij 85% of meer van al onze buiteninstallaties wordt een buisdiameter van 18 mm toegepast.
Voor open of opgelegd neon wordt afhankelijk van grootte, plaats en lichtkleur gekozen voor
20 of 25 mA. Bij gesloten of afgedekt neon mede afhankelijk van doorlaat van de acrylplaat,
de lichtkleur, plaats en grootte van de installatie uit een 40 of 50 mA transformator.
Wil men bij een buiteninstallatie, bij gesloten neon, meer lichteffect dan is het beter om de
buisdiameter terug te brengen. Verhoging van de stroom tot 63 of 75 mA houdt gevaar in voor
overbelasting van de elektroden.
Bij binneninstallaties ligt de keuze wat moeilijker. Er spelen meer factoren een rol waaronder
vaak de toepassing van een geringe buisdiameter (10 of 12 mm) wat een verlaagde
milliamperage inhoudt.
TEMPERATUURAFHANKELIJKHEID
De lichtstroom maar ook de ontsteek- en brandspanning zijn afhankelijk van de
omgevingstemperatuur.
ONTSTEEKSPANNING
Als de temperatuur tot het vriespunt daalt dan zal de ontsteekspanning geleidelijk toenemen
met ongeveer 8%. Beneden 0°C is er aanzienlijk meer ontsteekspanning nodig. Indien de
trafo dit niet kan leveren gaat de installatie knipperen of ontsteekt niet meer.
BRANDSPANNING
Uiteraard neemt ook de brandspanning toe bij lagere temperaturen. Tussen 20°C en -10°C is
dit ongeveer 12%.
LICHTSTROOM
Zoals eerder beschreven daalt de lichtstroom sterk bij lagere temperaturen. Bij een optimale
sterkte rond 24°C daalt de lichtstroom met 40% bij 10 graden vorst. Klachten over de mindere
uitstraling van de installatie hebben dus niets met de kwaliteit maar met de
weersomstandigheden van doen.
305-05-4
– 29 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
(afbeelding 9)
LICHTSTROOM IN SAMENHANG MET LEVENSDUUR
De gemiddelde levensduur van een neonsysteem is ruim 20.000 uur waarbij een
lichtstroomverlies kan optreden tot 30 procent.
(afbeelding 10)
305-05-4
– 30 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Het teruglopen van de lichtstroom heeft meerdere oorzaken:
1.
Tijdens de levensduur van een systeem wordt de vuldruk verlaagd doordat het
edelgas verbruikt wordt. De reden van dit gasverbruik ligt in de verbinding van de
gasatomen aan het verstoven elektrodemateriaal enerzijds en aan de verbinding met
de fluorescentielaag anderzijds.
Als de vuldruk lager wordt zal ook de brandspanning teruglopen. Wordt echter, in een later
stadium, de druk te laag dan is een sterk verhoogde spanning nodig om het systeem nog te
kunnen ontsteken. uiteindelijk zal het systeem gaan knipperen (flakkeren) en valt uit.
(afbeelding 11)
2.
Kwikdamp, die zich in het systeem bevindt, zal zich bij het uitschakelen van de
installatie als een dun laagje op de fluorescentielaag afzetten doordat de temperatuur
afneemt.
Deze aanhoudende kwikneerslag vergrijst de fluorescentielaag en voert eveneens tot
vermindering van de lichtstroom.
3.
De aangelegde secundaire stroom heeft ook invloed op de lichtstroom. Uitgaande
van dezelfde buisdiameter zal een hogere stroom tot sterkere aantasting van de
fluorescentielaag leiden dan een lagere stroom.
Bij eenzelfde stroomsterkte zal een dunnere buis eerder tot verlaging van de lichtstroom
leiden dan bij toepassing van een buis met een grotere diameter.
4.
305-05-4
De lichtstroom kan echter sterk worden behouden tijdens de levensduur van het
systeem door toepassing van 3-banden fluorescentiepoeders. In feite treedt
nauwelijks lichtstroomverlies op door aanzienlik lagere kwikabsorptie van de
fluorescentielaag.
– 31 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
FOUTHERKENNING AAN SYSTEMEN
Het is niet eenvoudig om te beoordelen of de aangeleverde systemen onberispelijk zijn.
Fouten kunnen eerst na verloop van tijd optreden. Desondanks is het zinvol om systemen te
inspecteren alvorens ze te verwerken.
1.
Visuele controle
De fluorescentielaag dient gelijkmatig te zijn en mag geen verkleuringen hebben. Ook de
sliblaag, bij gesuspendeerde systemen, mag niet te dik zijn.
Een bruingroene aanslag bij de elektroden kan er op wijzen dat deze beschadigd zijn.
De elektrodebeker moet een metalen glans hebben. Zwarte punten op de nikkellaag geven
aan dat kwik in het systeem is gelaten toen de elektrodebeker nog te warm was.
Ook is het mogelijk dat nikkeloxide, dat een zwarte kleur heeft, is ontstaan door aanwezigheid
van waterdamp en zuurstof bij de sterke thermische belasting van de elektroden tijdens het
pompproces.
Zwarte punten of vlekken op de keramische ring van de elektrode wijst op een te lage druk bij
het gloeien. Door zuurstofgebrek heeft de activering zich niet volledig kunnen omzetten.
De ontsteking mag niet ”slingeren”. De aangeleverde systemen dienen minimaal 12 uur te zijn
ingebrand. Bij het proefbranden dient dit eventuele slingeren na korte tijd (een half uur) te
stoppen.
Van veel voorkomende en vastgelegde kleuren kan men het beste een ”standaardbuis”
hebben. Duidelijke kleurverschillen kunnen wijzen op een verontreinigde gasvulling.
2.
Temperatuurmeting
De uitwendige buistemperatuur in het midden van het ingebrande systeem dient 30 – 35 °C te
bedragen. Indien de buis duidelijk warmer wordt wijst dit op een systeemfout.
Men kan dit ook met de hand bepalen. Een ”goede” buis voelt handwarm aan, een buis die
onaangenaam heet aanvoelt heeft een fout.
De glastemperatuur, gemeten bij de elektrodebeker, dient de volgende waarden niet echt te
overschrijden.
Elektrodetype
stroomsterkte
temperatuur
gasvulling
15/50
25 mA
50 mA
70 °C
80 °C
blauw
18/90
50 mA
63 mA
75 mA
70 °C
85 °C
100 °C
blauw
Indien de temperaturen 10% hoger liggen is er sprake van een foutief systeem.
305-05-4
– 32 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Systemen
Er is gemeten bij een temperatuur van 25 °C in het midden van de elektrodebeker aan de
buitenzijde van het glas met een contactthermometer nadat het systeem een half uur
brandde.
3.
Ontsteekspanning
Aan de hand van de tabel waarmee de ontsteekspanning wordt berekend
(zie hoofdstuk 2: Transformatoren) is de van toepassing zijnde trafo bepaald.
In de praktijk kan dit enigszins afwijken door toleranties zoals buislengte, buisdiameter en
vuldruk.
De secundaire stroommeting bij strooiveldtrafo’s of de brandspanningsmeting bij
constantstroomtrafo’s dient het theoretisch beeld in alle redelijkheid te bevestigen.
4.
Kwaliteitsgarantie
De belangrijkste kwaliteitsgarantie ligt echter in het betrekken van systemen bij een
vertrouwde vaste leverancier. Het systeem is bepalend voor de kwaliteit van de installatie.
305-05-4
– 33 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
HOOFDSTUK 2 – Neontransformatoren
Een neoninstallatie bestaat uit een of meer, in serie geschakelde, glassystemen.
Om de installatie te ontsteken en vervolgens te laten branden is een neontransformator
vereist.
We onderscheiden dus bij deze transformator een ontsteek- en een brandspanning.
Zoals bij het principe van de gasontlading in hoofdstuk 1 is uiteengezet houdt de
neontransformator het ionisatieproces in de hand en daarmee ook de toenemende
stroomsterkte.
De trafo stabiliseert de ontsteekspanning naar de brandspanning waardoor de stroom een
constante waarde krijgt.
We onderscheiden vier trafotypen:
1.
2.
3.
4.
Strooiveldtransformatoren.
Constantstroomtransformatoren.
Elektronische hoogfrequenttransformatoren.
Laagspanningstransformatoren.
In dit hoofdstuk gaan we in op de specifieke eigenschappen van deze transformatoren waarbij
ook de bepaling van de benodigde ontsteekspanning en de meting hiervan aan de orde komt.
Ook de aan de trafo geschakelde beveiligingen worden besproken.
Tenslotte gaan we in op de onderlinge vergelijking van de eigenschappen en een mede
daardoor bepaalde transformatorkeuze.
Normen die van toepassing zijn:
EN 61050
IEC 61347
EN 60920
305-05-4
Neontransformatoren > 1000 V.
deel 1 en deel 2-10 Elektronische trafo’s.
Constantstroomtrafo’s < 1000 V.
– 34 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
STROOIVELDTRANSFORMATOREN
Een traditionele en veel toegepaste trafo met grotere afmetingen dan een vergelijkbare
constantstroomtrafo of een veel compactere elektronische trafo.
We onderscheiden inbouw- en opbouwtrafo’s gezien hun uitvoering en toepassing in een
installatie.
Een inbouwtrafo wordt in een letter, koker, profiel of een trafokast geplaatst. Een opbouwtrafo
is een onafhankelijke trafo welke overal geplaatst kan worden. Inbouwtrafo’s geplaatst in een
trafokast zijn als geheel ook onafhankelijke trafo’s.
Om de eigenschappen van een trafo te leren kennen kijken we in zijn paspoort, beter bekend
als het typeplaatje, waarop alle terzake doende gegevens zijn vermeld. Deze gegevens zijn
voorgeschreven in § 7 van EN 61050.
Het onderstaande typeplaatje heeft betrekking op een gefingeerde trafo.
NEONTRAFO B.V.
Primair:
230 V. 50 Hz.
Cos.phi 0,55
TYPE 40/8 A
1,81 A.
Compensatie
Secundair:
4000 – E – 4000 V.
IP 44
416 VA
16 µF
40/54 mA
ta 40 °C
S
CE
20-07-05
Fabrikant, Typenummer en fabricagedatum
Deze gegevens zijn respectievelijk boven- en onderaan op het plaatje vermeld. Het
typenummer zegt meestal iets over de secundaire stroom en ontsteekspanning van de trafo.
Primair
Uiteraard staan op het tekstplaatje de netspanning 230 volt en de netfrequentie 50 hertz
vermeld.
Daarnaast is de primaire stroom aangegeven, in dit geval 1,81 ampère en het opgenomen
vermogen 416 VA. (spanning x stroom).
Het opgenomen vermogen is gerelateerd aan de prestatiefactor, cosinus phi genoemd. Deze
is laag, 0,55 en dient gecompenseerd te worden naar minimaal 0,90 door middel van een
condensator, in dit geval 16 µF.
Dit vereist enige toelichting.
305-05-4
– 35 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Compensatie
Strooiveldtransformatoren veroorzaken een faseverschuiving tussen spanning en stroom
waardoor de prestatiefactor, cosinus phi, tussen 0,50 en 0,60 ligt, afhankelijk van het
fabrikaat.
(afbeelding 12)
Fasenverschuiving tussen spanning en stroom waarin:
U=
I=
V=
t=
spanning
stroom
vertraging
tijd
Om een betere prestatiefactor te krijgen, welke tussen de 0,90 en 0,95 moet liggen, dient te
worden gecompenseerd.
Door het aanbrengen van een condensator welke bij elke halve sinus geladen en ontladen
wordt kan men dit effect bereiken.
Als vuistregel geldt een compensatie van 40 µF per 1000 VA opgenomen vermogen.
De condensator wordt parallel over het net geplaatst, als volgt:
(afbeelding 12-A)
Men hoeft niet iedere trafo te compenseren, er kan ook groepscompensatie worden
toegepast.
305-05-4
– 36 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Als voorbeeld nemen we drie trafo,s met respectievelijk een compensatiewaarde van 16, 16
en 20 µF. In plaats van een condensator voor iedere trafo afzonderlijk kan ook een
condensator van 50 µF parallel over de voeding worden geplaatst.
Afrondingen zijn toegestaan.
Compensatiecondensatoren worden geplaatst vòòr animaties zoals dimmers, knipperaars en
dergelijke.
Enerzijds eist de elektriciteitsmaatschappij dat inductieve belastingen worden gecompenseerd
anderzijds wordt door een juiste compensatie het opgenomen vermogen van de transformator
aanzienlijk verlaagd, en wel als volgt:
We willen op één groep zoveel mogelijk trafo’s aansluiten van 8000 volt 40 mA.
Uit het typeplaatje blijkt een opgenomen vermogen van 416 VA.
Een groep wordt gezekerd met 16 A. en is dus 3600 VA groot.
In de praktijk belasten we een groep tot maximaal 2500 VA in verband met een aanlooppiek in
de stroom bij inschakeling naast de maximale belastingen van veiligheden zoals
aardlek- en nullastschakelaars.
Op één groep kunnen we dus maximaal 2500 : 416 = 6 trafo’s van bovenstaand type kwijt.
Echter na compensatie wordt het opgenomen vermogen van de transformator ca 40 procent
gunstiger: 416 x 0,6 = 250 VA.
In plaats van 6 trafo’s op de groep kunnen we nu 10 trafo’s aansluiten.
Secundair
Op het typeplaatje vinden we 4000 – E – 4000 V.
Dit is een zogenaamde middelpunt geaarde trafo. Er zijn twee secundaire wikkelingen, ieder
van 4000 volt, die in het midden aan aarde zijn gelegd. De beide uiteinden van de wikkelingen
leveren 8000 volt ontsteekspanning en hebben beide een hoog- spanningsaansluiting.
(afbeelding 13)
Er zijn ook eenzijdig geaarde trafo’s. De secundaire wikkeling ligt dan aan één zijde aan
aarde en aan de andere zijde aan hoogspanning. De aanduiding is bijvoorbeeld 4000 V en
dan is de ontsteekspanning ook 4000 V.
Verder vinden we de aanduiding 40/54 mA.
40 mA is de secundaire stroom bij een normale belasting van de trafo.
305-05-4
– 37 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
54 mA. houdt in dat de trafo in kortsluitstroom werkt.
In de grafiek op de volgende bladzijde wordt de belasting van een strooiveldtrafo
weergegeven.
Het gearceerde gedeelte is het werkzame gebied waarin de trafo dient te functioneren.
De werkzame stroom ligt bijvoorbeeld bij een 40 mA trafo tussen de 36 en 44 mA.
Wordt de trafo sterk onderbelast doordat er te weinig systemen op zijn aangesloten dan kan
hij in kortsluitstroom gaan functioneren.
Kortsluitstroom is de stroom die door de kortgesloten klemmen loopt bij aansluiting op de
netspanning.
(afbeelding 14)
305-05-4
Secundair
mA
Werkzame
stroom/mA
Kortsluitstroom
Ontsteekspanning/V
Werkzame
brandspanning/V
10
16
25
40
50
9,0 – 11,0
14,4 – 17,6
22,5 – 27,5
36,0 – 44,0
45,0 – 55,0
13,5
21,5
34,0
54,0
68,0
2 x 2000
2 x 2500
2 x 3150
2 x 4000
2 x 880 – 1300
2 x 1100 – 1625
2 x 1386 – 2048
2 x 1760 – 2600
– 38 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
De hoogte van de kortsluitstroom is afhankelijk van de factor ten opzichte van de werkzame
stroom.
In ons voorbeeld is dit 135 %.
De werkzame stroom is 40 mA en de kortsluitstroom dus 1.35 x 40 = 54 mA.
Als de trafo in kortsluitstroom functioneert, zal niet alleen, door de hogere stroom, de
installatie feller gaan branden ook worden de elektroden zwaarder belast. De levensduur van
de trafo wordt beperkt omdat het overschot aan energie, dat niet door de systemen kan
worden verwerkt, in warmte, zeg maar hitte, wordt omgezet.
Een lagere factor leidt tot een stabielere trafo, zij het dat er iets minder op kan worden
aangesloten dan bij trafo’s met een hoge factor.
Men kan ook teveel systemen op een trafo aansluiten. De trafo is dan overbelast. Wanneer dit
het geval is zal de werkzame stroom beneden het aangegeven maximum dalen. De installatie
ontsteekt niet of gaat knipperen. Als deze verschijnselen in het begin niet optreden kunnen zij
later volgen bij het verouderen van de systemen.
In § 18 van NEN EN 50107 wordt bij oplevering van een installatie de stroommeting van
strooiveldtransformatoren bindend voorgeschreven.
Afhankelijk van de specificaties van de fabrikant van de trafo dient de secundaire stroom
binnen de grenzen van de werkzame stroom te liggen. Blijkt dit bij meting het geval dan is de
trafo juist belast en is goed functioneren verzekerd, ook bij koude, wat lagere netspanning en
de normale veroudering van de systemen.
Onderstaand wordt aangegeven hoe de milliampèremeter en de voltmeter in het circuit
worden aangesloten. Over de functie van de voltmeter, waarmee de brandspanning gemeten
wordt, komen we bij de uiteenzetting over constantstroomtrafo’s terug.
(afbeelding 14-a)
Tenslotte vinden we op het typeplaatje nog de volgende aanduidingen.
IP 44
De mate van bescherming van de behuizing.
ta 40° C
De maximale omgevingstemperatuur voor de trafo.
s
Een internationaal erkend keurmerk.
CE Het Europese certificatiemerk ten teken dat de trafo aan de gestelde eisen voldoet.
305-05-4
– 39 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Aansluitingen
Naast de gegevens op het typeplaatje vinden we ook een aantal aansluitingen op de trafo.
De hoogspanningsaansluiting is afhankelijk van een middelpunt geaarde trafo (2 x HS
aansluiting) of een eenzijdig geaarde trafo (1 x HS en 1 x aarde).
De netaansluiting is veelal gemerkt met L (aansluiting van de phase, bruine draad) met N
(aansluiting van de nulleider, blauwe draad) en E (aansluiting van de aardedraad, geel/groene
draad).
|
––––––––
Voorts vinden we een aardaansluiting gemerkt met –––––
––– . Dit is een zogenaamde
vereffeningsleiding ter beveiliging tegen een indirect contact. Deze vereffeningsleiding is
tussen alle metaaldelen van de installatie aangebracht en verbonden met aarde.
Zie ook hoofdstuk 3, § 8.
Vervolgens vinden we de aansluitingen voor aardlek- en nullastbeveiligingen respectievelijk
”e” en ”l”.
Aardlekbeveiliging ”e”
Een schakelaar die er voor zorgdraagt dat de primaire spanning van de trafo onderbroken
wordt ingeval van sluiting van het secundaire circuit tegen aarde.
De aardlekschakelaar is een zakenbeveiliging. De oorzaak van brand in een lichtreclame is
meestal een elektrische ontlading naar aarde. Een aardlekbeveiliging voorkomt dat de
vlamboog zich kan voortzetten. Binnen 0,2 seconde schakelt de installatie uit doordat de
primaire voeding verbroken wordt.
Nullastbeveiliging ”l” (openkring beveiliging)
Een schakelaar die er voor zorgdraagt dat de voeding van de trafo onderbroken wordt ingeval
van onderbreking van het secundaire circuit.
De nullastschakelaar is een persoonsbeveiliging, bedoeld om te voorkomen dat men bij
onderbreking van het secundaire circuit, bijvoorbeeld bij buisbreuk, in aanraking kan komen
met een stroomvoerend deel: de elektrode.
Op de beveiligingen wordt dieper ingegaan in hoofdstuk 3 § 10.
Brandspanning
Zoals we in de inleiding hebben gezien gaat de trafo, na de ontsteking, branden op een
lagere spanning: de brandspanning.
Na het ontsteken van de systemen loopt de secundaire spanning dus terug waarbij het circuit
functioneert op de brandspanning welke 45 tot 65 procent bedraagt van de ontsteekspanning.
Zie ook de eerdere grafiek.
De spanningsval wordt veroorzaakt door het strooiveld omdat de trafo zo is ingericht dat in de
gescheiden primaire en secundaire wikkelingen magnetische strooivelden ontstaan.
305-05-4
– 40 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Een belangrijk gevolg is dat de secundaire stroom begrensd wordt.
Ontsteekspanning en secundaire stroom zijn de bepalende factoren voor de trafokeuze bij
een neoninstallatie.
Berekening van de ontsteekspanning
Eerder in de uiteenzetting werd aangegeven dat er slechts zekerheid bestaat over het juist
functioneren van de strooiveldtrafo als de secundaire stroom in het circuit gemeten is en deze
binnen de door de fabrikant gegeven toleranties valt.
Voor de trafo-indeling volgt vooraf een theoretische berekening van de ontsteekspanning die
in de praktijk redelijk nauwkeurig is. Deze, in feite, eenvoudige berekening is ook geschikt
voor het maken van een voorcalculatie ten aanzien van de benodigde trafo’s voor een
installatie.
Bij het berekenen en indelen van de trafo’s wordt ervan uitgegaan dat een meter buis,
afhankelijk van diameter en gasvulling een bepaalde hoeveelheid spanning consumeert.
Beide factoren zijn belangrijk. Hoe kleiner de buisdiameter hoe groter de aangelegde
spanning moet zijn. Roodvulling vraagt ook meer spanning dan blauwvulling.
De noodzakelijke gegevens om een berekening te kunnen uitvoeren zijn:
1.
2.
3.
4.
De uitwendige buisdiameter.
De gasvulling.
Het aantal systemen (paren elektroden).
De totale buislengte waarbij de elektroden niet worden meegeteld.
Trafoberekening
Naast de spanningsconsumptie per meter systeem wordt er ook nog een spanningsval
vastgelegd voor ieder paar elektroden.
We onderscheiden:
1.
2.
3.
A.
Binneninstallaties met blauwvulling.
Buiteninstallaties met blauwvulling. (75% neon, 25% argon)
Binnen- en buiteninstallaties met roodvulling. (100% neon)
Ontsteekspanning per meter buis
Buisdiameter in mm:
305-05-4
10
12
15
18
20
22
24
Blauwvulling binnen: 620
Blauwvulling buiten:
730
Roodvulling:
1140
(binnen en buiten)
500
590
930
410
480
750
350
410
625
325
380
580
300
350
550
275 V/m
325 V/m
525 V/m
– 41 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
B.
Neotransformatoren
Ontsteekspanning per elektrodenpaar
Blauwvulling binnen:
Blauwvulling buiten:
Roodvulling binnen en buiten:
250 volt per systeem
300 volt per systeem
300 volt per systeem.
Berekeningsformule:
(buislengte x A)+(aantal systemen x B) = de ontsteekspanning.
Berekeningsvoorbeeld:
Een lichtreclame voor buiten bestaat uit 7 systemen met in totaal 10 meter buis van 17/18 mm
diameter met blauwvulling.
(10 m. buis x 410 V/m) + (7 systemen x 300 V/m) = 6200 V.
Benodigd een strooiveldtrafo van 6300 volt.
Met deze eenvoudige berekening is dus ten aanzien van calculatie en werkvoorbereiding een
trafo-indeling te maken.
De berekening wordt natuurlijk beïnvloedt door variabelen zoals netspanning, tolerantie op de
buisdiameter, vuldruk en juist opgemeten buislengten. Uiteindelijk bevestigt de meting van de
secundaire stroom de juistheid van de calculatie.
305-05-4
– 42 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
CONSTANTSTROOMTRANSFORMATOREN
In de naam van dit type transformator vinden we meteen de voornaamste eigenschap:
er is een constante stroomsterkte.
Bij een constantstroomtrafo mag de lengte van de aangesloten systemen en daardoor de
belasting binnen ruime grenzen variëren, daarbij blijft de stroom constant.
Bij een constante stroom is er ook een constante lichtsterkte.
Dit welkome effect vindt zijn oorzaak in de constructie van de trafo waarbij in serie met de
secundaire windingen, een speciale condensator is ingebouwd.
Samen met de aangesloten systemen werkt deze condensator als secundaire belasting.
Anders gezegd: de condensator houdt de belasting, ondanks de wisselende lengte van de
systemen, in balans.
Een andere eigenschap van de trafo is dat de brandspanning dichter bij de ontsteekspanning
ligt dan bij de strooiveldtrafo het geval is. De cosinus phi is groter dan 0,9 waardoor de trafo
niet gecompenseerd hoeft te worden.
De maatvoering is ook compacter dan bij strooiveldtrafo’s.
Doordat de ingebouwde condensator een ruim verschil met de aangesloten systemen
opvangt komt het met de belasting van dit type trafo schijnbaar niet zo nauw.
Dit is onjuist, er moet wel degelijk een maximale belasting te worden bepaald.
Bij overbelasting bestaat het gevaar dat de trafo wel ontsteekt maar dat de secundaire stroom
en dus ook de lichtsterkte sterk terugloopt en de trafo door oververhitting zal uitvallen.
(afbeelding 14-b)
305-05-4
– 43 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Overbelasting moet dus altijd te worden vermeden.
Zoals we gezien hebben is het meten van de secundaire stroomsterkte bij strooiveldtrafo’s
een garantie voor de goede werking van de lichtinstallatie mits de gemeten stroomsterkte
binnen de door de fabrikant van de trafo gegeven grenzen ligt.
Bij constantstroomtrafo’s kan men echter geen secundaire stroom meten, de stroom is
immers altijd constant. Wel kan aan de transformator de brandspanning gemeten worden aan
een in werking zijnde installatie, zoals eerder schematisch is aangegeven in de tekst over
strooiveldtrafo’s. Als de brandspanning is gemeten kan met een factor de ontsteekspanning
worden bepaald.
De uitkomst mag natuurlijk niet boven de ontsteekspanning liggen die op het typeplaatje van
de betreffende trafo is aangegeven.
De omrekeningsfactor van brandspanning naar ontsteekspanning is voor blauwvulling 1,25 en
voor roodvulling 1,50.
Nogmaals, in tegenstelling tot een strooiveldtrafo mag een constantstroomtrafo nooit worden
overbelast echter wel sterk onderbelast. Te weinig systeembelasting schaadt niet omdat de
ingebouwde condensator het tekort aan belasting vereffent.
Fabrikanten geven een tabel uit met de maximale systeemlengte in samenhang met het
aantal systemen, gasvulling en buisdiameter die men aan een bepaalde trafo mag aansluiten.
De tabel is zeer geschikt om een trafo-indeling te maken, mits men maar binnen de maximale
systeemlengte blijft, en liefst wat royaal, is de indeling betrouwbaar.
Aangeraden wordt om de brandspanning te meten alvorens de installatie op te leveren.
Voor constantstroomtrafo’s bestaat ook een berekeningsformule. Daarbij wordt eerst de
brandspanning berekend en met een factor vervolgens de ontsteekspanning bepaald.
305-05-4
– 44 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Trafoberekening
Uitgaande van een normale vuldruk zijn ook hier buisdiameter, gasvulling en lengte van de
systemen, zonder bijtelling van de elektroden, noodzakelijke gegevens.
Eerst wordt de brandspanning berekend waarbij, op onderstaande tabel, B de brandspanning
per meter systeemlengte en E de spanningsval van één paar elektroden is.
Brandspanning: (B x systeemlengte) + (E x aantal systemen)
buisdiam.
in mm.
10
12
14
16
18
20
22
blauwvulling
B E
550
430
370
340
300
250
235
130
140
150
150
160
200
210
roodvulling
1 systeem
B E
2125
1950
1500
1250
1125
875
850
70
80
120
160
200
220
220
roodvulling
2 systemen
B E
1700
1560
1250
1000
900
700
680
70
80
120
160
200
220
220
roodvulling
3 systemen
B E
850
780
600
500
450
350
340
70
80
120
160
200
220
220
Nadat de brandspanning is bepaald wordt de ontsteekspanning gevonden door de
brandspanning te vermenigvuldigen met de factor:
Blauwvulling:
Roodvulling:
1,25
1,50
Uit het bovenstaande blijkt dat roodvulling bij één of twee systemen een extreem hoge
ontsteekspanning vereist. De brandspanning per meter bedraagt bij een installatie met één
systeem twee en een half maal, en bij een installatie met twee systemen het dubbele ten
opzichte van een installatie met drie systemen of meer. Door dit fenomeen is het aan te raden
bij roodvulling minimaal drie systemen aan te sluiten op een transformator.
Er is wat langer bij verschijnsel stilgestaan omdat er regelmatig niet begrepen fouten door
worden gemaakt. Is het aansluiten van één of twee systemen rood onoverkomelijk meet dan
zeker de brandspanning om na te gaan of de juiste trafo gekozen is.
305-05-4
– 45 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Ter verduidelijking enige voorbeelden:
A. We willen de ontsteekspanning berekenen van een installatie met slechts één systeem
roodvulling 1,25 meter lang met een buisdiameter van 18 mm.
Brandspanning: (1125 x 1,25) + (200 x 1) = 1606 V.
Ontsteekspanning: 1606 x 1,50 = 2409 V.
B. Nu dezelfde installatie echter met 3 systemen van 1,25 meter lang. Totaal dus 3,75 meter
lang.
Brandspanning: (450 x 3,75) + (200 x 3) = 2287 V.
Ontsteekspanning: 2287 x 1,50 = 3430 V.
Hier komt het fenomeen met roodvulling duidelijk tot uitdrukking.
C. Ten slotte nog een algemeen voorbeeld met blauwvulling.
Een installatie met 6 systemen. Totale lengte zonder elektroden 7 meter.
Buisdiameter 18 mm.
Brandspanning: (300 x 7) + (160 x 6) = 3060 V.
Ontsteekspanning: 3060 x 1,25 = 3825 V.
De trafokeuze zou in alle drie voorbeelden een 4000 volt trafo zijn.
De berekeningen zijn theoretisch evenals de eerder genoemde belastingstabel van de
fabrikant dit is.
Een hogere vuldruk, een tolerantie op de buisdiameter of slordig gemeten buislengten kunnen
in de praktijk tot een afwijkende ontsteekspanning voeren.
Vooraf de trafo-indeling bepalen is prima maar de brandspanning meten ter controle is sterk
aan te raden.
305-05-4
– 46 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
ELEKTRONISCHE TRANSFORMATOREN
Een ietwat formele omschrijving van deze transformator vinden we in NEN EN 50107:
Convertor
een inrichting voor het omvormen van de elektrische energie van wisselstroom van een
bepaalde frequentie in wisselstroom met een andere frequentie.
De elektronische- of hoogfrequenttrafo was omstreden. De oorzaak lag in de destijds
kwalitatief slechte uitvoering en gebrek aan inzicht en ervaring bij de toepassing van dit type
transformatoren.
Inmiddels is niet alleen de uitvoering sterk verbeterd maar is er een groeiende toepassing,
ook voor buiteninstallaties.
Men dient echter uit te gaan van een betrouwbaar fabrikaat dat aantoonbaar aan de
regelgeving in IEC 61347 deel 1 en 2-10 als ook aan IEC 61000-3-2 en 3-3 voldoet.
In feite hebben alle types neontransformatoren dezelfde doelstelling: het omzetten van een
lage spanning met hoge stroomsterkte, de primaire zijde, naar een hoge spanning met een
lage stroomsterkte, de secundaire zijde.
Bij de traditionele trafo’s zoals strooiveld- en constantstroomtransformatoren verandert bij het
omzetten de frequentie niet, deze blijft 50 Hz.
Bij de elektronische trafo is dit anders, de frequentie ligt boven de 20 kHz, dus minimaal 400
maal hoger. Het directe gevolg van deze hoge frequentie noemen we capacitieve koppeling.
Deze koppeling beïnvloedt de toepassing van de elektronische trafo en wel in het bijzonder
de montage in een installatie.
Om dit duidelijk te maken het volgende voorbeeld:
Twee rechte systemen liggen op korte afstand, een paar centimeter, naast elkaar. Eén
systeem is aangesloten op een elektronische trafo en brandt. Gevolg is dat ook het niet
aangesloten systeem gaat oplichten.
De oorzaak ligt in de genoemde koppeling: een gedeelte van de hoogfrequente energie van
het aangesloten systeem beïnvloedt de gasmoleculen in het andere niet aangesloten
systeem.
Omdat de koppeling een effect heeft bij de werking van de elektronische trafo moeten de
bijgevoegde montagevoorschriften goed bestudeerd worden.
305-05-4
1.
De secundaire leidingen dienen zo kort mogelijk te worden gehouden, niet langer dan
de reeds aan de trafo origineel gemonteerde lengte of de door de fabrikant
geadviseerde lengte.
2.
De trafo behoort in het midden van de aangesloten systemen te worden geplaatst en
wel zo dat de beide secundaire kabels een mogelijk gelijke lengte hebben.
3.
Secundaire kabels mogen elkaar niet kruisen en mogen niet parallel, bijvoorbeeld in
een buis worden gemonteerd.
4.
Geen afgeschermde of met een aardedraad voorziene kabels toepassen.
– 47 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
5.
De onderlinge afstand tussen de secundaire bekabeling en de afstand tot aarde
dienen te voldoen aan de kruip- en lucht wegen zoals vastgelegd in §7 van EN
50107.
Zie hoofdstuk 3.
6.
De trafo niet op een metalen ondergrond monteren.
In een hoogfrequente trafo is meting van de belasting, tenzij met een speciale meter, in de
praktijk niet mogelijk. Men dient zich aan de door de fabrikant gegeven maximum belasting,
welke in een tabel is weergegeven, te houden.
De elektronische trafo werkt volgens het constantstroomprincipe. Daardoor blijft de
stroomsterkte gelijk en dus ook de lichtsterkte.
Het diagram waarbij het functioneren van een elektronische trafo wordt weergegeven komt
uiteraard overeen met het diagram zoals getoond in de verhandeling over
constantstroomtrafo’s.
Door de reeds genoemde eigenschappen van de elektronische trafo, zoals korte leidingen en
zorgvuldige montage ten opzichte van geleidende delen onderling als ook naar aarde, is de
trafo niet geschikt voor aansluiting van vele systemen.
De afmetingen zijn zeer compact en daardoor leent de trafo zich uitstekend voor
toepassingen in beletteringen.
305-05-4
– 48 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
LAAGSPANNINGSTRANSFORMATOREN
Neoninstallaties met een ontsteekspanning tussen de 1000 en 10.000 volt vallen in de regel
onder de voorschriften vervat in EN 50107.
De hierin genoemde trafo’s worden hoogspanningstrafo’s genoemd.
Trafo’s beneden de 1000 volt ontsteekspanning, meestal 990 volt, worden
laagspanningstrafo’s genoemd.
Een ontsteekspanning van 990 volt is slechts geschikt voor het ontsteken van één systeem
en dan alleen met blauwvulling.
Laagspanningstrafo’s zijn zelden of nooit als strooiveldtrafo uitgevoerd. Hun capaciteit is zo’n
20 procent lager en hun afmetingen minder compact dan een constantstroomtrafo of
elektronische trafo.
Deze laatste twee trafotypen kunnen ook uitgevoerd worden met twee stroomkringen, dus
2x 990 volt. Zij kunnen dan twee systemen ontsteken.
De fabrikant geeft een tabel uit waarin de maximaal aan te sluiten belasting wordt vermeld.
De toepassing van deze trafo biedt meerdere voordelen zoals:
1.
Door de geringe afmetingen is de trafo gemakkelijk in de letter in te bouwen.
2.
Zeker bij toepassing in letters met kleine afmeting is één trafo voldoende voor een of
twee systemen.
3.
Door het lage voltage zijn er ook korte kruip- en luchtwegen.
4.
EN 50107 is niet van toepassing en daardoor zijn aardlek- en openkringbeveiliging
niet verplicht.
5.
De trafo’s zijn meestal uitgevoerd met reeds gemonteerde primaire en secundaire
bekabeling.
Doordat de trafo ook geschikt is voor buitenmontage en inbouw in de letter door de compacte
maten en reeds aangebrachte bekabeling bijzonder eenvoudig is, vindt de trafo uitgebreide
toepassing.
Weliswaar heeft men voor een installatie meer trafo’s nodig dan bij toepassing van hogere
ontsteekspanningen. Enerzijds wordt dit feit gecompenseerd door de in verhouding lagere
prijs en anderzijds door de eenvoudige montage en het wegvallen van veiligheidsschakelaars
en de montage hiervan.
Vooral de trafo met twee stroomkringen, dus twee circuits van 990 volt vindt ruime toepassing
zowel in constantstroom als in de elektronische uitvoering.
In het algemeen worden slechts twee secundaire stroomsterkten, 20 en 40 mA voor open en
gesloten neon, toegepast waardoor men met twee trafo-uitvoeringen de meeste
neoninstallaties kan voorzien.
305-05-4
– 49 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
(afbeelding 14-c)
Trafokeuze
Trafokeuze wordt meestal bepaald door traditie en het vertrouwd zijn met een bepaald
fabrikaat. Het gebrek aan onderlinge uitwisseling van kennis tussen (concurrerende) bedrijven
bevordert het inzicht in een en ander niet.
Onderstaand volgt een vrijblijvende afweging met als doel om het inzicht in trafo-uitvoeringen
te vergroten.
Strooiveldtrafo’s
Traditioneel was en is de strooiveldtrafo het meest toegepast.
Met de komst van de bindende Europese norm NEN EN 50107 en voornamelijk veroorzaakt
door de daarin voorgeschreven beveiligingen heeft de oorspronkelijke uitvoering zich sterk
uitgebreid:
1.
Trafo met ”e” en ”l” contact waarbij veiligheden apart en voor meer trafo’s kunnen
worden aangesloten.
2.
Dezelfde trafo maar nu uitgevoerd met ingebouwde beveiligingen.
3.
De opbouw- of stand alone trafo voorzien van veiligheden en compensatie in een
eigen trafokast.
Gevolg: een enorme variëteit aan trafo’s op basis van hetzelfde grondprincipe.
305-05-4
– 50 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Een eerste advies bij een verstandige trafokeuze is om het aantal uitvoeringen drastisch te
verminderen.
Dit kan door zich te beperken tot de inbouwtrafo met ”e” en ”l” contact.
Dit is niet alleen, uit het bovenstaande rijtje, de goedkoopste en meest betrouwbare trafo
maar hij is ook breed toepasbaar.
Immers de trafo kan ingebouwd worden, zo mogelijk in de letter of een profiel. Aardlek- of
aardlek/nullastschakelaar kan los voor meerdere trafo’s worden aangesloten. Compenseren
kan ook als groepscompensatie worden uitgevoerd. En wil men een stand alone, bouw de
trafo dan in, in een trafokast.
Men kan daarnaast ook de spanningen beperken tot bijvoorbeeld 4000, 5000, 6300 en
8000 volt. Beneden de 4000 volt is de strooiveldtrafo niet interessant, maar daarover later.
Ook de milliamperages zijn te beperken tot 16, 25 en 50 mA. Eventueel in plaats van 50,
40 mA.
Door deze maatregelen is het aantal uitvoeringen al beperkt tot 4 trafo’s met ieder
3 amperages. Totaal 12 typen.
Uit zijn populariteit zou men veronderstellen dat de strooiveldtrafo de meest geschikte trafo is.
Traditie zou ook een reden kunnen zijn van de veelvuldige toepassing.
Laten we de strooiveldtrafo eens op zijn kwaliteiten bekijken.
Werkingsgebied
Het gebied waarbij deze trafo functioneert is maar betrekkelijk klein.
Wordt de trafo sterk onderbelast (te weinig aangesloten systemen) dan functioneert hij in
kortsluitstroom en valt door oververhitting vervroegd uit. De secundaire stroom stijgt ver
boven de nominale, op de trafo aangegeven, waarde.
Bij overbelasting (teveel aangesloten systemen) daalt de nominale stroom en daarmee de
lichtsterkte. De trafo ontsteekt eventueel nog of gaat knipperen maar valt uit bij koude.
Trafoberekening
Men kan, volgens de eerder gegeven berekeningsformule, theoretisch nagaan welke trafo
men gaat toepassen.
Met ervaring, waaronder bekendheid met de kwaliteit van de glassystemen, klopt de
berekening vrij aardig met de praktijk.
Deze praktijk schrijft voor (EN 50107) dat de secundaire stroom gemeten wordt en zich moet
bevinden binnen de door de fabrikant gegeven toleranties.
Trafo afmetingen
Ten opzichte van de beide andere trafotypen, constantstroom- en elektronische trafo, zijn de
afmetingen van de strooiveldtrafo het grootst.
305-05-4
– 51 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Toepassingen
Er is een groot toepassingsgebied voor deze trafo echter met voorkeur voor omvangrijke
installaties. De trafo is voor kleinere installaties tot 4000 volt minder geschikt.
Constantstroomtrafo’s
Ondanks de inmiddels bewezen kwaliteit en breed toepassingsgebied is de trafo nog weinig
populair.
De oorzaak ligt in de slechte ervaringen uit het verleden en de onbekendheid met de goede
eigenschappen.
Ter vergelijk met de strooiveldtrafo lopen we nu de dezelfde punten door.
Werkingsgebied
Het gebied waarin deze trafo functioneert is groot.
Onderbelasten van de trafo is niet mogelijk. De in serie met de trafo geschakelde condensator
vangt de onderbelasting op.
De stroom is constant en daarmee ook de lichtsterkte.
Overbelasting is niet toegestaan, de stroomsterkte loopt drastisch terug en de trafo valt op
den duur uit.
Trafoberekening
Zoals we gezien hebben is er een berekeningsformule maar in de praktijk kan men zich
houden aan een overzichtelijke, door de fabrikant uitgegeven, belastingstabel waardoor de
trafo-indeling eenvoudig wordt. Overigens een groot voordeel als meerdere disciplines in een
bedrijf bij de trafo-indeling betrokken zijn.
Hoewel in EN 50107 niet voorgeschreven kan men de belasting controleren door het meten
van de brandspanning. Met een factor wordt dan de ontsteekspanning bepaald. Als de
gevonden ontsteekspanning gelijk of beneden die van de trafo ligt is alles in orde en
functioneert de installatie ook bij koude en 10 procent verlaging van het lichtnet.
Trafo afmetingen
Deze zijn aanzienlijk compacter dan die van de strooiveldtrafo en daarom is inbouw in letters
eenvoudiger.
305-05-4
– 52 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Toepassingen
Het toepassingsgebied is ruimer dan bij strooiveldtrafo’s. In de praktijk is ook de output van
constantstroomtrafo’s ca 25 procent hoger bij blauwvulling, uitgaande van dezelfde
ontsteekspanning, dan bij strooiveldtrafo’s.
Zagen we dat bij de strooiveldtrafo minimaal 12 typen nodig zijn om de uitvoering van een
neoninstallatie grotendeels te dekken, bij de constantstroomtrafo kunnen we met aanzienlijk
minder uitvoeringen toe.
Constantstroomtrafo’s beperkt tot 2000 en 4000 volt kunnen in de praktijk een groot deel van
alle voorkomende neoninstallaties bestrijken. Met 20 en 40 mA uitvoeringen komen we tot
slechts 4 standaard trafotypen.
Bijkomend voordeel zijn de kortere kruip- en luchtwegen. Ook de lichtsterkte is overal gelijk.
Voor grote en omvangrijke installaties kan een strooiveldtrafo een goed alternatief zijn omdat
men dan met hogere ontsteekspanningen kan werken, kruip- en luchtwegen ruimer zijn en
men minder trafo’s nodig heeft.
Elektronische trafo’s
Deze trafo’s zijn vooral geschikt voor binneninstallaties. Voor buiteninstallaties zijn ze
voornamelijk beperkt tot 990 volt met één of twee stroomkringen.
In de praktijk worden ze voornamelijk als laagspanningstrafo’s toegepast waarbij men ook
aan de constantstroomtrafo in die uitvoering kan denken.
Elektronische trafo’s hebben kleine afmetingen, zijn veelal bekabeld en beschikken, indien
noodzakelijk, over ingebouwde veiligheden.
Behoudens de laagspanningsuitvoering kan de installatie complex zijn door de hoge
frequentie waarin deze trafo’s functioneren.
Uit de uiteenzetting over laagspanningstrafo’s blijkt een toenemende voorkeur voor dit type.
Levensduur en uitval
In de praktijk gaan we ervan uit dat een neoninstallatie 20.000 tot 25.000 uur meegaat. Dit
komt neer op ongeveer 7 jaar. Als men dezelfde installatie wil behouden dienen de
glassystemen geregenereerd te worden. Een en ander is beschreven in hoofdstuk 1:
vervaardiging van neonsystemen.
De levensduur van de toegepaste neontransformatoren ligt, met uitzondering van de
elektronische trafo, duidelijk hoger.
Strooiveldtrafo’s
Constantstroomtrafo’s
Elektronische trafo’s
ca. 100.000 uur.
ca. 80.000 uur.
ca. 25.000 uur.
Deze levensduur kan echter alleen worden gehaald als de trafo volgens de regels is
gemonteerd en zonodig gemeten.
305-05-4
– 53 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Neotransformatoren
Oorzaken van het defect raken van een trafo zijn in het algemeen:
1.
Door indringend vocht als bij de montage geen rekening is gehouden met de
beschermingsklasse die op het typeplaatje is vermeld. Deze beschermingsklasse
wordt aangegeven met IP gevolgd door een dubbel cijfer. Het laatste cijfer geeft de
bescherming tegen water aan. De volledige lijst is als bijlage opgenomen achter in dit
boek. Indringend vocht voert tot kortsluiting in de trafo.
2.
Interne sluiting doordat de trafo verkeerd werd belast waardoor sterke verhitting
plaatsvond.
Deze verkeerde belasting geldt bij strooiveldtrafo’s als er een te geringe buislast wordt
aangesloten. De trafo kan dan domweg zijn energie niet kwijt, functioneert in kortsluitstroom,
wordt zeer warm en valt tenslotte uit.
Wordt dit type trafo overbelast, door er teveel systemen op aan te sluiten, dan ontsteekt de
installatie niet of gaat knipperen.
Bij constantstroomtrafo’s, en ook bij elektronische trafo’s die volgens het
constantstroomprincipe werken, is onderbelasting, doordat er te weinig systemen zijn
aangesloten, geen bezwaar.
Hier geldt, als oorzaak van de uitval, overbelasting waardoor de constante stroom niet langer
constant is en sterk terugloopt met als gevolg oververhitting van de trafo.
Elektronische trafo’s vallen voornamelijk uit door onjuiste bekabeling. In het algemeen door
kruisende secundaire kabels of kabels die naast elkaar liggen, soms zelfs in een
elektriciteitsbuis. Ook onvoldoende afstand tussen de kabels onderling en tegen aarde kan tot
trafo-uitval leiden. Te lange leidingen kunnen eveneens funest zijn.
Plaatsing in een trafokast met te geringe afstand tussen de trafo’s onderling en blootgesteld
aan zonnewarmte kan oververhitting veroorzaken, zeker als het hogere trafovermogens
betreft.
Slecht contact door losse aansluitingen is een oorzaak van trafo-uitval. Bekend hierbij is een
slecht functionerend dubbel mescontact. Hierdoor kan brand ontstaan. Beveiligingen in de
installatie reageren niet op deze storing aan de primaire zijde.
Ten slotte kan onvoldoende ventilatie de (mede) oorzaak zijn dat de trafo te warm wordt en
uitvalt.
305-05-4
– 54 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
HOOFDSTUK 3 – Normering
Sinds 1998 zijn er bindende Europese voorschriften van kracht voor neoninstallaties met een
ontsteekspanning tussen 1000 en 10.000 volt, vastgelegd in NEN-EN 50107-1.
Om een neoninstallatie correct en veilig te kunnen uitvoeren is gedegen kennis en inzicht van
deze norm noodzakelijk.
Op initiatief van Uneto-VNI afdeling lichtreclame is de norm vanuit het Engels in het
Nederlands vertaald en verkrijgbaar bij het
Nederlands Normalisatie-instituut
Postbus 5059
2600 GB Delft
De norm is nu voor iedereen toegankelijk, althans toegankelijker.
Normen lezen is moeilijk, bepaalde delen zijn complex . Reden waarom we in dit hoofdstuk
duidelijke toelichtingen op de norm geven waarbij we de officiële paragrafen volgen.
In feite een rondleiding door onze Europese regelgeving met nadruk op die onderwerpen
welke in de praktijk van de afgelopen jaren niet zonder problemen bleken.
De definities waarin een bepaald begrip zoals aardlek, handbereik of luchtweg kernachtig
wordt omschreven staan in de tekst maar ook samengevat met definities uit andere
disciplines achter in dit cursusboek.
...........................................................
Referentienormen:
EN 50143
EN 61050
EN 60529
EN 61347-2-10
ISO 3864
NEN 1010
§5
Neonhoogspanningskabels
Neontransformatoren
IP afschermingen
Elektronische transformatoren
Veiligheidstekens
Installatie van de primaire voeding.
Ontwateringsgaten
De behuizingen waarin systemen en mogelijk trafo’s zijn ondergebracht dienen een goede
waterafvoer te hebben door ontwateringsgaten aan te brengen op de juiste, laagste, plaats en
voldoende groot om dichtslibben te voorkomen.
Het nalopen van deze afvoeren dient onderdeel te zijn van een onderhoudsbeurt.
Vocht is dikwijls de oorzaak van sluiting tegen aarde of uitval van een ingebouwde trafo.
305-05-4
– 55 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
§6
Normering
Installatie van de netvoeding.
De installatie van de netvoeding wordt uitgevoerd door een erkende installateur.
Indien het een buiteninstallatie betreft, is het aanbrengen van een brandweerschakelaar
verplicht. Binneninstallaties die voor algemene verlichting dienen mogen niet voorzien zijn van
een brandweerschakelaar tenzij buiten de neoninstallatie voldoende verlichting aanwezig is.
Een brandweerschakelaar is dubbelpolig en maakt de neoninstallatie zonodig spannings- en
stroomloos.
Buiten de brandweerschakelaar dienen er een of meer werkschakelaars te zijn, officieel
lastscheiders genoemd, welke eveneens dubbelpolig het net kunnen uitschakelen. Deze
werkschakelaars dienen om veilig aan de neoninstallatie te kunnen werken bijvoorbeeld bij
inspecties, onderhoud en reparaties.
De lastscheiders dienen in de nabijheid van de installatie te worden geplaatst en moeten van
daaruit goed zichtbaar zijn.
Hoewel hiervoor niet bedoeld kan de brandweerschakelaar als werkschakelaar functioneren
mits deze tijdens de werkzaamheden goed zichtbaar is.
Dubbele mescontacten bij opbouwtrafo’s en trafokasten welke in open toestand de voeding
dubbelpolig onderbreken worden eveneens als werkschakelaar beschouwd.
In alle andere situaties, bijvoorbeeld een installatie met ingebouwde trafo’s, dienen
werkschakelaars aanwezig te zijn.
§7
Omhulsels en bescherming van actieve delen
Gezien vanuit de neontekst behoeft § 7 een duidelijke toelichting temeer omdat deze
paragraaf een van de belangrijkste onderwerpen van EN 50107 is. Vooraf volgen hier eerst
de definities welke op het onderwerp betrekking hebben.
Opgelegd neon
Verzamelnaam voor open neon en contouren, met andere woorden, die situatie waarin het
systeem direct zichtbaar is.
Gesloten neon
Verzamelnaam voor doosletters, met acrylplaat afgeschermde systemen , met andere
woorden, die situatie waarin het systeem indirect zichtbaar is.
305-05-4
– 56 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Handbereik
De afstand vanuit een standplaats waar een persoon, zonder hulpmiddelen naar alle kanten
kan reiken.
(afbeelding 15)
Aardlekbeveiliging
Een schakeling die ervoor zorgdraagt dat de primaire spanning van de trafo onderbroken
wordt ingeval van sluiting van het secundaire circuit tegen aarde.
Nullastbeveiliging (openkring beveiliging)
Een schakeling die ervoor zorgdraagt dat de primaire spanning van de trafo wordt
onderbroken ingeval van een onderbreking in het secundaire circuit.
Elektrodekap
Siliconen isolatiehoes welke over hoogspanningsdelen wordt geplaatst, veelal de elektrode.
Omkasting IP 2X
De bescherming tegen de mogelijkheid om gevaarlijke delen met de hand aan te raken.
In ons geval de beker van de elektrode welke ook na buisbreuk nog hoogspanning kan
voeren indien de installatie niet is uitgeschakeld.
IP 2X is een omkasting zoals omschreven in EN 60529, tabel 2. In de test methode is gebruik
gemaakt van een testvinger van 12 mm diameter en 80 cm lang.
305-05-4
– 57 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
En nu de praktijk:
De bepalingen in § 7 dienen ook om de persoonlijke veiligheid te waarborgen. De
grondgedachte is te voorkomen dat men (hoog)spanning voerende delen kan aanraken.
Bijvoorbeeld bij buisbreuk moet het niet mogelijk zijn dat men de elektrode beroeren kan.
Voor beveiliging tegen deze aanraking biedt men twee oplossingen aan:
1.
2.
De omkasting die voldoet aan IP 2X
De openkringbeveiliging, de nullastschakelaar.
Zoals uit bijgaand overzicht blijkt onderscheiden we installaties binnen handbereik naast
installaties buiten handbereik.
Beide onderverdeeld in opgelegd en gesloten neon.
In alle situaties zijn aardlekschakelaar en elektrodekap verplicht.
305-05-4
– 58 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
305-05-4
Normering
– 59 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Binnen handbereik is duurzame bescherming in IP 2X voorgeschreven. De nullastschakelaar
is als aanvullende bescherming bedoeld, noodzakelijk indien IP 2X als duurzame
bescherming niet mogelijk is.
Buiten handbereik bij opgelegd neon kan een keuze worden gemaakt tussen de
nullastschakelaar en de elektrodenomkasting IP 2X. In de praktijk blijkt dit meestal de
nullastschakelaar te zijn.
Opmerkingen bij de omkasting IP 2X
Bij een neoninstallatie binnen handbereik en open neon is naast de openkring beveiliging, de
nullastschakelaar, ook de omkasting vereist zoals omschreven in § 7.4 van de norm.
Helaas, voor zover bekend, is er standaard geen omkasting in de handel verkrijgbaar. Soms
propageert men krimpkous waarover echter de meningen t.a.v. de toepassing verdeeld zijn.
De elektrodekap zoals omschreven in § 13 is geen omkasting in de zin van § 7.4. Men kan de
siliconenkap eenvoudig terugduwen en er staat duidelijk in § 7.4 dat voor de verwijdering van
de omkasting het gebruik van gereedschap noodzakelijk moet zijn.
Van sommige collega’s is bekend dat zij een eigen ontwikkeling hebben die aan de criteria
voldoet. Ook werd in enkele gevallen een acrylplaat zo ver doorgetrokken dat de elektrode
voor aanraking na breuk beschermd werd terwijl het systeem toch grotendeels als open neon
functioneerde.
Omdat er in de praktijk weinig of geen vraag blijkt naar de levering van een standaard
omkasting(hoewel deze in vroegere tijden in een bakelite uitvoering wel bestond) vraagt men
zich af of de situatie waarin deze bescherming vereist is veel voorkomt.
We gaan ervan uit dat open neon binnen handbereik overwegend voorkomt bij
binneninstallaties.
Daar worden toenemend laagspanningstrafo’s ingezet die niet onder EN 50107 vallen en
beveiliging niet vereist is.
De toepassing hiervan, ook gekozen om de compacte afmetingen van de laagspanningstrafo,
dekt een groot deel van de open neon situaties binnen handbereik.
Hiermee is echter nog geen bevredigend antwoord gegeven t.a.v. het omkastingsprobleem.
305-05-4
– 60 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
§ 7.7
Het onderstaande symbool, in overeenstemming met artikel B 3.6 van ISO 3864, is een
aanduiding voor gevaar en risico voor een elektrische schok en dient te worden aangebracht
op alle binnengaande punten van de installatie.
De zijde van de driehoek waarin het symbool staat moet minimaal 50 mm zijn. Het symbool
heeft een zwarte rand met daarin, op een geel veld, een gebroken zwarte pijl.
(afbeelding 17)
§ 7.8
De tekst geeft aan dat de primaire zijde van de installatie nooit contact mag maken met de
secundaire zijde tenzij het aardverbindingen betreft.
§ 7.9 Kruip- en luchtwegen
Dit is ook een belangrijk onderwerp uit de regelgeving.
Sinds de verplichte toepassing van de aardlekschakelaar in hoogspanningsinstallaties blijkt
het onvoldoende aanhouden van de kruip- en luchtwegen de voornaamste oorzaak van het in
werking treden van de beveiliging.
Vooral bij buiteninstallaties tijdens regenperioden zagen we een sterke toename van sluiting
tegen aarde waardoor de aardlekbeveiliging inging.
Alvorens een en ander toe te lichten volgen eerst de definities:
Kruipweg A
De kortste afstand tussen twee geleidende delen of tussen een geleidend deel en de wand
van de installatie gemeten langs de oppervlakte van de isolatie.
Luchtweg B
De kortste afstand tussen twee geleidende delen of tussen een geleidend deel en de wand
van de installatie gemeten door de lucht.
305-05-4
– 61 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
(afbeelding 18)
Kruip- en luchtwegen gelden ondermeer tussen:
1.
2.
Spanningvoerende delen en geaarde metalen delen.
Spanningvoerende delen en brandbare delen.
In EN 50107-1:2002 komen 4 tabellen voor waarin de kortste kruip- en luchtwegen in mm zijn
aangegeven ten opzichte van de ontsteekspanning.
Men onderscheidt daarbij droge ruimten(in het algemeen binneninstallaties) en vochtige
ruimten (voornamelijk buiteninstallaties). Bovendien maakt het ook verschil indien er van een
normale netfrequentie wordt uitgegaan of een frequentie hoger dan 1 kHz.
305-05-4
– 62 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Tabel 1
kV
1,0 - 1,75
1,75 - 2,25
2,25 - 3,0
3,0 - 4,0
4,0 - 5,0
5,0 - 6,0
6,0 - 8,0
8,0 - 10,0
Kruipafstand
mm
11
13
16
19
23
27
32
40
Luchtweg
mm
8
9
11
13
15
17
20
25
Kruipafstand en luchtweg buiten of in natte omstandigheden.
Tabel 2
Kruipafstand
Luchtweg
kV
mm
mm
1,0 - 1,75
17
11
1,75 - 2,25
21
13
2,25 - 3,0
25
15
3,0 - 4,0
31
18
4,0 - 5,0
37
21
5,0 - 6,0
44
24
6,0 - 8,0
53
28
8,0 - 10,0
65
34
Kruipafstand en luchtweg binnen in droge omstandigheden.
Tabel 3
Hoogfrequent
Kruipafstand
Luchtweg
kV
mm
mm
1,0 - 1,75
13
10
1,75 - 2,25
16
11
2,25 - 3,0
19
13
3,0 - 4,0
23
16
4,0 - 5,0
28
18
5,0 - 6,0
32
20
6,0 - 8,0
38
24
8,0 - 10,0
48
30
Kruipafstand en luchtweg buiten of in natte omstandigheden.
Tabel 4
Hoogfrequent
Kruipafstand
Luchtweg
kV
mm
mm
1,0 - 1,75
20
13
1,75 - 2,25
25
16
2,25 - 3,0
30
18
3,0 - 4,0
37
22
4,0 - 5,0
44
25
5,0 - 6,0
53
29
6,0 - 8,0
64
34
80
10 0
305-05-4
– 63 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
De in de tabellen aangegeven ontsteekspanningen dienen juist te worden verstaan. Een
middelpunt geaarde 4000 volt trafo geeft op het typeplaatje aan: 2000 – E – 2000.
Hier geldt dus 2000 volt tegen aarde en dit is de in de tabellen aangegeven spanning.
Bij een eenzijdig geaarde trafo van 4000 volt, waarbij de ontsteekspanning dus tussen een
hoogspanningsaansluiting en aarde ligt, geldt wel de in de tabel aangegeven spanning van
4000 volt.
De elektrodekap in relatie tot kruip- en luchtwegen
(afbeelding 19)
§ 7.10
De minimumafstand tussen de elektrodehoes en aarde, brandbare materialen en materialen
die geleidend kunnen worden bij vocht dient minstens half de afstand te zijn van de
luchtwegen zoals bepaald in § 7.9.
Waarin A = de luchtweg
B = de mogelijke combinatie kruip- en luchtweg.
NB. Voor de duidelijkheid is in de schets de afstand tussen de hoes en de elektrode vergroot.
§ 8 Beveiliging tegen indirecte aanraking.
Voor een veilig functioneren van de installatie is een deugdelijke aarding noodzakelijk.
Deze verbinding met aarde wordt vereffeningaarde of potentiaalvereffening genoemd.
In NEN 1010-2 vinden we de volgende begrippen:
Potentiaalvereffening: Het elektrisch verbinden van verschillende metalen gestellen en
vreemde geleidende delen om die op nagenoeg hetzelfde potentiaal te brengen.
Aarde: De geleidende aardmassa waarvan de elektrische potentiaal op nul is vast gelegd.
Vereffeningsleiding: Een beschermingsleiding die potentiaalvereffening zeker stelt.
305-05-4
– 64 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
§ 8.1
De beveiliging tegen indirect contact wordt verkregen door een vereffeningsleiding welke
tussen alle metaaldelen van de installatie is aangebracht en verbonden is met aarde.
§ 8.2
Alle metaaldelen van de installatie dienen onderling door een vereffeningsleiding verbonden
te worden met een aardcontact.
Deze aarding geldt niet voor steuntjes en beugels waarmee systemen en kabels worden
vastgezet.
§ 8.3
Aan de vereffeningsleiding worden de volgende eisen gesteld:
1.
De bekende aardedraad met de geelgroene isolatie.
In normale situaties 2,5 mm2.
Bij mechanische spanning 4 mm2.
2.
Koperdraad of litze (fijndradig) van 1,5 mm2 als onderdeel van een
hoogspanningskabel met beveiligende algehele afscherming.
3.
De omvlochten metalen afscherming van een hoogspanningskabel waarbij de totale
dwarsdoorsnede van de afscherming ook minimaal 1,5 mm2 moet zijn.
Men dient de afscherming te ontrafelen en vervolgens een dusdanige lengte te twisten om
goed aan te kunnen sluiten op het aardpunt. In geen geval een klem om het gevlochten
scherm plaatsen.
Hoogspanningskabels worden behandeld in § 14.
De aardverbinding mag niet verbroken worden doordat metalen delen zijn samengevoegd die
geverfd zijn of anderszins geïsoleerd zoals bijvoorbeeld met tape.
Er dienen dusdanige voorzieningen te zijn aangebracht dat de aardverbinding gehandhaafd
blijft.
Vereffeningsleiders mogen uiteraard niet verbonden worden met de nulleider van de primaire
voeding.
§9
Transformatoren
In EN 61050 worden neontransformatoren gespecificeerd.
Op dit onderwerp is uitgebreid ingegaan in hoofdstuk 2.
305-05-4
– 65 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
§ 10
Normering
Aardlekbeveiliging
Hoogspanningscircuits, gevoed door transformatoren, dienen altijd te worden voorzien van
een aardlekbeveiliging. Zie § 10 en NEN EN 50107-2.
Dit met uitzondering van wat is vastgelegd in EN 61347 – 2 – 10 voor type A.
Een elektronische transformator (invertor – convertor) waarvoor geldt:
–
–
–
Werkend met een frequentie tussen de 20 – 50 kHz
Een maximale secundaire spanning van 5000 V tussen de aansluitpunten
Een maximale secundaire stroom van 35 mA.
Voor dit type transformator is geen aardlek- en/of open kring beveiliging vereist.
De aardlekschakelaar is sinds 1998 verplicht in Europa voor neoninstallaties tussen 1000 en
10.000 volt ontsteekspanning.
In feite dient de aardlekschakelaar als brandbeveiliging. De oorzaak dat er brand ontstaat in
een lichtreclame is meestal een elektrische ontlading naar aarde. Een aardlekbeveiliging
voorkomt dat de vlamboog zich kan voortzetten. Binnen 0,2 seconde schakelt de installatie uit
doordat de primaire voeding verbroken wordt.
In de Duitse norm DIN 57128/VDE 0128 van juni 1981 wordt de aardlekschakelaar reeds
voorgeschreven. Ook in Oostenrijk bleek dat het geval. Beide landen kunnen dus bogen op
een veeljarige ervaring met brandbeveiliging en de praktijk toonde ook duidelijk aan dat
aanzienlijk minder brandschade ontstond na invoering van het voorschrift.
De aardlekbeveiliging kan uiteraard alleen functioneren indien de trafo en de installatie een
goede verbinding met aarde hebben zoals in § 8 is uiteengezet.
Vooral in de eerste jaren na invoering van de aardlekbeveiliging regende het klachten,
meestal bij regen, over het veelvuldig uitschakelen van de lichtreclame.
Hiervoor zijn ondermeer twee belangrijke oorzaken aan te wijzen.
1.
Het niet in acht nemen van kruipwegen in samenhang met
slordige montage.
Zoals reeds in § 7 aangegeven met een schets kan een te korte kruipweg verantwoordelijk
zijn voor het ingaan van de beveiliging. (meestal via de hoogspanningskabel van elektrode
naar een geaard deel).
Indien de voorgeschreven afstand niet wordt aangehouden is de kans groot dat, vooral bij
vochtig weer, de aardlekschakelaar van een buiteninstallatie in werking treedt.
Ook is dit het geval als er vocht tot de actieve delen kan doordringen door verstopte
ontwateringgaten of er anderszins bij de montage geen rekening mee is gehouden dat vocht
geweerd moet worden.
305-05-4
– 66 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
2.
Normering
Het niet in acht nemen van luchtwegen in samenhang met
slordige montage.
In de praktijk blijkt ook dat de klacht dikwijls veroorzaakt wordt doordat een trafo met een te
hoge ontsteekspanning is toegepast voor een naar verhouding klein formaat letter. De
voorgeschreven luchtweg kan dan eenvoudig niet aangehouden worden.
Maar ook slordige montage kan een oorzaak zijn. Om de voorgeschreven afstanden aan te
houden dienen deze niet alleen ten opzichte van het geaarde gestel gerespecteerd te worden
maar ook ten opzichte van een acrylafdichting.
Indien een aardlek optreedt en de installatie wordt daardoor uitgeschakeld zal, indien de fout
is opgeheven, na inschakelen de lichtreclame weer functioneren. De schakeling kan ”gereset”
worden.
Samenvatting
1.
Bij sluiting naar aarde moet de aardlekschakelaar binnen 0,2 seconde in werking
treden en de voeding uitschakelen.
2.
De aardlekschakelaar voor het hoogspanningscircuit mag niet verward worden met
een standaard aardlekschakelaar voor het net (de primaire voeding) omdat deze
schakelaar geen bescherming biedt tegen aardlek aan de secundaire zijde.
3.
Met behulp van een censor, het ”e” contact, wordt een aardlek gedetecteerd waarna
de op de sensor aangesloten aardlekschakelaar in werking treedt.
Sensor en schakelaar mogen worden gecombineerd en ingebouwd in de
transformator.
4.
De losse aardlekschakelaar moet correct werken binnen -25 °C tot +65 °C. Bij
inbouw in de trafo dient de werking correct te zijn binnen de te verwachten
temperatuur welke in de behuizing kan optreden.
Bij abnormale temperatuurcondities dient de installateur om informatie te vragen bij
de fabrikant.
5.
De uitschakelstroom van de aardlekschakelaar mag niet meer bedragen dan 80
procent van de nominale secundaire stroom van de trafo en niet groter zijn dan 25
mA.
6.
De installateur dient zich ervan te overtuigen dat de schakeling voldoet aan de eisen
in NEN EN 50107-2.
7.
Aardlekschakelaars mogen geschikt zijn voor het beveiligen van meer dan één
circuit.
305-05-4
– 67 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Nullastbeveiliging
Zoals behandeld in § 7 dient het hoogspanningscircuit in de daar genoemde situaties
voorzien te zijn van een openkringbeveiliging zoals gespecificeerd in NEN EN 50107-2.
Ingeval van een onderbreking in het hoogspanningscircuit zal de nullastschakelaar de
voeding uitschakelen.
Deze verplichting is het geval bij installaties met open neon binnen handbereik en eveneens
met open neon buiten handbereik tenzij voor dit laatste een speciale omkasting is voorzien.
In feite dient de nullastschakeling als een persoonsbeveiliging. De schakeling is bedoeld om
te voorkomen dat men bij inschakeling van het secundaire circuit, bijvoorbeeld bij buisbreuk,
in aanraking kan komen met een stroomvoerend deel, bijvoorbeeld de elektrode.
Als er dus een onderbreking in het hoogspanningscircuit ontstaat schakelt de voeding, door
het in werking treden van de nullastschakeling, uit en daarmee ook de installatie.
De mogelijke oorzaken van een onderbreking in het secundaire circuit zijn een los contact en
een defect systeem al of niet door een te lage vuldruk.
305-05-4
– 68 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Samenvatting
1.
Met behulp van een sensor, het ”l” contact, wordt een onderbreking in het secundaire
circuit gedetecteerd waarna de voeding wordt uitgeschakeld.
Sensor en schakelaar mogen worden gecombineerd en ingebouwd in de
transformator.
2.
De nullastbeveiliging mag geschikt zijn voor meerdere circuits altijd in combinatie met
de aardlekschakelaar.
3.
Bij het inschakelen van een installatie waarvan de nullastbeveiliging onderdeel is,
dient deze beveiliging niet sneller dan na 3 seconden en niet later dan na 5 seconden
in werking te treden.
Indien echter een onderbreking in het secundaire circuit ontstaat, terwijl de
lichtreclame in werking is, dan moet, evenals dit bij de aardlekschakelaar het geval
is, binnen 0,2 seconde de beveiliging in werking treden en daardoor de installatie
uitschakelen.
Reden voor het vertraagd inschakelen van de openkringbeveiliging (tussen 3 en 5
seconden) is, dat bij koude de installatie wat trager in werking kan treden waardoor
als 0,2 seconde werd aangehouden de nullastbeveiliging dit als onderbreking zou
kunnen verstaan.
4.
De installateur dient zich ervan te overtuigen dat de schakeling voldoet aan de eisen
in NEN EN 50107-2.
Opmerking:
Bij gesloten neon is uitsluitend de aardlekbeveiliging van toepassing. Bij meerdere circuit’s,
trafo’s, in één groep met een maximale belasting van 2500 VA kan met één aardlekbeveiliging
worden volstaan.
Dit is ook bij open neon in de combinatie aardlek- nullastbeveiliging toegestaan. In de praktijk
echter wordt deze combinatie voor één circuit toegepast in verband met fout zoeken bij een
storing.
Aan te raden is om iedere trafo apart te beveiligen, afhankelijk van de situatie, met één al dan
niet gecombineerde beveiliging. Oplossen van storingen wordt daardoor veel overzichtelijker.
305-05-4
– 69 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Montage aardlek- en nullastbeveiliging
In het omlijnde deel 1 van de bijbehorende tekening is een schematische voorstelling van een
combinatie aardlek-nullast voorgesteld.
Daaraan vooraf loopt de netvoeding waarin:
L : de fase bruine draad
N : de nul
blauwe draad
PE : de aarde geelgroene draad.
In de schakelaar gaat de L over in U en vervolgens naar de L van de trafo. In deze verbinding
schuilt de fase-onderbreking ingeval van een sluiting tegen aarde (aardlek) of een
onderbreking van het circuit (openkring).
Dit is een bestaande situatie. In de nieuwe regelgeving van NEN EN 50107-2 dient, ingeval
van een fout, dubbelpolig te worden uitgeschakeld. Dit zal dan naast de L via de N gebeuren
maar montagetechnisch wijst een nieuwe versie van de schakelaar zichzelf. De blauwe draad
gaat door naar N op de trafo (deel 2 in de tekening).
De geelgroene draad wordt aangesloten op de aarde van de trafo.
Op de schakelaar zijn e en l aangegeven als respectievelijk de aardlek- en de
nullastaansluiting.
Deze worden aangesloten op dezelfde contacten van de trafo.
De codekleuren zijn vrij. Meestal wordt voor ”e” een zwarte draad en voor ”l” een zwartwitte of
rode draad gekozen.
4:
5:
3:
stelt een schakelklok, meestal een schemerschakeling, voor.
stelt een dimmer, knipperautomaat of een andere animering voor.
stelt een eventuele compensatie voor welke altijd voor een animatie geplaatst moet
worden.
Ten slotte wordt het geheel eventueel doorgelust naar een volgende trafo.
Testen:
Aardlek: het circuit verbinden met aarde, bij de trafo.
Nullast: een onderbreking maken in het secundaire circuit.
Aangeraden wordt het advies van de leverancier ten aanzien van het testen op te volgen.
305-05-4
– 70 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
(afbeelding 20)
305-05-4
– 71 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
§ 11
Normering
Elektronische, hoogfrequente transformatoren
Deze trafo’s moeten voldoen aan EN 61347-2-10.
Op dit onderwerp is ingegaan in hoofdstuk 2.
§ 13
Isolatiehoezen
De isolatiehoes wordt voorgeschreven voor de beveiliging van elektroden en verbindingen
waarbij de specificatie waaraan deze kap moet voldoen in de norm gegeven is.
De nieuw ontwikkelde water- en stofdichte elektrodekap voldoet ruimschoots aan de gestelde
eisen welke als volgt gelden: silicone rubber met een hardheid van 50 Shore en een
wanddikte van 1,5 mm. De doorslagspanning is 15 kV. Hoge bestendigheid tegen UV en
ozon. Bestand tegen een temperatuur van 210 °C.
Zoals bekend heeft NEN EN 50107 voor veel veranderingen in de montage van
neoninstallaties gezorgd. Een ingrijpend voorschrift is het in alle gevallen verplicht stellen van
een aardlekbeveiliging ter voorkoming van brandgevaar. Deze beveiliging schakelt de
installatie uit indien er een bepaalde foutstroom van een stroomvoerend deel naar aarde
ontstaat.
De meest voorkomende plaats waar deze foutstroom kan ontstaan, vooral in een
buiteninstallatie, is de verbinding van de elektrode met de bekabeling. Vooral bij vochtig weer
en bij onzorgvuldig aanhouden van de vastgelegde kruip- en luchtwegen ontstaat deze
foutstroom waarbij de installatie uitvalt.
Door het toepassen van de waterdichte elektrodekap wordt indringend vocht voorkomen
waardoor een belangrijke oorzaak van de foutstroom is weggenomen.
De elektrodekap heeft nog een ander voordeel. Elektroden worden meestal voorzien van een
schroefkap om de hoogspanningskabel te bevestigen. Deze schroefkap heeft ten aanzien van
het functioneren van de elektrode geen invloed. Wel is het zo dat de schroefkap bescherming
biedt tegen klimaatinvloeden op de elektrische verbinding.
Met het toepassen van de elektrodekap is deze bescherming nog beter gegarandeerd.
Bovendien kan worden volstaan met een eenvoudige getwiste verbinding tussen elektrode en
kabel waarbij de kabel in het verlengde van de elektrode ligt. Dit laatste is bij de schroefkap
niet het geval.
305-05-4
– 72 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
(afbeelding 21)
305-05-4
– 73 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
§ 14
Normering
Hoogspanningsleidingen
Overzicht van de hoogspanningsleidingen volgens EN 50143.
Type A:
Stug, rubber geïsoleerd en met lood bekleed.
Type B:
Soepel, silicoonrubber geïsoleerd.
Type C1: Buigzaam, silicoonrubber geïsoleerd, met PVC-mantel.
Type C2: Buigzaam, silicoonrubber geïsoleerd, met polymeermantel, halogeenvrij.
Type D1: Buigzaam, silicoonrubber geïsoleerd, met draadomvlechting en PVC-mantel.
Type D2: Buigzaam, silicoonrubber geïsoleerd, met draadomvlechting en polymeermantel.
Type E:
Buigzaam, PVC-geïsoleerd, met zinkbandmantel en beschermingsleiding,
PVC-buitenmantel.
Type F:
Buigzaam, PVC geïsoleerd, met beschermingsleiding en PVC buitenmantel.
Type G:
Buigzaam, PVC geïsoleerd.
Type H:
Buigzaam, Polyethyleen geïsoleerd, PVC buitenmantel, wanddikte PE is 3 mm.
Type K:
Soepel, Polyethyleen geïsoleerd, PVC buitenmantel, wanddikte PE is 1,5 mm.
Samenvatting van de eigenschappen en toepassingen
Hiernaast een overzicht met de toelaatbare hoogspanning, temperatuursbestendigheid, kern
en buitendiameter.
De oorspronkelijk veel toegepaste PVC-kabel type G, meest in geel en transparant
uitgevoerd, heeft het veld moeten ruimen voor de siliconenkabel, type B.
Type B en G zijn de bekende montagekabels waarbij type B gemakkelijker verwerkt door de
grote soepelheid met daarnaast een temperatuursbestendigheid tot 180 °C.
De beide uitvoeringen mogen alleen in een beschermde behuizing worden geplaatst. Onder
deze beschermingen worden verstaan: kabelgoten, letterdozen, lichtbakken stalen en flexibel
beklede leidingen.
305-05-4
– 74 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
(afbeelding 22)
305-05-4
– 75 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Alle overige leidingen mogen natuurlijk ook in een beschermde behuizing worden gelegd en
dit is zelfs verplicht indien mechanische beschadiging mogelijk is. In dat geval dienen de
kabels door kabelgoten te worden beschermd ofwel van geaard metaal of moeilijk brandbaar
materiaal met zelfdovende karakteristieken.
Het is toegestaan dat kabels in contact komen met geaard metaalwerk of andere materialen
binnen de behuizing.
Alle kabeltypen, behoudens de hierboven besproken typen B en G, hebben naast hun isolatie
nog een mantel. Deze kabels mogen verwerkt worden in alle situaties zonder mechanische
bescherming indien de verwachting bestaat dat er geen mechanische schade veroorzaakt
wordt.
Deze kabels mogen echter uitdrukkelijk niet aan of onder de oppervlakte van wanden,
vloeren, plafonds of dergelijke worden gemonteerd.
Een uitzondering op dit laatste zijn de kabeltypen A,D en E. Dit zijn, door hun extra metalen
bescherming als onderdeel van hun constructie, zogenaamde gepantserde kabels. Deze
kabels mogen wel aan of onder de oppervlakte verwerkt worden.
De metalen afscherming of de zogenaamde aardedraad van de kabel moet aan aarde worden
gelegd. De aardedraad in de kabeltypen E en F wordt ook beschermingsleiding genoemd.
Kabeltype A zal niet worden getrokken in leidingen of andere beperkte omhulsels, anders dan
korte lengten door muren en vloeren. Deze korte leidingen dienen geaard te worden.
Alle kabeltypen zijn geschikt voor spanningen tot 5000 volt tegen aarde behoudens type K dat
beperkt is tot 2500 volt tegen aarde.
Hoogspanningskabels dienen uit één stuk te bestaan en mogen niet zijn samengesteld uit
meerdere stukken.
Uitgezonderd is een tijdelijke verbinding als een systeem defect is geraakt en men toch de
installatie in werking wil houden met een doorverbinding.
Adviestabel voor maximale kabellengte
Onder kabellengte wordt verstaan de lengte vanaf de transformator naar het eerste systeem
vermeerderd met de lengte vanaf het laatste systeem naar de trafo. De doorverbindingen
tussen de systemen tellen dus voor de tabel niet mee.
Spanning
1kV
1kV
2kV
2Kv
3kV
3Kv
4kV
4kV
5kV
5kV
Soort Gas
Hg
Ne
Hg
Ne
Hg
Ne
Hg
Ne
Hg
Ne
Kabeltypen
B,C,F,G,H,K
40
20
30
15
20
10
15
7
10
5
Kabeltypen
A,D,E
24
12
16
8
12
6
9
4
6
3
In bovenstaande tabel gelden de waarden in meters. Voor kabeltype K is alleen 1 en 2 kV van
toepassing.
305-05-4
– 76 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
De lengte van de hoogspanningskabel dient zo kort mogelijk te zijn. Vooral bij kabels met een
geaard metalen omhulsel speelt dit een rol. De capaciteit tussen de geleider in de kabel en
het geaarde omhulsel kan stroompieken veroorzaken in de systemen, waardoor, vooral bij
roodvulling, de levensduur van de systemen verkort kan worden en bovendien kan leiden tot
flikkeringen en radiostoring.
Plaats de trafo, zo mogelijk, in het midden van de aangesloten systemen waarbij het ideaal is
dat niet alleen de kabellengte zo kort mogelijk is maar ook getracht moet worden om de
kabellengte vanaf de trafo naar het eerste systeem en de lengte van de terugvoer vanaf het
laatste systeem zoveel mogelijk gelijk te houden.
De kabels in het secundaire circuit van hoogfrequenttrafo’s moeten zijn gespecificeerd door
de fabrikant en bruikbaar zijn voor gebruik met hoge frequentie en geschikt voor de
secundaire spanning van deze trafo’s.
Afstand tussen kabelondersteuningen
Steunpunten voor leidingen moeten zijn gemaakt van metaal of een niet-hygroscopisch
materiaal met zelfdovende eigenschappen.
De afstanden tussen de ondersteuningen mogen niet groter zijn dan de volgende waarden:
De afstanden tussen de steunen voor kabels met een hoek ten opzichte van een horizontale
lijn van 45 ° is maximaal 50 cm en bij meer dan 45 ° 80 cm.
De eerste ondersteuning van een kabel zal niet meer dan 15 cm zijn van het aansluitpunt
waarmee het is verbonden.
Met enige aarzeling zijn bovenstaande afstanden voor kabelondersteuning gegeven.
Bij zorgvuldig werken ligt het voor de hand dat een kabel dicht bij zijn aansluitpunten wordt
ondersteund en dat de onderlinge afstanden tussen de steunen zoveel mogelijk gelijk zijn
maar ook in voldoende mate aangebracht om de kwaliteit van de installatie mede te
waarborgen.
305-05-4
– 77 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Kabels met een metalen afscherming zullen niet gebogen worden met een radius kleiner dan
8 maal de diameter van de kabel.
(afbeelding 23)
Toelichting: Stel de kabeldoorsnede is 10 mm. Dan wordt de radius (straal) van de
denkbeeldige cirkel waarlangs de kabel gebogen mag worden minimaal 8 x 10 = 80 mm en
de diameter van de cirkel dus 160 mm.
§ 15
Hoogspanningsverbindingen
Hoogspanningsverbindingen dienen beschermd te zijn tegen roest en andere corrosie en de
mechanische sterkte dient ruim voldoende te zijn voor alle condities waaronder wordt
gewerkt.
Als door het verwijderen van de kunststofbescherming van een kabel de isolatie of een
metalen mantel vrijkomt dient deze beschermd te worden tegen de effecten van corrosie,
ozon of UV straling.
§ 16
Glassteunen
Systemen worden bevestigd en ondersteund door glassteunen welke geïsoleerd van aarde
moeten zijn.
Als een glassteun een aardverbinding maakt met het systeem dat het ondersteund dan
ontstaat in feite een condensator. Op de betreffende plaats kunnen grote stroompieken
ontstaan waardoor het systeem op de duur uitvalt.
305-05-4
– 78 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Kruip- en luchtwegen
De isolatie van de glassteun tussen aarde en de buiswand heeft een minimale kruip- en
luchtweg.
Kruipweg D = U. De kruipweg is de minimale afstand in mm overeenkomend met de open
spanning van de transformator in kV.
Bij een middelpunt geaarde transformator van 8000 volt, ofwel 4000 volt tegen aarde is dit
4 mm.
Luchtweg C = 0,75 x U. Hier komt de afstand dus overeen met driekwart van de open
spanning van de trafo in kV. Dus 3 mm in het bovenstaand voorbeeld.
De steunen mogen niet in kwaliteit achteruit gaan door blootstelling aan UV straling en ozon
dat in de nabijheid van het systeem aanwezig kan zijn. Kunststof mag niet verouderen en
daardoor gaan breken. Het materiaal moet zelfdovend zijn.
Glassteunen dienen de tolerantie in de glassystemen te kunnen opvangen en behoren onder
normale bedrijfscondities de buis niet te beschadigen of er een te grote druk op uit te
oefenen.
§ 18
Inspecteren en testen
Kleine draagbare installaties dienen voorzien te zijn van een certificaat waarin de fabrikant
aangeeft dat conform EN 50107 gewerkt is.
Alle andere lichtreclames zullen door de installateur worden gecontroleerd op de punten
welke onderstaand zijn vermeld.
Nadat de installatie gereed is controleert de installateur of de onderstaande punten volgens
de norm zijn uitgevoerd. In het opleveringsprotocol (§ 20) wordt aangegeven dat de inspectie
is gedaan.
1.
Toepassing en installatie van de hoogspanningsleidingen.
2.
De hoogspanningsverbindingen.
3.
De kruip- en luchtwegen.
4.
De mechanische details van de installatie om de overeenstemming met de standaard
te waarborgen.
Nadat de bovenstaande inspecties zijn uitgevoerd dienen de volgende elektrotechnische tests
te worden gedaan ter controle van de goede werking van de desbetreffende onderdelen.
305-05-4
1.
Aardlek- en nullastbeveiligingen testen in overeenstemming met de instructies van de
fabrikant.
2.
Bij de toepassing van de strooiveldtransformator dient de secundaire stroom te
worden gemeten eveneens volgens de specificaties van de fabrikant.
– 79 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Normering
Deze stroommeting is zeer belangrijk omdat zij medebepalend is voor de goede werking van
de installatie ook in koude omstandigheden, bij lagere netspanning en bij veroudering van de
systemen.
Bij de toepassing van andere trafotypen is secundaire stroommeting praktisch niet mogelijk.
De norm voorziet niet in metingen anderszins. In hoofdstuk 2 is voor contantstroom- en
elektronische trafo’s nader op een en ander ingegaan.
§ 19
Markeringsgegevens
De volgende gegevens dienen permanent en duidelijk zichtbaar aan of op de lichtreclame te
worden aangebracht:
1.
De naam en het adres van het verantwoordelijke installatiebedrijf of de
verantwoordelijke fabrikant van de installatie.
2.
Het jaar van de installatie.
Documentatie en onderhoud van een installatie
Onderstaand volgt een samenvatting van § 20 en 21.
1.
Ter bevordering van het onderhoud van de installatie zal de verantwoordelijke
installateur of fabrikant een opleveringsprotocol overleggen met daarin de gegevens
omtrent de toegepaste systemen en de daarmee in samenhang toegepaste
transformatoren.
2.
Het opleveringsprotocol zal zodanig worden ingericht dat eventuele wijzigingen van
bovengenoemde gegevens na onderhoud, reparatie of anderszins er in kunnen
worden opgenomen.
3.
De eigenaar van de installatie zal door de installateur worden geadviseerd ten
aanzien van regelmatig onderhoud en /of veiligheidscontroles alsmede van de
tijdstippen waarop dit onderhoud dient plaats te vinden.
De instandhouding over langere tijd van het veilig en betrouwbaar functioneren van de
installatie berust op vakkundig onderhoud en inspecties. Daarbij wordt geadviseerd dat de
eigenaar van de installatie periodiek onderhoud toepast zoals aanbevolen door de
installateur.
Bij een overeenkomst dienen de verrichte werkzaamheden bij iedere onderhoudsbeurt of
inspectie te worden gespecificeerd.
Buiten normale schoonmaak- en onderhoudswerkzaamheden en het eventueel vervangen
van defecte componenten in de installaties dienen ook de inspecties en tests zoals
gespecificeerd in § 18 te worden uitgevoerd.
Zie bijlage 1: Opleveringsprotocol, onderhoud en garantiebepalingen, reparatie en
wijzigingsstaat.
305-05-4
– 80 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
DE EUROPESE NORM EN-50107 IN SAMENHANG MET TESTS,
INSPECTIES EN ONDERHOUD VAN EEN NEONINSTALLATIE.
BIJLAGE 1:
HET PROTOCOL
In feite een elektrotechnische standaard van de gegevens van een opgeleverde
neoninstallatie.
In § 20.1 van EN 50107 staat:
”Ter bevordering van het onderhoud van een installatie zal de verantwoordelijke installateur of
fabrikant een opleveringsprotocol overleggen met daarin de gegevens over de
toegepaste systemen en de daarmee in samenhang toegepaste transformatoren.“
Dit volstaat. In veel protocollen vindt men allerlei informatie over glassteuntjes, reliëfhoogte,
profielen, rozetten bekabeling enz. enz. Maar dit wordt niet gevraagd in de norm.
Men wil slechts de ter zake dienende gegevens met betrekking tot de systemen en de trafo’s.
Ook de opzet en de indeling van een protocol is veelal niet goed. Men wil dan alles in een
standaardformulier vangen maar dat gaat niet. Neoninstallaties variëren van kleine en
eenvoudige tot complexe en grote uitvoeringen.
Beter is om een standaard voorblad te ontwerpen waarin naast de gegevens van de afnemer
en de benaming van de installatie ook de inspecties en elektronische tests, zoals vermeld in §
18.2 en § 18.3, zijn aangegeven en door de verantwoordelijke monteur zijn uitgevoerd. Ook
kunnen op dit voorblad de garantiebepalingen worden aangegeven.
Aan dit voorblad kunnen de elektrotechnische uitvoeringen van de installatie worden
toegevoegd. Zoals gezegd kunnen deze per installatie sterk verschillen.
Wederom standaard is een overzicht te ontwerpen waarop onderhoud van de installatie wordt
aangegeven met alle relevante informatie.
Verderop in deze bijlage wordt een voorbeeld van een mogelijk protocol opgenomen.
305-05-4
– 81 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
Voorstel tot uitgifte en opbergen van een protocol.
Vooropgesteld wordt dat de installateur verantwoordelijk is voor de neoninstallatie ook bij
calamiteiten. Het protocol bevat naast de elektrotechnische gegevens, tests en inspecties
eventueel ook periodiek onderhoud van de installatie.
Het protocol dient dus door de installateur beheerd te worden.
Een kopie bij de installatie achterlaten heeft in het algemeen weinig zin. Op de installatie dient
ondermeer de naam van de installateur te zijn vermeld. Zie § 19 Markeringsgegevens van
EN 50107. Daarmee kan het protocol achterhaald worden.
Uiteraard ontvangt de opdrachtgever een kopie en tekent hij het origineel van de installateur
naast het onderhoudscontract.
In zijn werkplanning heeft de installateur onderhoud van de installatie opgenomen.
Bij uitvoering van het onderhoud krijgt de monteur een blanco onderhoudsblad mee waarop
werkzaamheden als metingen, vervangingen enz. worden aangegeven.
Ditzelfde geldt ook voor tussentijdse reparaties van de installatie voorzover het de
elektrotechnische situatie betreft.
Het onderhouds- reparatierapport wordt aan het protocol toegevoegd waarbij een kopie aan
de opdrachtgever wordt gestuurd.
Beide protocoldossiers blijven hiermede up to date.
305-05-4
– 82 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
OPLEVERINGSPROTOCOL van een neoninstallatie voor:
Firma:
............................................................................................................................
Neontekst:
............................................................................................................................
Geplaatst te:
............................................................................................................................
De ondergetekende verklaart dat de bovengenoemde opstelling volgens de voorschriften van
NEN-EN 50107 is vervaardigd en geïnstalleerd waarbij aan de volgende inspecties is
voldaan:
■
installatie van de hoogspanningskabels,
■
de hoogspanningsverbindingen,
■
de kruip- en luchtwegen,
■
de aardverbindingen en
■
de mechanische details van de installatie om de overeenstemming met de standaard
te garanderen.
Daarnaast werden eveneens de volgende testen juist bevonden:
■
aardlek- en nullastbeveiligingen en
■
de secundaire stroom van de strooiveld transformator(en). Volgens de specificaties van
de fabrikant.
De garantie voor het goed functioneren van de installatie bedraagt minimaal één jaar na
oplevering maar kan worden verlengd na overeenkomst van het toegevoegde
onderhoudscontract.
Getekend te ...................., de ...................................
........................................................................
bijlagen:
305-05-4
onderhoudscontract.
elektrotechnische indeling van de installatie
onderhoudsreparatiestaat.
wijzigingenblad
– 83 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
ONDERHOUDS- EN GARANTIEBEPALINGEN voor:
Firma:
............................................................................................................................
Tekst:
............................................................................................................................
De installateur garandeert de goede werking van bovengenoemde installatie gedurende ...
jaar mits aan onderstaande voorwaarden voor onderhoud en kosten door de afnemer wordt
voldaan.
Deze voorwaarden en kosten kunnen variëren mede afhankelijk van de bereikbaarheid van
de installatie en de frequentie van de onderhoudsbeurten. Voor glassystemen worden in het
algemeen 20.000 branduren of 5 jaar gegarandeerd.
Het onderhoudscontract als zodanig is geen onderdeel van NEN-EN 50107. Wel dienen in het
protocol wijzigingen van de installatie na reparatie, onderhoud of anderszins te worden
opgenomen. Zie hiertoe verderop ”Onderhoud en reparatie”.
Getekend te ......................, de .................................
305-05-4
.........................................
.........................................
de installateur
de afnemer
– 84 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
TOEGEPASTE SYSTEMEN EN TRANSFORMATOREN
GLASSCHEMA(afbeelding 24)
Systeemnrs. met buislengte in cm. (excl. lengte elektroden)
U1 : 148
U2 : 91
U3 : 145
U4 : 148
U5 : 150
U6 : 146
U7 : 148
N1 : 160
N2 : 150
N3 : 150
N4 : 127
N5 : 136
N6 : 116
N7 : 145
N8:150
I1 : 150
I2 : 140
I3 : 140
E1 : 140
E2 : 170
E3 : 140
E4 : 135
E5 : 140
E6 : 130
E7 : 145
K1 : 140
K2 : 150
K3 : 140
K4 : 140
K5 : 158
K6 : 145
K7 : 140
7 syst.
9,76 mtr.
8 syst.
11,34 mtr.
3 syst.
4,30 mtr.
7 syst.
10,00 mtr.
7 syst.
10,13 mtr.
Systeemgegevens:
Buisdiameter:
Gasvulling:
Suspensie:
Transformatoren:
Neontrafo type CEL.
Syst.
U1 t/m U7 trafo:
N1 t/m N8
:
I1 t/m I3
:
E1 t/m E7
:
K1 t/m K7
:
17/18 mm.
75 NE, 25 AR
GS 69 wit/42
6300 V 25 mA gemeten mA :
8000 V 25 mA
:
3200 V 25 mA
:
6300 V 25 mA
:
6300 V 25 mA
:
26
27
27
25
25
Totaal opgenomen vermogen (na compensatie): 640 VA
Datum: ............................... Monteur: ........................................ Paraaf: .................................
305-05-4
– 85 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 1
ONDERHOUD-REPARATIESTAAT voor neoninstallatie:
Firma:
............................................................................................................................
Tekst:
............................................................................................................................
Verrichte werkzaamheden, tijdsduur en voorzieningen:
........................................................................
........................................................................
........................................................................
........................................................................
........................................................................
........................................................................
Gebruikte materialen:
........................................................................
........................................................................
........................................................................
........................................................................
........................................................................
Inspecties en testen:
■
installatie van de hoogspanningskabels,
■
de hoogspanningsverbindingen,
■
de kruip- en luchtwegen,
■
de aardverbindingen,
■
de mechanische aspecten van de installatie,
■
de aardlek- en nullastbeveiligingen en
■
de secundaire stromen van de strooiveldtrafo’s (indien deze stromen buiten de
aangegeven waarden van de fabrikant liggen, dit hieronder aangeven.)
.................................................................
.................................................................
Datum: ............................... Monteur: ........................................ Paraaf: .................................
Indien de installatie en/of het glasschema een wijziging heeft ondergaan dit op een aparte
bijlage vermelden.
305-05-4
– 86 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
BIJLAGE 2:
Bijlage 2
STORINGEN, VOORKOMEN EN OPLOSSEN
Een storing in een installatie opsporen en verhelpen kan uitermate lastig en kostbaar zijn
temeer als een opstelling moeilijk bereikbaar is en eventuele acrylplaten verwijderd moeten
worden.
Voorkomen is dus beter dan genezen. Voordat een installatie de werkplaats verlaat kunnen
de volgende controles en testen worden uitgevoerd.
1.
Aansluitingen aan de trafo(’s) en de elektroden.
Nagaan of de elektrische verbindingen solide zijn gemonteerd, de isolatiehoezen water- en
stofdicht zijn aangebracht en de bekabeling door middel van plakzadels e.d. is gefixeerd.
2.
Bekabeling en doorvoeren.
Is de juiste soort bekabeling toegepast en zijn de kabellengten binnen het geadviseerde
maximum? Kunnen er geen beschadigingen optreden bij plaatdoorvoeren en is er rekening
gehouden met de speciale voorschriften aangaande bekabeling bij de toepassing van
elektronische trafo’s? Zijn er doorvoeren voor waterafvoer voorzien?
3.
Kruip- en luchtwegen.
Liggen de afstanden binnen de aangegeven waarden. Vooral bij buiteninstallaties en bij
toepassing van elektronische trafo’s worden deze afstanden vaak onderschat. Ga ook na of in
verband hiermee eenzijdige- of middelpunt geaarde trafo’s gebruikt zijn.
4.
Aarding en isolatie.
De aarding dient deugdelijk en volgens voorschrift te zijn uitgevoerd. De buissteuntjes moeten
voldoende geïsoleerd van aarde zijn aangebracht en er mogen geen geaarde delen dicht of
tegen de glaswand van de systemen aanliggen.
5.
Aardlek- en Openkringbeveiliging.
Zijn deze beveiligingen op hun correcte werking getest?
6.
Meting van de secundaire stroom en brandspanning.
Bij toepassing van strooiveldtrafo’s is secundaire stroommeting verplicht.
Bij constantstroomtrafo’s is meting van de brandstroom aan te raden. Bij elektronische trafo’s
dienen de belastingstabellen van de leverancier te worden aangehouden.
305-05-4
– 87 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
7.
Bijlage 2
Proefbranden van de installatie.
Alvorens metingen te verrichten dient de installatie korte tijd proef te branden waarbij gelet
moet worden op een juiste ontsteking, gelijkmatige lichtuitstraling en goede staat van de
elektroden.
Algemeen.
We kunnen optredende storingen onderscheiden in directe en indirecte storingen.
Directe storingen geven vrijwel meteen aanleiding tot gehele of gedeeltelijke uitval van de
installatie.
Indirecte storingen voeren eerst na langere tijd tot het uitvallen van de opstelling.
Directe storingen.
Een installatie kan uit meerdere groepen bestaan. Bij de foutherkenning gaan we uiteraard
van de groep uit die niet functioneert.
Deze groep kan uit een of meer trafo’s bestaan welke ieder hun eigen circuit met systemen
bedienen.
Er dienen zich de volgende mogelijkheden voor:
1.
Bij inschakeling is er geen enkel lichteffect.
Als er meerdere trafo’s op de groep zijn aangesloten ligt het voor de hand dat de primaire
voeding ontbreekt. Indien de trafo’s zich in een trafokast bevinden kan het niet functioneren
van het dubbele mescontact de oorzaak zijn.
Mescontacten kunnen slecht gemonteerd, geoxideerd of vervuild zijn en brandgevaarlijk bij
slechte elektrische geleiding.
Beide delen van de contacten dienen zo geplaatst te zijn dat ze zich goed kunnen verbinden.
Te starre montage kan dit verhinderen.
In het geval dat er maar één trafo is toegepast kan het ook een falend mescontact zijn bij een
zogenaamde opbouwtrafo of inbouw in een trafokast.
Indien echter de trafo voeding krijgt maar niet ontsteekt dan is de trafo waarschijnlijk defect.
Men kan dit vaststellen door de brandspanning te meten of een los systeem op de trafo aan
te sluiten.
2.
Bij inschakeling valt de installatie, soms met een kort lichteffect, onmiddellijk uit.
De verplichte aardlekbeveiliging is ingegaan waardoor de trafo of trafo’s die op de beveiliging
zijn aangesloten binnen 0,2 seconde geen primaire voeding meer krijgen.
Oorzaak is sluiting van het secundaire circuit naar aarde.
305-05-4
– 88 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 2
Een aardlek kan verschillende oorzaken hebben:
a.
Door vocht. Na een flinke regenbui kan door verstopping van de afvoergaten het
water niet weg en veroorzaakt sluiting tussen een spanningvoerend deel, meestal
een elektrodeaansluiting, en aarde.
b.
Door onvoldoende of geen onderhoud heeft zich vuilafzetting gevormd waardoor de
kruipwegen ten opzichte van aarde zijn verkort eveneens door vocht.
c.
De isolatie van de bekabeling is door slechte montage beschadigd er vormt zich een
elektrische verbinding met een geaard deel van de installatie.
d.
Kruip- en luchtwegen zijn onvoldoende aangehouden en kunnen eveneens bij
vochtige weersomstandigheden sluiting naar aarde geven.
Indien er meerdere trafo’s op één aardlekschakelaar zijn aangesloten is het waarschijnlijk dat
de aardlek zich in het circuit van één der trafo’s bevindt.
Indien de fout niet wordt aangegeven via bijvoorbeeld een LED signalering aan de trafo of
anderszins moeten we gaan zoeken in welk trafocircuit de fout zich bevindt.
De aardlekschakelaar staat in verbinding met de transformatoren via het ”e” contact dat zich
op de trafo bevindt.
Schakel de installatie uit en maak vervolgens van de eerste trafo het ”e” contact los en
schakel weer in (reset). Als aardlek vervolgens weer optreedt zit de fout niet in het circuit van
de eerste trafo.
Verbindt het ”e” contact van de eerste trafo weer en herhaal de procedure met de tweede
trafo.
Stel dat nu bij reset de installatie niet uitvalt dan zit de aardlekfout in het circuit van de tweede
trafo.
Let op: de gemakkelijke weg is om niet verder naar de oorzaak van de fout in dit tweede
circuit te zoeken. Immers de installatie functioneert weer omdat de beveiliging is opgeheven.
Deze beveiliging dient echter om brand te voorkomen welke ontstaat door ”sproeien” van een
actief deel naar aarde. Zoeken naar de oorzaak is noodzakelijk.
Dringend advies
Werk altijd veilig bij het onderzoeken van de oorzaak en het verhelpen van een storing. Bij
iedere handeling aan de installatie eerst de voeding uitschakelen via de voorgeschreven
dubbelpolige lastscheider. (zie hoofdstuk 3, § 8)
305-05-4
– 89 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
3.
Bijlage 2
Na inschakelen valt na 3-5 seconden de installatie uit.
Het vertraagd uitvallen na inschakeling wijst op een onderbreking in het secundaire circuit. De
nullastschakelaar, beter gezegd de openkringbeveiliging gaat in en onderbreekt de voeding
van de trafo.
Met de buizentester, die met een hoogfrequente impuls aan de oppervlakte van de buis test of
de gasvulling intact is en de vuldruk voldoende hoog, kan men constateren welk systeem
defect is. In tegenstelling tot de overige systemen zal het defecte systeem niet opgloeien.
Gebruik de tester alleen bij een uitgeschakelde installatie.
Door het defecte systeem met een neonkabeltje van elektrode naar elektrode kort te sluiten
zal na inschakelen de installatie ontsteken. Het uitgevallen systeem moet uiteraard vervangen
worden of geregenereerd.
4.
Een nieuwe buiteninstallatie ontsteekt moeilijk en flakkert.
Dit euvel treedt op bij koude waarbij een hogere ontsteekspanning gevraagd wordt dan de
trafo leveren kan. De trafo is ”te licht” gekozen. Bij een strooiveldtrafo is dit aan te tonen door
de secundaire stroom te meten. Is deze stroom lager dan de door de leverancier aangegeven
tolerantie dan ligt hier de waarschijnlijke oorzaak.
Bij een constantstroomtrafo zal door overbelasting de lichtstroom sterk terugvallen.
Raadpleeg de belastingstabellen van de leverancier van de trafo.
5.
Een oude installatie ontsteekt moeilijk en flakkert.
Een ”oude” installatie is in het algemeen meer dan 5 jaar oud. Ook hier treedt de klacht
aanvankelijk bij koude op, althans als het een buiteninstallatie betreft. Waarschijnlijk naderen
de systemen het einde van hun levensduur.
Doordat het gasvolume grotendeels is verbruikt is een sterk toenemende ontsteekspanning
nodig. In de bovenstaande situatie bij een nieuwe installatie bleek een ”zwaardere” trafo een
oplossing. Bij een oude installatie dienen de systemen vernieuwd of geregenereerd te
worden. Zie ook een verdere toelichting in hoofdstuk 1: vuldruk.
6.
Wervelende of ongelijkmatige lichtuitstraling bij een nieuwe installatie.
De oorzaak ligt in de slechte kwaliteit van de systemen door een verontreinigde gasvulling of
te weinig toegevoegd kwik. Doordat de systemen veel bochten vertonen kan het kwik ook
slecht over de totale lengte verdeeld zijn.
Als na ca. 25 branduren het euvel niet verdwijnt, dienen de systemen opnieuw te worden
gepompt.
7.
Meten van secundaire spanning en stroom.
Alvorens het gedeelte over directe storingen af te sluiten volgt hier een korte uiteenzetting
over metingen in het secundaire circuit.
305-05-4
– 90 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 2
In EN 50107-1 wordt onder 18.3 b voorgeschreven dat in ieder circuit de stroom gemeten
moet worden om zeker te zijn dat deze stroom binnen de tolerantie ligt welke voor de
toegepaste transformator geldt.
Aangezien bij een constantstroomtrafo de stroom niet gemeten kan worden, deze is immers
constant, geldt het voorschrift in feite voor de strooiveldtrafo.
De stroom kan in de praktijk het beste bij de trafo gemeten worden omdat deze meestal
gemakkelijk bereikbaar is. Neem een verbinding van de trafo los en schakel de ampèremeter,
die geschikt moet zijn voor hoogspanning, tussen de trafoklem en deze verbinding.
De secundaire spanning van een transformator kan alleen in nullast gemeten worden. De
brandspanning van een systeem is een constante.
Stel, op een middelpunt geaarde trafo zijn 4 systemen aangesloten die ieder een
brandspanning hebben van 800 volt. Dan zou men van de aarde uit 1600 – 0 – 1600 meten.
Ofwel na het eerste systeem 800 volt, na het tweede systeem, dus in het midden, 0 volt en na
het derde systeem weer 800 volt.
De spanning deelt zich op over de systemen met 4 x 800 volt, van de aarde uit gezien op 2 x
1600 volt. Uiteraard geldt de nulwaarde slechts als de brandspanning in beide helften gelijk is.
Aan de trafoklemmen meet men dus de totale brandspanning van de aangesloten systemen.
Indirecte storingen.
1.
Radiostoringen
Een vakkundig uitgevoerde neoninstallatie kan geen storingen veroorzaken, althans als
traditionele trafo’s zijn toegepast.
Hoogfrequenttrafo’s kunnen sterke storingen geven bij televisie, radio, computer- en
telefooninstallaties.
Bij deze trafo’s dient men zich te overtuigen of het fabrikaat aangegeven voldoet aan de
normen vastgelegd in IEC 61347 deel 1 en 61347-2-10 naast 61000-2-2 en 61000-3-3.
Worden desondanks storingen geconstateerd dan ligt de oorzaak meestal in slechte
verbindingen.
Dikwijls is dit een transformatorklem of een losse aansluiting aan een elektrode. Alleen
grondige controle van alle elektrische verbindingen kan het euvel verhelpen.
305-05-4
– 91 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
2.
Bijlage 2
Brom
Bromgeruis bij trafo’s komt nauwelijks voor omdat vrijwel iedere transformator met kunsthars
is vergoten.
Bij trafokasten kan het wel ontstaan omdat, bijvoorbeeld, het deksel niet goed is vastgezet en
het geheel in beweging komt mede door het magnetische strooiveld van de trafo indien een
plaatstalen transformatorkast is toegepast.
Een veel voorkomende oorzaak van brom zijn de hoogspanningsleidingen als deze te lang
zijn, gebundeld of in een stalen buis zijn ondergebracht. Trafo’s met een hoge
ontsteekspanning geven in dat geval meer aanleiding tot de klacht.
3.
Glassteunen
Glassteunen dienen geïsoleerd van aarde te zijn. Indien dit niet het geval kan zich de
volgende situatie voordoen.
De niet geïsoleerde metalen glassteun is gemonteerd op een metalen bodem van het gestel
dat uiteraard geaard is. Gevolg is dat de geaarde steun tegen de glaswand van het systeem
ligt.
Er vormt zich nu een condensator waarbij de glassteun de ene plaat, het glas het diëlectricum
en de gasvulling de andere plaat is.
De capaciteit van deze condensator wordt tijdens de werking van de installatie steeds groter
door kwikneerslag op de plaats van de geaarde glassteun.
Dit leidt tot zeer hoge stroompieken waardoor het diëlectricum, de buiswand dus, overbelast
raakt met als uiteindelijk gevolg glasdoorslag van het systeem.
Kunststof glassteunen zijn wat de isolatie betreft ideaal maar moeten ozon en UV bestendig
zijn. Geïsoleerde metalen glassteunen zijn mechanisch sterker.
305-05-4
– 92 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
BIJLAGE 3:
Bijlage 3
DEFINITIES
Een definitie is een kernachtige samenvatting van een begrip.
Onderstaande omschrijvingen zijn beknopt en begrijpelijk weergegeven en volgen niet altijd
de officiële versie zoals gegeven in IEC 60050 secties 602-605.
Systeem
Een gasontladingsbuis bestaande uit een al dan niet gebogen glazen buis met aan weerszijde
een elektrode en een edelgasvulling onder lage druk al dan niet voorzien van kwik.
Inbouwtransformator
Een trafo welke is ingebouwd in een letter, koker, profiel of een trafokast.
Opbouwtransformator
Een trafo als zelfstandige eenheid welke overal geplaatst mag worden.
Compensatiecondensator
Een condensator welke de faseverschuiving tussen spanning en stroom bij een
strooiveldtransformator compenseert.
Middelpunt geaarde trafo
Een transformator met twee secundaire wikkelingen waarvan het middelpunt aan aarde ligt en
de beide zijden aan hoogspanning.
Enkelvoudig geaarde trafo
Een transformator met één secundaire wikkeling waarbij één zijde aan aarde en de andere
zijde aan hoogspanning ligt.
Ontsteekspanning
De spanning waardoor de neoninstallatie ontsteekt overeenkomstig de waarde op het
typeplaatje van de transformator.
Brandspanning
De spanning waarop de neoninstallatie, na ontstoken te zijn, functioneert.
305-05-4
– 93 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 3
Kortsluitstroom
De begrensde maximale stroom die door de kortgesloten secundaire klemmen van de
transformator loopt.
Aardlekbeveiliging
Een schakeling die ervoor zorgdraagt dat de primaire voeding van de trafo onderbroken wordt
ingeval van sluiting van het secundaire circuit tegen aarde.
Nullastbeveiliging (Openkring beveiliging)
Een schakeling die ervoor zorgdraagt dat de primaire voeding van de trafo onderbroken wordt
ingeval van een onderbreking in het secundaire circuit.
Opgelegd neon
Verzamelnaam voor open neon en contouren m.a.w. die situatie waarin het systeem direct
zichtbaar is.
Gesloten neon
Verzamelnaam voor doosletters, met acrylplaat afgeschermde systemen m.a.w. die situatie
waarin het systeem indirect zichtbaar is.
Handbereik
De afstand vanuit een standplaats waar een persoon, zonder hulpmiddelen, naar alle kanten
kan reiken.
Elektrodekap
Een stof- en waterdichte siliconen isolatiehoes welke over hoogspanningsdelen wordt
geplaatst, veelal de elektrode.
Omkasting
De bescherming tegen de mogelijkheid om gevaarlijke delen aan te raken.
Kruipweg
De kortste afstand tussen twee geleidende delen of tussen een geleidend deel en de wand
van de installatie gemeten langs de oppervlakte van de isolatie.
305-05-4
– 94 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 3
Luchtweg
De kortste afstand tussen twee geleidende delen of tussen een geleidend deel en de wand
van de installatie gemeten door de lucht.
Actief deel
Een geleidend deel dat bij normaal bedrijf onder spanning staat.
Directe aanraking
Aanraking van actieve delen.
Indirecte aanraking
Aanraking van metalen gestellen en andere geleidende delen die door een defect onder
spanning kunnen komen.
Potentiaal vereffening
Het elektrisch verbinden van verschillende metalen gestellen en vreemde geleidende delen
om die op nagenoeg hetzelfde potentiaal te brengen.
Aarde
De geleidende aardmassa waarvan de elektrische potentiaal op nul is vastgelegd.
Vereffeningsleiding
Een beschermingsleiding die potentiaalvereffening zeker stelt.
305-05-4
– 95 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
BIJLAGE 4:
Bijlage 4
NORMEN
Het behoeft geen betoog dat regelgeving noodzakelijk is voor onze, soms complexe,
neoninstallaties.
Het is daarnaast niet verwonderlijk dat velen zich niet in de normen op ons vakgebied
verdiepen door de dikwijls moeilijke leesbaarheid van de tekst enerzijds en het gebrek aan
inzicht welke norm toepasbaar is anderzijds.
Toch valt een en ander wel mee, de onderstaande tekst geeft nadere uitleg over de indeling
van normeringen en welke regelgeving voor ons vakgebied van toepassing is.
Inleiding
Verantwoordelijk voor mondiale normen met betrekking tot elektrotechniek is het IEC
(International Electrotechnical Commission)
Voor de Europese normen EN tekent CENELEC (European Committee for Electrotechnical
Standardization). CENELEC is een afkorting uit het Frans: Comité Européen de Normalisation
Electrotechnique.
De nationale normen worden opgesteld onder verantwoordelijkheid van het betreffende land.
Voor Nederland NEC (Nederlands Elektrotechnisch Comité).
Normen
Voor de elektrotechnische installatie van een neoninstallatie gelden de volgende normen:
Laagspanning
CENELEC Technical Committee 64 harmoniseert de normen voor elektrotechnische
laagspanningsinstallaties op basis van de norm IEC 60364. De Europese voorschriften zijn
vastgelegd in HD 484. (Electrical installations of buildings).
Soortgelijke voorschriften zijn te vinden in NEN 1010 deel 7 waarin tevens onder 8.773 de
voeding van neoninstallaties en neontoestellen wordt behandeld.
NEN 1010-7 april 2000 is verkrijgbaar bij het NNI (Nederlands Normalisatie-instituut).
Aanschaf wordt aanbevolen.
Hoogspanning
NEN-EN 50107-1-2 : 2002 (Neoninstallaties met een nullastspanning van meer dan 1 kV
maar niet hoger dan 10 kV).Deze normen zijn eveneens verkrijgbaar in de Nederlandse taal
door een uitstekend initiatief van de afdeling Lichtreclame van Uneto-VMI.
In § 2 van NEN-EN 50107-1 staan de referentienormen uitgegeven door het NNI in het
Engels en soms in de Franse taal.
EN 50143 NEN-EN 50143
Leidingen voor neontoestellen en neoninstallaties met een nullastspanning hoger dan 1 kV
maar niet hoger dan 10 kV.
305-05-4
– 96 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
Bijlage 4
EN 60529 NEN-EN 50143
Beschermingsgraden van omhulsels van elektrisch materieel (IP-codering).
EN 60598-1 NEN-EN-IEC 60598
Verlichtingsarmaturen-Deel 1: Algemene eisen en beproevingen.
EN 61347-2-10 NEN-EN-IEC 61347-2-10
Toebehoren voor lampen-Deel2-10: Bijzondere eisen voor elektronische wisselrichters en
omzetters voor hoogfrequent werkende koudontstekende buisvormige ontladingslampem
(neonbuizen).
EN 61050 NEN 11050
Transformatoren voor buisvormige gasontladingslampen met een nullastspanning van meer
dan 1000 V. (neontransformatoren)
Algemene en veiligheidseisen.
HD 384 series NEN 1010 reeks
Veiligheidsinstallaties voor laagspanningsinstallaties.
(Nederlandse taal)
305-05-4
– 97 –
s terug
|s vorige
u inhoud
volgende t|
Cursus 305
BIJLAGE 5:
Bijlage 5
IP-codering
Codering (International Protection) IP XX
Het eerste cijfer geeft de beschermingsgraad aan verkregen door de behuizing.
Het tweede cijfer geeft de beschermingsgraad aan tegen vocht.
Beschermingsgraad
Beschermingsgraad
IP XX
*(1)
0
Niet beschermd
0
1
Beschermd tegen vaste
voorwerpen > 50 mm
1
2
Beschermd tegen vaste
voorwerpen > 12 mm
2
3
Beschermd tegen vaste
voorwerpen > 2,5 mm
3
4
Beschermd tegen vaste
voorwerpen > 1 mm
4
5
Beschermd tegen stof
5
6
Stofdicht
6
*(1)
305-05-4
Niet beschermd
Beschermd tegen
druppelend water.
Beschermd tegen
druppelend water bij een
schuine stand van 15
graden
Beschermd tegen
sproeiend water bij een
schuine stand van 60
graden
Van alle kanten
beschermd tegen
opspattend water.
Van alle kanten
beschermd tegen
waterstralen.
Beschermd tegen
stortzeeën.
IP 00
IP 11
IP 22
IP 33
IP 44
IP 55
IP 66
7
Beschermd tegen
onderdompeling
IP 67
8
Beschermd tegen verblijf
onder water.
IP 68
De beschrijvingen zijn beknopt. Zij mogen niet gebruikt worden om de wijze van
bescherming voor te schrijven.
Voor de volledige omschrijvingen en de beproevingsmethoden, zie NEN 10529.
– 98 –