Johan van Velthoven - NEN

Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven, Consultant NEN
KIEN Technologiedag
16 februari 2016 Bunnik
1
Even voorstellen:
•
•
•
Johan van Velthoven
Afgestudeerd in Elektrotechniek
TU Eindhoven, Nederland
Werkervaring
–
Royal Philips Electronics:
> Innovatieve ontwikkelingen (CD)
> Productiemachines voor Lighting-industrie
–
NEN (Nederlands normalisatie-instituut)
> Standaardisatie betreffende elektrische installaties
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
2
The making of standards
“Experts” & “Stakeholders”
All parties concerned
Consensus in “drafting”
Acceptance by large
(>2/3) majority
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
3
Direct Current: ook binnen normalisatie
International
Electrotechnical
Commission
System Evaluation Group “SEG
4”
LVDC-Redefining Electricity
First International Conference on
Low Voltage Direct Current
New Delhi, India, 26 & 27 October 2015
http://www.lvdcconference.com
Enquete DC-standaardiusatie-behoeften:
https://www.surveymonkey.com/r/MKS5D6L
Ontwikkelingen in
DC-normalisatie:
•
Componenten
•
Applicaties
•
Installaties
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
4
LVDC installatienormen
•
NEN 1010
–
Basisbescherming
– Foutbescherming
– Aanvullende bescherming
•
IEC – Application Guide
–
•
“rural area’s” in
developping countries
HD-IEC 60364
NPR “LVDC”
–
Nederlandse praktijkrichtlijn
LVDC-installaties algemeen
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
5
IEC: LOW-VOLTAGE ELECTRICAL INSTALLATION
Application guide: Residential electrical installation in direct
current not intended to be connected to Public Distribution Network
Power
supplies
Loads
Storage
units
Scope
This document applies to d.c. low-voltage electrical installations entirely
supplied by local power sources, and not intended to be connected to
Public Distribution Network. Power supplies are local. The application of
these installations corresponds to residential premises with limited needs
in power consumption mainly in homes in developing countries.
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
6
NEN: NPR LVDC
Beperkt kortsluitvermogen
b.v. PV-paneel
: Typische AC-installatie
Gecontroleerde
componenten
Groot kortsluitvermogen
b.v. batterijen
Autonome (ongecontroleerde)
componenten
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
7
DC-stelsels
L+
L+
G
G
M of PEM
L– of PEL
G
IEC 2268/05
L–
• Een- of twee-polige systemen
IEC 2268/05
• Aarding conform TN-, TT- of IT-stelsels
• LV: Spanning ≤ 1500 V DC
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
8
Schakelen en scheiden
120 V
DC
• Functioneel > Schakelen van de operationele stroom
• Bescherming tegen elektrische schok
•
•
Basisbescherming > verhinderen of beperken van stroomdoorgang door lichaam
Foutbescherming > verhinderen of beperken (in grootte en/of tijd) van stroomdoorgang
door lichaam
• Bescherming tegen thermische invloeden > o.a. beperken vonkvorming
• Beveiliging tegen overstroom > beperken van de stroom
• Beveiliging tegen spanningsverstoring > beperking L dI/dt
•
...
• Onderhoudbaarheid > Scheiden van stroomketens
Stelsel
TN
50 V < U0 ≤ 120 V
s
120 V < U0 ≤ 230 V
s
230 V < U0 ≤ 400 V
S
U0 > 400V
S
Wisselspanning
Gelijkspanning
Wisselspanning
Gelijkspanning
Wisselspanning
Gelijkspanning
Wisselspanning
Gelijkspanning
0,8
a
0,4
5
0,2
0,4
0,1
0,1
a
TT
0,3
0,2
0,4
0,07
0,2
0,04
Maximale uitschakeltijden onder droge omstandigheden <tabel 41.1 uit NEN 1010>
0,1
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
9
Vlambogen
Seriële fout
Parallelle fout
•
•
Niet zelfdovend wegens ontbreken nuldoorgangen
Stroom begrensd door impedantie geïoniseerde
lucht
Isolatiefout
>> Aanvullende detectie / maatregelen nodig
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
10
Aarding en corrosie
Aarding: Beperken van foutspanningen tot veilige waarden
binnen gegeven tijdslimiet.
•
Klassieke benadering: aarding en vereffening van metalen objecten
door middel van een directe verbinding met aarde, mikkend op een
spanningsverschil van 0 V.
Elektrische DC-stromen in betonijzer kunnen chemische
processen veroorzaken die, afhankelijk van de polariteit
leiden tot een beschermende atmosfeer rondom het
betonijzer (er is dan sprake van “kathodische
bescherming”) of tot een sterk aantastende (corrosieve)
atmosfeer rondom het betonijzer. In deze laatste situatie
kunnen DC-stromen binnen enkele maanden tot jaren
leiden tot ernstige aantasting van het beton en zijn
constructieve sterkte.
Voorkom “slopende”
lekstromen: Aarding via
diode-netwerken
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
11
Overspanningen
d𝐼
𝑈=𝐿
d𝑡
Elektronica:
- Hoge schakelsnelheid
(dI/dt groot)
- Hoge gevoeligheid voor
overspanningen
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
12
Andere aandachtspunten
•
•
•
•
•
Levensduur van de installatie
Andere consequenties t.a.v. Capacitieve en
Inductieve effecten
Materiaalkeuze (geschiktheid voor DC !!)
Kabelberekeningen
...
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
13
DC toepassen?
Direct Overwegen
•
DC-installaties: achterstand op AC-installaties
>> nog niet alles even duidelijk
•
•
Hoe zit het met uw kennis en ervaring ?
Durft / kunt u de uitdaging
.... en ook de verantwoordelijkheid aan ???
Gelijkstroom in de praktijk
Johan van Velthoven; 16 februari 2016
14
Vragen?
ir. Johan van Velthoven
Consultant sector Elektrische Installaties
Tel: +31 (0)15 2690 337
Mob: +31 (0)6 33333 882
Email: [email protected]
Postbus 5059, 2600 GB Delft
Vlinderweg 6, 2623 AX Delft
www.nen.nl
15