Moet je nu wel of geen aardlekbeveiliging toepassen? Deze vraag is niet standaard met ja of nee te beantwoorden.
Foto: Maarten Legius
NEN 1010 stelt eisen aan zowel foutbescherming als aanvullende bescherming waarbij het nodig kan zijn een aardlekschakelaar toe te passen. Wat betekenen deze termen? En welk type aardlekschakelaar dan? En hoeveel groepen mogen worden aangesloten op een aardlekschakelaar?
NEN 1010 & aardlekschakelaars
Elektrische installaties in bouwwerken moeten minimaal voldoen aan het veiligheidsniveau zoals dat is beschreven in NEN 1010:2015 + aanvullingen en correcties uit 2016. In NEN 1010 wordt het toepassen van aardlekschakelaars in verschillende bepalingen beschreven. Een aardlekschakelaar kan nodig zijn als foutbescherming en ook als aanvullende bescherming tegen elektrocutie en tegen brand.
Basis- en foutbescherming
Elektrische installaties en toestellen moeten volgens NEN 1010:41 bescherming bieden tegen stroom door personen. Altijd moet daarvoor basisbescherming worden gerealiseerd; er moeten maatregelen worden getroffen zodat actieve delen niet direct kunnen worden aangeraakt. Actieve delen zijn bijvoorbeeld geleiders zoals fase- en nuldraden, -rails en aansluitschroeven waarop een gevaarlijke spanning kan staan. De meest gangbare manieren voor basisbescherming zijn isolatie en afschermingen of omhullingen.
Installatie is dubbel geïsoleerd (basis + foutbescherming).
Foutbescherming altijd vereist
Dit alleen is echter onvoldoende. Ook is foutbescherming altijd vereist. Deze maatregel beschermt tegen indirecte aanraking.
Symbool dubbel geïsoleerd.
Voorbeelden:
- Bij een kabel kan de aderisolatie worden beschouwd als de basisbescherming, de mantel als de foutbescherming.
- Draadisolatie en lasklemmen vormen de basisbescherming, de PVC-leiding en PVC-dozen in deze installatie de foutbescherming.
In beide gevallen is sprake van dubbele isolatie.
Metalen gestel verbinden
Als een elektrische installatie of elektrisch materieel een geheel of gedeeltelijke metalen omhulling heeft die door een aardsluiting onder spanning kan komen, is door de omhulling alleen de basisbescherming gerealiseerd. De maatregel voor foutbescherming is dan ‘automatische uitschakeling van de voeding’. De geleidende omhulling, een metalen gestel genoemd, moet dan worden verbonden met een beschermingsleiding aan de aardingsvoorziening. Wat is het doel hiervan?
Beveiliging moet razendsnel de installatie uitschakelen
Als een aardsluiting plaatsvindt tussen een actief deel en het metalen gestel, moet de beveiliging in de schakel- en verdeelinrichting razendsnel de installatie uitschakelen. Zo snel, dat als een persoon het metalen gestel zou aanraken elektrocutie wordt voorkomen. In NEN 1010 en NEN 4010 staan maximale tijden vermeld waarbinnen de installatie automatisch moet uitschakelen. Tabel x is hiervan een verkorte versie. (Klik om de tabel groter te maken.)
Tabel x Maximale uitschakeltijden
Stroomcircuit bij aardsluiting Bron: Anton Kerkhofs
Forse stroom
Om de automatisch uitschakeling te realiseren binnen de vereiste tijd, bijvoorbeeld 0,4 seconde (de meest voorkomende maximale uitschakeltijd voor eindgroepen), moet er een forse stroom in het circuit en daarmee de overstroombeveiliging lopen. Als de installatie is beveiligd met een installatieautomaat B16, is een stroom vereist van minimaal 80 A. Dat kan alleen als de impedantie van het foutstroomcircuit kleiner is dan
Zc ≤ 230 V : 80A Zc ≤ 2,9 Ω
Aanspreekstroom
Een beveiligingstoestel spreekt binnen een bepaalde tijd aan bij een (forse) overstroom. Met behulp van de karakteristieken van smeltpatronen en installatieautomaten kan de aanspreekstroom worden bepaald die nodig is om een beveiligingstoestel te laten uitschakelen.
Voorbeeld
Hoeveel stroom moet er door een B16 installatieautomaat lopen om deze in 0,4 seconde te laten aanspreken?:
B16 in 0,4 s -> 5 x 16 A = 80 A
Door 80 A door de installatieautomaat te laten lopen zal de installatieautomaat zeker aanspreken.
TT-stelsel
In een TT-Stelsel is het aardsysteem in de installatie met een aardelektrode verbonden met de aarde. Het foutstroomcircuit is in onderstaande afbeelding grijs gearceerd. De aardverspreidingsweerstand van de aardelektrode is een belangrijk onderdeel van de impedantie van het totale foutstroomcircuit.
De aardverspreidingsweerstand wordt in belangrijke mate bepaald door de indrijfdiepte van de elektrode, de grondwaterstand en het soort grond (droog zandgrond; hoge weerstand, vochtig veen; lage weerstand).
Foutstroomcircuit in TT-stelsel. Bron: SBK Opleidingen
Daar waar de aardverspreidingsweerstand hoger is dan ongeveer 1,5 Ω (bij vele huizen de praktijk) , zal de weerstand van het foutstroomcircuit groter zijn dan 2,9 Ω . Bij een aardsluiting zal de foutstroom dan geen 80 A halen. De B16 installatieautomaat zal dan niet of niet tijdig de installatie uitschakelen.
Om toch de installatie uit te laten schakelen (de foutbescherming te realiseren) is nu een aardlekschakelaar noodzakelijk. Dit kan met een aardlekschakelaar van zowel IΔn 300 mA als IΔn 30 mA. De aardverspreidingsweerstand mag immers volgens NEN 1010 nooit hoger zijn dan 166 Ω. Een foutstroom bedraagt in het algemeen dus meer dan 230V : 166Ω = 1,4 A (dus ruim meer dan 300 mA en 30 mA).
TN-stelsel
In en TN-Stelsel zorgt het netbedrijf voor de aardingsvoorziening. De weerstand van het foutstroomcircuit wordt nu voornamelijk bepaald door lengte en doorsnede van de voedingsleiding. Bij een TN-stelsel is de weerstand van het foutstroomcircuit in het algemeen veel lager; in het algemeen 0,3 – 1,5 Ω. Meestal voldoende laag om een dermate grote foutstroom te laten lopen bij een aardsluiting dat een overstroombeveiliging zoals een B16 installatie-automaat zal uitschakelen binnen 0,4 s.
Foutstroomcircuit TN-stelsel Bron: SBK Opleidingen
Beoordelen van de weerstand van het foutstroomcircuit
Foto: AK Trainingen
Of de impedantie van het foutstroomcircuit voldoende laag is om een overstroombeveiliging te laten aanspreken kan worden beoordeeld in stappen:
- bepaal de nominale stroom en het type installatieautomaat of zekering.
- bepaal met de karakteristiek van het beveiligingstoestel de noodzakelijke waarde van de aanspreekstroom (IA ) om dit toestel uit te schakelen binnen de vereiste tijd.
- Bereken de maximaal toelaatbare impedantie van het foutstroomcircuit: Zc ≤ 230 V: IA
- Meet Zc met een installatietester.
- Is de impedantie van het foutstroomcircuit voldoende laag, dan kan de overstroombeveiliging (installatieautomaat of smeltveiligheid) volstaan voor foutbescherming. Is de gemeten impedantie hoger, dan is een (aanvullende) aardlekschakelaar nodig als foutbescherming.
Aanvullende bescherming
Aanvullende bescherming is de derde beveiligingsschil in NEN 1010. Aanvullende bescherming vereist het gebruik van IΔ n ≤ 30 mA aardlekschakelaars.
Een 30 mA aardlekschakelaar kan worden beschouwd als een extra persoonsbeveiliging als de basisbescherming en/of de foutbescherming in gebreken blijft. Bijvoorbeeld als een kind een metalen spijker in een wcd steekt of een beschadigde leiding bij het koper wordt vastgepakt, een apparaat met een RA-stekker in een ‘ongeaarde’- wcd wordt aangesloten. Daarom is een 30mA aardlekschakelaar vereist bij materieel dat door leken wordt gebruikt. Deze gevoelige beveiliging zal de installatie nu tijdig uitschakelen zodat er geen elektrocutiegevaar ontstaat.
Let op: een aardlekschakelaar IΔ n 300 mA biedt hiervoor geen bescherming en vormt daarom geen bescherming als aanvullende- en persoons-bescherming.
Een IΔ n ≤ 30 mA aardlekschakelaar is volgens NEN 1010 verplicht toe te passen in eindgroepen met:
- Contactdozen In ≤ 20A voor algemeen gebruik door leken.
Dus niet vereist bij vast aangesloten elektrisch materieel zoals een pv-omvormer of voor specifieke wcd’s zoals de Perilex- contactdoos voor een oven of een specifieke wcd voor een inbouwvaatwasser). - Verplaatsbaar elektrisch materieel In ≤ 32 A voor buiten (of de aansluitpunten daarvoor).
- Aansluitpunten voor verlichtingsarmaturen in woongebouwen, hotels e.d. behalve die zich bevinden in de verkeersruimten.
Aardlekschakelaars in een bijzondere ruimte en omgeving
Ook kunnen aardlekschakelaars verplicht zijn als aanvullende bescherming in elektrische installaties die worden toegepast in een bijzondere installatie en installaties in bijzondere ruimten en omgevingen. Deze installaties staan vermeld in deel 7 van NEN 1010. Voorbeelden daarvan zijn ruimten met een bad, douche, zwembad, sauna, ruimten voor land- en tuinbouw en veeteelt, laadunits voor elektrische voertuigen, tijdelijke installaties op bouw- en sloopterreinen en voor evenementen, nauwe geleidende ruimten, campings, jachthavens, buitenverlichting.
Wel of geen aardlekschakelaar?
Enkele voorbeelden en afwegingen
Gebruik van aardlekschakelaars
In NEN 1010 zijn enkele algemene eisen beschreven in het toepassen van aardlekschakelaars:
- Een tweepolige 30mA- aardlekschakelaar mag maximaal vier eindgroepen beveiligen (bepaling 531.2.1.3); (opm. maar soms is vier al te veel om onbedoeld uitschakelen te voorkomen).
- Een aardlekschakelaar mag niet onbedoeld uitschakelen t.g.v. capacitieve stromen die ontstaan door elektronica (omvormers, regelaars e.d.).
Praktisch: het is aan te bevelen deze toestellen op een aparte aardlekschakelaar (aardlekautomaat) aan te sluiten. - Een installatie bestaande uit twee of meer eindgroepen, mag niet door één 30 mA aardlekschakelaar volledig zijn uit te schakelen.
- Aardlekschakelaars van het type AC niet meer mogen worden geïnstalleerd.
- Een enkele aardlekschakelaar IΔ n 30 mA mag zowel de functie hebben van aanvullende bescherming als foutbescherming.
Keuze van aardlekschakelaar
Aardlekschakelaars werken bij een bepaalde soort foutstroom:
- Type AC zijn verouderd – beveiligt alleen bij sinusvormige foutstroom
- Type A gangbaar – beveiligt tegen sinusvormige en pulserende foutstromen
- Type B – beveiligt tegen sinusvormige-, pulserende en DC-foutstromen
Het type is herkenbaar aan de afbeelding op elke aardlekschakelaar
Type aanduiding op aardlekschakelaar
Een type aardlekschakelaar moet passen bij de foutstroom die er kan gaan lopen bij een fout. Gangbaar is type A- aardlekschakelaars omdat elektroniche apparatuur wordt toegepast is in nagenoeg alle elektrische installaties. Echter, sommige toestellen waarbij een fout-gelijkstroom kan gaan lopen moeten beveiligd worden door een type B aardlekschakelaar.
Als een aardlekschakelaar is vereist bij een pv-omvormer (als foutbescherming), dan kan uit de handleiding worden opgemaakt of een type A volstaat of een type B nodig is. Als een zogenaamde 6mA verklaring is verstrekt volstaat een type A meestal.
Bronvermelding : InstallatieJournaal