sluiten

Inloggen

Log hieronder in met uw gebruikersnaam en wachtwoord.

Deze ontvangt u van ons bij het afsluiten van een (proef)abonnement.

Nog geen inlog? meld u gratis aan


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een (proef)abonnement?.
Neem dan contact op met BIM Media Klantenservice:

sluiten

Welkom bij de Kennisbank NEN 1010

Om de uitgebreide informatie op de kennisbank te kunnen lezen heeft u een inlogcode nodig. Deze ontvangt u bij het afsluiten van een abonnement.

Waarom Kennisbank NEN 1010 kennisbank

  • Kennis van experts altijd beschikbaar
  • Antwoorden, oplossingen en tools
  • Toevoegen van eigen notities mogelijk
  • Praktijkcases, veelvuldig aangevuld
  • Handige formules en interactieve berekeningen
Neem nu een abonnement >


Abonnement € 350,- per jaar, ieder moment opzegbaar. Meer over een abonnement op NEN 1010

“ De norm is soms lastig te begrijpen. De kennisbank bevat de  complete norm NEN 1010 met links naar de praktische uitleg, waardoor achtergronden van de norm duidelijk worden. ”
 

Jaap Jansen,
Installatie Service Bureau

Inloggen voor abonnees


Vragen?
Kunt u niet inloggen of heeft u vragen over een abonnement?
Neem dan contact op met Vakmedianet Klantenservice: 088 58 40 888

Of stuur een e-mail naar: klantenservice@vakmedianet.nl

Overspanning

In de NEN 1010:2015 is er terecht aandacht voor spanningsverstoringen die van de netzijde kunnen komen. Hierbij kan worden gedacht aan:

  • vervormingen van de spanningsvorm (harmonischen);
  • snelle spanningsvariaties (dips of fluctuaties);
  • overspanningen ten gevolge van schakelhandelingenof bliksem.

Hieronder behandelen we deze laatste vorm van verstoring van de voedende spanning: de overspanningen.

Wijzigingen in de NEN 1010

In deel 1 van de NEN 1010 ‘Fundamentele uitgangspunten’ staat dat personen, levende have en bezittingen moeten zijn beschermd tegen het gevaar voor verwonding of schade als gevolg van overspanningen, zoals de overspanningen die worden veroorzaakt door atmosferische ontladingen of schakelhandelingen.

 

De uitwerking hiervan staat onder andere in rubriek 443 ‘Beveiliging tegen overspanningen van atmosferische oorsprong of als gevolg van schakelhandelingen’. Deze rubriek behandelt de beveiliging van elektrische installaties tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong die worden overgebracht door het voedende net en tegen overspanningen als gevolg van schakelhandelingen.

Deze rubriek gaat dus niet over directe of nabije blikseminslag. Daarvoor moet worden gekeken naar de NEN-EN-IEC 62305-reeks.

 

Ook is bij 443.2 de classificatie van stoothoudspanning-categorieën opgenomen, dit is in directe relatie met de zogenoemde restspanning. In onderstaande afbeelding zijn de vereiste stoothoudspanningen vermeld voor de 230/400V netspanning. Als de toestellen een stoothoudspanning hebben overeenkomstig met de gegeven waarden, dan is de toepassing van een overspanningsafleider niet nodig. Dit geldt als de voeding wordt gerealiseerd door een ondergronds aangelegd net, hetgeen meestal het geval is. De overspanning die optreedt in een installatie ten gevolg van een indirecte (niet nabije) bliksemontlading zal in de regel onder de genoemde spanningen liggen.

 

Overzicht van de diverse categorieën stoothoudspanningen.

 

In Rubriek 534 ‘Beveiligingstoestellen tegen overspanning’ is de keuze en manier van installeren van overspanningsbeveiligingen opgenomen. Hierbij worden de volgende onderwerpen behandeld:

  • Gebruik van overspanningafleiders.
  • Aansluiten van overspanningafleiders.
  • Ontladings- en impulsstroom.
  • Coördinatie van overspanningafleiders.
  • Aansluitleidingen (lengte en kerndoorsnede van aansluitleidingen).
  • Bescherming tegen overstroom.

 

Deze onderwerpen worden hierna verder toegelicht.

Gebruik van overspanningafleiders

De rubriek die handelt over de beveiligingstoestellen tegen overspanning heeft bepalingen voor:

 

  • Overspanningsafleiders (SPD’s) voor elektrische installaties van gebouwen, om transiënte overspanningen van een atmosferische oorsprong die door het voedende net worden doorgegeven, en overspanningen die worden veroorzaakt door schakelhandelingen, te beperken.
  • SPD’s voor de beveiliging tegen overspanningen die worden veroorzaakt door directe blikseminslagen of blikseminslagen in de directe omgeving van gebouwen die worden beschermd door een bliksembeveiligingsinstallatie.

 

Deze laatste categorie overspanningsafleiders worden in feite geplaatst uit het oogpunt van het beveiligen van overspanningen door directe of nabije bliksemontladingen. Het falen van een overspanningsafleider kan echter ook weer gevolgen hebben voor de veiligheid van een installatie (de normale 50 Hz voeding). Vandaar dat diverse bepalingen ook over deze categorie overspanningsafleiders gaan.

Aansluiten van overspanningafleiders

De NEN 1010 gaat over de indirecte blikseminslag. Hierbij is de toepassing van afleiders type 2 en/of type 3 voldoende. De optredende bliksemstromen zijn niet heel groot. Bij toepassing van overspanningafleiders, waarbij ook rekening wordt gehouden met een directe blikseminslag is de toepassing van afleiders type 1 nodig. Als er diverse type afleiders binnen een installatie worden toegepast dan is coördinatie wel noodzakelijk (zie ook ‘Coördinatie van afleiders’).

De afleiders moeten zo dicht mogelijk bij het voedingspunt of de hoofdverdeelinrichting worden opgenomen. Aanvullende overspanningafleiders die nodig zijn om gevoelige apparatuur te beschermen moeten zo dicht mogelijk bij deze apparatuur worden geplaatst.

 

Overspanningafleiders moet tussen de volgende punten  worden aangebracht: 

  • Tussen elke fase en de hoofdaardrail, als er een directe verbinding is tussen PE- en N.
  • Tussen elke fase en de hoofdaardrail en eveneens tussen de N en de hoofdaardrail als er geen directe verbinding is tussen de PE- en N-geleider.

 

Een alternatief voor de tweede optie is om een afleider aan te brengen tussen elke fase en de N en tussen de N en de hoofdaardrail. Een voorbeeld van een dergelijke toepassing is hieronder gegeven.     

 

Overspanningsbeveiliging voor de aardlekbeveiliging in TT-stelsel.

 

In de afbeelding is er dus sprake van overspanningsafleiders tussen de fasen en de nul  in plaats van tussen fasen en PE-geleider. Daarnaast is er een afleider geplaatst tussen de nul en aarde (PE). In deze situatie zijn de afleiders geplaatst voor de aardlekbeveiliging in het TT-stelsel. Hierdoor wordt de aardlekbeveiliging ook beveiligd tegen te hoge overspanningen. Bijkomend risico is dat bij een defect in afleiders er een spanning kan komen op de PE-geleider en dus de metalen delen in de installatie. Door extra eisen te stellen aan de ontladings- en impulsstroom van de afleiders wordt dit risico geminimaliseerd.

 

Als de afleiders achter de aardlekbeveiliging waren geplaatst dan zou de lekstroom zorgen voor afschakeling van de installatie. De aardlekbeveiliging zou dan weer niet zijn beveiligd tegen overspanningen. Kortom: elke oplossing heeft zijn voor- en nadelen.

Ontladings- en impulsstroom

De nominale ontladingsstroom van de afleiders mag niet kleiner zijn dan 5 kA (8/20 pulsvorm). Aan de afleider die wordt gemonteerd tussen de N- en PE-geleider zoals geschetst in de vorige afbeelding worden om de hierboven aangegeven reden strengere eisen gesteld. Van deze afleider mag de maximale ontladingsstroom net lager zijn dan 20 kA voor driefase-installaties en 10 kA voor eenfase-installaties.

Ook aan de bliksemimpulsstroom worden voor deze afleider extra eisen gesteld. Als de afleiders ook zijn gekozen in het kader van de bliksembeveiliging (volgens de norm NEN-EN-62305-4) dan moeten de afleiders ook met het oogpunt van deze norm worden bepaald.

Coördinatie van overspanningafleiders

Het aansluiten van de diverse overspanningafleiders vergt de nodigde coördinatie tussen de diverse typen afleiders en ook de plaatsing van de afleiders is van belang. Bij een stelsel waarbij in het begin van de installatie de nul en aarde zijn gekoppeld (PEN) is er uiteraard geen afleider nodig tussen de nulgeleider en de PE-geleider (zie de volgende afbeelding).

Plaatsing van afleiders in een installatie.

 

Het is ook van belang dat bij het begin van de installatie de eerste afleiders worden geplaatst. Deze afleiders moeten bij het voedingspunt van de installatie (of in de hoofdverdeelinrichting) worden aangebracht. Het beschermingsniveau van de afleiders mag niet hoger zijn dan 2,5 kV.

Verderop in de installatie kan er wel weer een aanzienlijke spanning tussen nulgeleider en PE-geleider optreden bij bliksemontladingen. De toepassing van een overspanningsafleider tussen deze geleiders is dan weer nodig, zoals geschetst in de afbeelding hierboven bij de type 2 en type 3 afleiders.

 

Een ander punt van aandacht is de noodzakelijke ‘ontkoppeling’ van afleiders. Zoals geschetst in de afbeelding kunnen er in een installatie diverse afleiders zijn aangebracht met verschillende kenmerken.

Type 1 afleiders, aangebracht in het begin van de installatie, kunnen een grote ontladingsstroom verdragen. De maximale ontladingsstroom van type 2 afleiders kan beduidend minder zijn. Als type 1 en type 2 afleiders dicht bij elkaar zijn aangebracht ontstaat het risico dat een groot deel van de ontladingsstroom door de type 2 afleider gaat lopen. Om dit te voorkomen moet een kleine inductiviteit tussen de afleiders worden geplaatst. Voor de relatief hoge impulsstroom betekent deze kleine inductiviteit al een behoorlijke impedantie. Hierdoor wordt voorkomen dat veel stroom door de type 2 afleider zal vloeien. Deze inductiviteit kan eventueel af vanzelf ontstaan als er voldoende leidinglengte aanwezig is tussen de diverse afleiders. Fabrikanten van afleiders geven in hun documentatie aan hoeveel impedantie (leidinglengte) tussen de diverse type afleiders gewenst is.

Aansluitleidingen

Het toestel zoals aangegeven in de volgende afbeelding zal worden beschermd door de overspanningsafleider tegen te hoge stootspanningen. Door de aansluitleidingen en de optredende spanning over de aansluitleidingen zal de spanning over het toestel hoger zijn dan de het beschermingsniveau van de afleider. Om dit verschil te minimaliseren worden er eisen gesteld aan de lengte van de aansluitleidingen. In de situatie, zoals geschetst in de afbeelding, wordt de maximale lengte van de aansluitleidingen (a+b) gesteld op 1m.

Lengte (impedantie) van aansluitleidingen.

 

De minimale kerndoorsnede van de aansluitleidingen moet 4 mm2 koper zijn. Als de faseleidingen een kleinere doorsnede hebben mogen de aansluitleidingen een vergelijkbare kleinere doorsnede hebbe. Voor afleiders type 1 (afleiders met grote ontladingsstromen, toegepast voor bliksembeveiliging) is een minimale kerndoorsnede van 16 mm2 koper vereist.

Bescherming tegen overstroom

Bij het falen van een afleider kan deze een kortsluiting vormen en zal er een 50 Hz-foutstroom gaan lopen. Een afleider zal hiervoor moeten worden beveiligd. Bij de keuze van de beveiliging kan worden gekeken wat prioriteit heeft, namelijk de continuïteit van de voeding of de continuïteit van de bescherming tegen overspanning.

 

In onderstaande afbeelding zijn een drietal mogelijkheden aangegeven.

Keuzemogelijkheden bij bescherming van afleiders tegen overstroom.

 

Situatie A: bij het aanspreken van de beveiliging zal de afleider worden afgeschakeld. De voeding voor het toestel blijft gehandhaafd, maar de beveiliging tegen overspanning is verdwenen.

Situatie B: bij het defect raken van de afleider zal de beveiliging aanspreken en zal ook de voeding van het toestel worden afgeschakeld. Het toestel wordt hierdoor beveiligd tegen overspanning, maar het zal uiteraard ook niet functioneren.

Situatie C: bij het aanspreken van een beveiliging zal de voeding gehandhaafd blijven, maar ook de beveiliging tegen overspanning.

Conclusie

Het is duidelijk dat de klant/installateur veel keuzes heeft te maken.

Ten eerste de beantwoording van de vraag of het toepassen van overspanningsbeveiliging nodig of gewenst is. Zo ja, dan volgen nog vele andere keuzes zoals het beveiligingsniveau, het type afleiders, de plaatsing van de beveiligingen en de aanleg van de aansluitleidingen.

 

Een goede inventarisatie van alle risico’s en mogelijkheden zal uiteindelijk tot het beste beveiligingsconcept moet leiden.

Gerelateerd aan Overspanning

Meer over