Vademecum van de elektriciteit in een woning
Transcript of Vademecum van de elektriciteit in een woning
Vademecum van de elektriciteit in een woning
2 Vademecum van de elektriciteit
Inleiding ............................................................................................................................................................................................................................................................. 6
Elementaire theorie van de elektriciteit ......................................................................................................................................................... 7Elektriciteitswetten .................................................................................................................................................................................................. 7
Wet van Ohm ................................................................................................................................................................................................ 7
Wet van Kirchhoff ........................................................................................................................................................................................ 7
Wet van Joule ............................................................................................................................................................................................... 7
Elektrische schakelingen .................................................................................................................................................................................. 8Serieschakeling van weerstanden ..................................................................................................................................................... 8
Parallelschakeling van weerstanden ................................................................................................................................................. 8
Weerstandswaarde van geleiders ...................................................................................................................................................... 8
Spanning ............................................................................................................................................................................................................................. 9Spanningsvormen ..................................................................................................................................................................................... 9
Symbolen en vectoriële voorstelling van die spanningen ..................................................................................................... 9
Kenmerken van een wisselspanning ............................................................................................................................................. 10
Kenmerken van een gelijkspanning ............................................................................................................................................... 12
Spanningsval (∆U) in een voedingsleiding .................................................................................................................................. 13
Stroom ................................................................................................................................................................................................................................ 14Doorheen een resistieve belasting ................................................................................................................................................ 14
Doorheen een inductieve belasting ................................................................................................................................................ 15
Doorheen een capacitieve belasting ............................................................................................................................................. 16
Vermogen ........................................................................................................................................................................................................................ 17Schijnbaar, actief en reactief vermogen - S-P-Q ................................................................................................................... 17
Arbeidsfactor ............................................................................................................................................................................................. 17
Vermogendriehoek .................................................................................................................................................................................. 17
Effect van een lage cos ϕ-waarde .................................................................................................................................................. 17
Halfgeleiders ............................................................................................................................................................................................................... 18Halfgeleidermateriaal .............................................................................................................................................................................. 18
Halfgeleiderdiode ..................................................................................................................................................................................... 18
Fotodiode ..................................................................................................................................................................................................... 18
Transistor ...................................................................................................................................................................................................... 19
Thyristor ........................................................................................................................................................................................................ 19
Diac .................................................................................................................................................................................................................. 20
Triac ................................................................................................................................................................................................................. 20
Veiligheid bij elektriciteit ..................................................................................................................................................................................................... 22Gevaren ............................................................................................................................................................................................................................. 22
Elektrocutie en elektrisering ................................................................................................................................................................ 22
Brand .............................................................................................................................................................................................................. 23
Uitwendige invloedsfactoren ..................................................................................................................................................................... 23
Beschermingsgraden van elektrische toestellen ................................................................................................................. 25
Globale richtlijnen voor fysische bescherming ...................................................................................................................... 26Effectzones van wisselstroom ......................................................................................................................................................... 26
Omschrijving codes elektrische contactweerstand - Codes BB ................................................................................... 27
Absolute conventionele grensspanning ....................................................................................................................................... 27
Relatieve conventionele grensspanning ................................................................................................................................... 27
Inhoud
3Vademecum van de elektriciteit
Beschermingsmaatregelen tegen elektrische schokken ............................................................................................ 28Bescherming tegen rechtstreekse aanraking in residentiële omgeving ..................................................................... 28
Bescherming tegen onrechtstreekse aanraking in residentiële omgeving ................................................................ 28
Indeling elektrisch materiaal volgens bescherming ............................................................................................................... 29
Beschermingsmaatregelen van de technische uitrustingen (en de preventie van brand) ...... 29Aard van de maatregelen .................................................................................................................................................................... 29
Vermogen (kW) in functie van de stroom en de spanning bij cos ϕ = 1 .................................................................... 30
Stroomsterkte (in Ampère) in functie van het vermogen en de spanning bij cos ϕ = 1 ................................... 30
De aansluiting op het laagspanningsdistributienet ................................................................................................................ 31Netvormen ..................................................................................................................................................................................................................... 31
Gestandaardiseerde afkortingen ..................................................................................................................................................... 31
Betekenis van de letterindicaties ..................................................................................................................................................... 31
Elektrisch schema TT-net .................................................................................................................................................................... 31
Uitvoering van de aftakking ........................................................................................................................................................................ 32Mogelijke aftakkingen op het distributienet ............................................................................................................................... 32
Keuze van de aansluitkabel .......................................................................................................................................................................................... 33Lengte aansluitkabel in functie van aansluitautomaat .................................................................................................. 33
230 V .................................................................................................................................................................................................................................... 33
3N 400 V ........................................................................................................................................................................................................................... 34
3, 230 V .............................................................................................................................................................................................................................. 35Tellerkast ....................................................................................................................................................................................................... 36
Centrale Afstands Bediening - CAB .............................................................................................................................................. 37
Componenten van het voedingsbord ............................................................................................................................................................ 38Bescherming tegen rechtstreekse en onrechtstreekse aanraking ................................................................... 38
Differentieelstroomschakelaars te installeren in een residentiële installatie .............................................................. 38
Werkingsprincipe .................................................................................................................................................................................... 38
Bescherming tegen kortsluiting en overstroom .................................................................................................................... 40Smeltzekeringen ....................................................................................................................................................................................... 40
Automaten ................................................................................................................................................................................................... 41
Overspanningsbeveiliging .................................................................................................................................................................. 42
Energiebeheer ............................................................................................................................................................................................................ 44Technieken voor sturing naar het voorkeurtarief ..................................................................................................................... 44
Technieken voor beperking van het aansluitvermogen ....................................................................................................... 44
Realisatie van het elektriciteitsnet in de woning ......................................................................................................................... 46Stroomvoerende geleiders ........................................................................................................................................................................... 46
Minimumgeleidersectie in functie van de nominale stroom en het type beveiliging ............................................ 46
Minimumgeleidersectie in functie van de toepassing ........................................................................................................... 46
Minimumgeleidersectie bij verlichting op zeer lage veiligheidsspanning .................................................................... 46
Aarding en zone-indeling ............................................................................................................................................................................... 50Aardingslus .................................................................................................................................................................................................. 50
Aardelektroden ......................................................................................................................................................................................... 50
Verbindingen met de aarde ................................................................................................................................................................ 50
Equipotentiale verbinding .................................................................................................................................................................... 51
Badkamer ..................................................................................................................................................................................................... 52
Zwembaden ................................................................................................................................................................................................ 52
4 Vademecum van de elektriciteit
Leidingen ......................................................................................................................................................................................................................... 53Geleiders in onbrandbare of zelfdovende buizen ................................................................................................................... 53
Verzonken plaatsing van XVB-kabels zonder buizen ........................................................................................................... 53
Specifieke vereisten voor badkamers ........................................................................................................................................... 53
Verlichtingskringen .................................................................................................................................................................................. 53
Kringen met stopcontacten ................................................................................................................................................................ 53
Specifieke voedingskringen ................................................................................................................................................................ 54
Geleiders ....................................................................................................................................................................................................... 54
Overzicht 230 V-draden en -kabels in een woning ............................................................................................................... 55
Communicatieleidingen ................................................................................................................................................................................. 56Coax ................................................................................................................................................................................................................ 56
Twisted Pair - TP ...................................................................................................................................................................................... 57
Gestandaardiseerde aansluiting ..................................................................................................................................................... 58
Categorieën van TP-kabel .................................................................................................................................................................. 58
Specifieke technieken ............................................................................................................................................................................................................ 59Domotica ......................................................................................................................................................................................................................... 59
Voorbeeld van een lichtkring .............................................................................................................................................................. 59
Domoticanetwerk ..................................................................................................................................................................................... 59
Gelijkrichten van wisselspanning ......................................................................................................................................................... 60Enkele gelijkrichting ................................................................................................................................................................................. 60
Dubbele gelijkrichting ............................................................................................................................................................................. 60
Bruggelijkrichter (Graetzschakeling) ............................................................................................................................................... 61
Afvlakfilter ..................................................................................................................................................................................................... 61
Transformeren van een wisselspanning ........................................................................................................................................ 62Transformatorverhouding ..................................................................................................................................................................... 62
Driefasige transformator ....................................................................................................................................................................... 62
Vermogen van een transformator .................................................................................................................................................. 62
Motoren ............................................................................................................................................................................................................................. 63Aansluiting draaistroommotoren ...................................................................................................................................................... 63
Verlichting ....................................................................................................................................................................................................................... 64Functies van een verlichting ............................................................................................................................................................... 64
Enkele interessante kenmerken van een verlichting ............................................................................................................. 64
Soorten lampen voor residentieel gebruik .................................................................................................................................. 66
Fluorescentielampen .............................................................................................................................................................................. 68
CFL’s of Spaarlampen ........................................................................................................................................................................... 70
LED-verlichting .......................................................................................................................................................................................... 71
Accumulatieverwarming ................................................................................................................................................................................. 72Algemene gegevens ............................................................................................................................................................................... 72
Principeschema van een accumulatieregeling ......................................................................................................................... 73
In te stellen parameters op de oplaadautomaat .................................................................................................................... 74
Karakteristieke instellingen bij klassieke accumulatie (9 uren uitsluitend nacht) ................................................... 74
Karakteristieke instellingen bij ecoaccumulatie (9 uren nacht en 15 uren dag;
in het weekend: 24 uren nacht) ....................................................................................................................................................... 75
Zoneregelaars ............................................................................................................................................................................................ 75
Thermodynamische ladingsthermostaat en ED-signaal ..................................................................................................... 75
Principieel bedradingschema klassieke accumulatie .......................................................................................................... 76
Principieel bedradingschema ecoaccumulatie ........................................................................................................................ 77
Voedingsspanning ................................................................................................................................................................................... 78
5Vademecum van de elektriciteit
Warmtepompverwarming .............................................................................................................................................................................. 79Werkingsprincipe van een compressorwarmtepomp .......................................................................................................... 79
Systemen van warmtewinning ........................................................................................................................................................ 80
Elektrische warmwaterbereiding ........................................................................................................................................................... 81Doorstromers ............................................................................................................................................................................................ 81
Elektrische boilers .................................................................................................................................................................................... 82
Zonneboiler .................................................................................................................................................................................................. 83
Ventilatieboiler of warmtepompboiler ............................................................................................................................................ 84
Hydraulische voorzieningen ............................................................................................................................................................... 85
Checklist voor regelmatige zelfcontrole van een elektrische installatie ............................................... 86Elektrische (bij-)verwarming ....................................................................................................................................................................... 86
Voedingsbord ............................................................................................................................................................................................................. 86
Stopcontacten en schakelaars ................................................................................................................................................................ 87
Verlengsnoeren ......................................................................................................................................................................................................... 87
Verlichting ....................................................................................................................................................................................................................... 87
Algemeen ........................................................................................................................................................................................................................ 87
Algemene eenheden, definities en symbolen .................................................................................................................................. 88Elektriciteit ..................................................................................................................................................................................................................... 88
Verwarming ................................................................................................................................................................................................................... 88
Conversies ..................................................................................................................................................................................................................... 89Warmte ......................................................................................................................................................................................................... 89
Lengte ............................................................................................................................................................................................................ 89
Temperatuur ................................................................................................................................................................................................ 89
Vermogen ..................................................................................................................................................................................................... 89
Oppervlakte ................................................................................................................................................................................................. 89
Voorvoegsels ............................................................................................................................................................................................................... 90Algemeen ..................................................................................................................................................................................................... 90
Specifiek voor elektriciteit .................................................................................................................................................................... 90
Tekensymbolen ......................................................................................................................................................................................................... 91Schakelaars ................................................................................................................................................................................................. 91
Verlichting ..................................................................................................................................................................................................... 91
Aftakkingen .................................................................................................................................................................................................. 92
Voedingborden .......................................................................................................................................................................................... 92
Leidingen ...................................................................................................................................................................................................... 93
Toestellen ...................................................................................................................................................................................................... 93
Kleurcode weerstanden ....................................................................................................................................................................... 94
6 Vademecum van de elektriciteit
Inleiding
Als vervolg op de brochures ‘Elektriciteit - van Amber tot Onmisbaar’ en ‘Van productie tot stopcontact - De levering van elektriciteit in Vlaanderen’ - die u kunt aanvragen via de website van Eandis - handelt dit ‘Vademecum van de elektriciteit’ over de praktische uitvoering en de werking van een residentiële elektrische installatie en haar onderdelen.
Wij beperken ons daarbij tot de meest interessante en essentiële informatie. Het is dus niet de bedoeling om de onderwerpen zeer grondig uit te diepen. Daarvoor moet u bij de vakliteratuur zijn.
Dit vademecum is geen cursus elektriciteit, noch een handleiding voor doe-het-zelvers. Werken aan een elektrische installatie moet immers met kennis van zaken gebeuren. Het blijft in de meeste gevallen dan ook vakwerk voor elektriciens.
We willen onze publicaties zo veel mogelijk afstemmen op de wensen van onze lezers. Daarom zijn uw opmerkingen en suggesties erg welkom.
Een mailtje naar [email protected] volstaat. Dank daarvoor.
We wensen u veel lees- en leergenot!
Elektriciteitvan Amber tot Onmisbaar
Van productie tot stopcontact
De levering van elektriciteit in Vlaanderen
7Vademecum van de elektriciteit
Elektriciteitswetten
Wet van Ohm
Enkel in een gesloten stroomkring vloeit er een stroom en is er altijd een vaste relatie tussen de aangelegde spanning (U in Volt), de weerstand van de belasting (R in Ohm) en de stroom (І in Ampère) doorheen de kring.
U R
I
R = UI
I = UR
U = R x I
Wet van Kirchhoff
In elk knooppunt van de leidingen van elektrisch gesloten kringen, is de som van de stromen die aankomen altijd gelijk aan de som van de stromen die wegvloeien van het knooppunt.
I1
I4
I3
I2
I1 = I2 + I3 + I4
Wet van Joule
Een elektrische stroom die door een weerstand (geleider) vloeit, produceert daarin warmte.
De hoeveelheid warmte wordt uitgedrukt in Joule (J).
1 J = 1 Ws (Wattseconde).
Q = I x R x t
U
IR
Q : Warmteproductie in de weerstand in Joule
I : Stroomsterkte in Ampère
U : Spanning over de weerstand in Volt
t : Tijd in seconden
Een elektrische stroom respecteert strikt fysische wetten. Die wetten gelden zowel voor netwerken onder hoog-spanning als voor micro-elektronische schakelingen.
Dat maakt het mogelijk om doordacht optimale en veilige elektrische kringen te ontwerpen in functie van de toepassing. We kunnen vooraf precies bepalen wat er zal gebeuren als het netwerk onder spanning wordt gezet. Theoretische kennis van deze elektriciteitswetten is onmisbaar om inzicht te krijgen in de werking van een elek-trische installatie.
Elementaire theorie van de elektriciteit
8 Vademecum van de elektriciteit
Elektrische schakelingen
Serieschakeling van weerstanden
In een kring van in serie geschakelde weerstanden is:
• de totale weerstand gelijk aan de som van de weerstanden (Rtot = R1 + R2 + R3)
• de stroom doorheen elke weerstand dezelfde (I = U/(R1 + R2 + R3)
• de spanning over een weerstand recht evenredig met zijn weerstandswaarde. U = U1 + U2 + U3 U1 = I x R1 U2 = I x R2 U3 = I x R3
U
R1 R2 R3
U1 U2 U3
I
Parallelschakeling van weerstanden
In een kring van parallel geschakelde weerstanden is:
• 1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
• de spanning over elke weerstand dezelfde
• de stroom doorheen een weerstand omgekeerd evenredig met zijn weerstandswaarde In = U/Rn
R1
R2
R3
I1
I2
I3
U
I
Weerstandswaarde van geleiders
De waarde daarvan is ondermeer afhankelijk van:
• de lengte van de geleider (l in m)
• de doorsnede van de geleider (A in mm²)
• de soortelijke weerstand van het metaal (ρ in Ωmm² per m bij 15°C)
Soortelijke weerstand ρ (in Ωmm²/m) van 1 m geleider, met een doorsnede van 1 mm² bij 15°C: Aluminium Al 0,0286 Koper Cu 0,0175 Lood Pb 0,208 Staal Fe 0,130
R = ρ x l
A
9Vademecum van de elektriciteit
SpanningElektriciteitsnetwerken die vermogen leveren, werken doorgaans op wisselspanning (AC) en in bepaalde toepassingen op gelijkspanning (DC). Gelijkspanning is ook terug te vinden in tal van elektrische huishoudtoestellen. Daar wordt AC-spanning omgezet in een DC-spanning. Dat kan een constante gelijkspanning zijn of een pulserende gelijkspanning. Bij fotovoltaïsche panelen (zonnepanelen) gebeurt het omgekeerde: daar wordt de DC-spanning uit de fotocellen door een omvormer omgezet naar een AC-netspanning.
Wisselspanning kan mono-, twee- of driefasig zijn.
Spanningsvormen
U
t
Monofasig
U
t
Driefasig
U
t
Pulserend
U
t
Constant
Gelijkspanning Wisselspanning
Symbolen en vectoriële voorstelling van die spanningen
U U
120°
120°
120°
U1
U 3
U 2
10 Vademecum van de elektriciteit
Kenmerken van een wisselspanning
Piekwaarde of amplitude UmaxDat is de maximale waarde die de sinusoïdale spannings-golf bereikt. Ze kan bijvoorbeeld worden gemeten met een oscilloscoop.
Ueff
Spanning (U)
Tijd (t)
Umax
0
Umin
Amplitude
Effectieve spanning Ueff of RMS-waarde (Root Mean Square waarde)Dat is de overeenkomende waarde van een DC-spanning die in een weerstand evenveel warmte zou opwekken als de aangelegde wisselspanning.
Ueff is altijd kleiner dan Umax.
Deze waarde wordt, bij een sinusvormige spanning, aan-geduid door een AC-voltmeter.
URMS = Umax
Umax
√ 2
=1,41
= 0,707 x Umax
Opwekken van een driefasige wisselspanningHet draaiende magnetisch veld van de rotor wekt een spanning op in drie groepen van spoelen, die telkens 120° ver-spreid staan opgesteld in de stator van de alternator.
Aan 3 000 toeren per minuut (of 50 tr/sec) ontstaan zo drie gelijke sinusvormige spanningen, die ten opzichte van elkaar in de tijd 120° of 20 ms zijn verschoven.
U
360°0
120° 240°
Draairichting rotor
Statorwikkelingen
30°
60°
90°
120 °
180 °150 °
0°
N
Z
Alternator 1 Periode (T)
(bij 50 Hz: 20 ms)
T = 1 / f T = 1/50 = 0,02 s = 20 ms
U V W
11Vademecum van de elektriciteit
Vectoriële voorstelling van een driefasige wisselspanningElke seconde draait de vector van elke spanning 50 keer rond met een onderlinge faseverschuiving van 120° (de hoek tussen twee vectoren). Dat gebeurt in tegenwijzerzin.
0°
90 °
270°
180
Draairichting
°
120°
120°
120°
Fasespanning en lijnspanningDe secundaire wikkelingen van een driefasige nettransformator, kunnen in ster of in driehoek zijn geschakeld.
Bij een sterschakeling hebben de drie wikkelingen een gemeenschappelijke verbinding: het sterpunt. Aan dat sterpunt kan een vierde geleider worden aangesloten: de nulgeleider. We spreken over een ‘lijnspanning’ en een ‘fasespan-ning’. Met een vaste verhouding van: Ulijn = √3 x Ufase (= 1,732 x 230 V = 400 V)
Fase
span
ning
1 2
30V
Fase
span
ning
2 2
30V
Fase
span
ning
3 2
30V
U
W
Lijnspanning 1-3400V
Lijnspanning 1-2400V
Lijnspanning 2-3400V
V
L 1
L 3
L 2
N
12 Vademecum van de elektriciteit
Kenmerken van een gelijkspanning
DC-spanning uit een batterijDe spanning uit een batterij is het gevolg van een chemisch proces in de batterij tussen twee verschillende materialen in een chemische omgeving. Daardoor ontstaat op één materiaal een tekort aan elektronen (die een negatieve lading hebben) en op het andere materiaal een teveel aan elektronen. Tussen beide ontstaat dus een elektrisch potentiaalverschil, waardoor we respectievelijk een ‘plus-pool’ en een ‘min-pool’ krijgen.
Bij conventie werd bepaald dat buiten de batterij (of een andere DC- bron) de stroom vloeit van de plus- naar de min-pool.
Gelijkgerichte wisselspanningDaarbij wordt het onderste (negatieve) deel van een wis-selspanning ‘afgesneden’ door een ‘diode’. Dat is een halfgeleider die enkel stroom geleidt indien de spanning een welbepaalde polariteit heeft. Is de polariteit omge-keerd, dan staat de diode in sper en zal hij geen stroom doorlaten.
Soorten gelijkspanning
• Volledig vlak verloop. Doorgaans een batterijspanning.
+ -
I
Kathode Anode
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
U
t
• Pulserende DC-spanning. Ontstaat door het sperren van het negatief verloop van de sinusoïdale wisselspanning. Pulsfrequentie = frequentie wisselspanning
• Pulserende DC-spanning met een frequentie van tweemaal de frequentie van de wisselspanning.
• DC-spanning met rimpel. Daartoe werd na de gelijkrichting, een afvlakfilter geschakeld. De grootte van de rimpel is afhankelijk van de waarde van de afvlakcapaciteit. We benaderen hier een nagenoeg vlak verloop.
13Vademecum van de elektriciteit
Spanningsval (∆U) in een voedingsleiding
P gekend
I gekend
∆ U = 2 ll x ρ x P
A x U
∆ U = 2 ll x ρ x I x cos φ
A
∆ U = ll x ρ x P
A x U
∆ U = ll x ρ x I x √3 x cos φ
A
∆ U = 2 ll x ρ x P
A x U
∆ U = 2 ll x ρ x I
A
I: elektrische stroom
l: lengte van de leiding in m
ρ: soortelijke weerstandswaarde in Ω mm² per m
P: vermogen in W
A: doorsnede van een geleider in mm²
U: voedingsspanning in V
ϕ: hoek (faseverschuiving) tussen de spanningsvector en de bijbehorende stroomvector in graden
Noot: bij driefasige wisselspanning wordt er altijd naar gestreefd om de belasting gelijk te verdelen over de drie fasen. In dat geval loopt er geen stroom doorheen de nulgeleider en is er dus ook geen spanningsval over deze nulgeleider.
14 Vademecum van de elektriciteit
StroomEen elektrische stroom bestaat enkel indien we een belasting onder spanning zetten. Er is dus alleen sprake van een stroom bij een gesloten stroomkring. Het gedrag van die stroom is daarbij afhankelijk van de voedingsspanning (DC of AC) en het soort belasting: resistief, capacitief of inductief.
In de praktijk wordt de volledige elektrische belasting van een woning gevormd door een combinatie van die drie soorten belasting. Ook de totale stroom zal dus een overeenkomend gedrag vertonen.
Om dat uit te leggen, werken we met de vectoriële voorstelling van stroom en spanning in enkele specifieke situaties.
Doorheen een resistieve belasting
120°120°
120°
U U U1
U3
U2
I1I
I2
I3
Ι
+
-
Zowel op gelijkspanning als op wisselspanning zal bij een zuivere resistieve belasting de stroom altijd in fase zijn met de spanning. Er is dus geen faseverschil tussen de stroomvectoren en de bijbehorende spanningsvectoren.
Gedrag bij wisselspanning
R
I = U
R
R= U
I
I
UR = R x I
15Vademecum van de elektriciteit
Doorheen een inductieve belasting
U U U1
U3
U2
I1I I2
I3I
+
-
ϕ ϕ
Op gelijkspanning gedraagt een spoel zich als een zuiver resistieve belasting (enkel de Ohmse weerstand van de spoelwikkelingen telt). Spanning en stroom zijn dus in fase.
Bij wisselspanning ‘verzet’ de spoel zich in zekere mate tegen elke verandering van stroomrichting. De stroom komt altijd later dan de spanning: de stroom ijlt na op de spanning.
Gedrag bij wisselspanning
Zuivere inductantie
I = U
ω x L
ω
L
I
UL= ( x L) x I
De stroom ijlt hier 90° na op de spanning.
ω = 2 x π x f L: inductantiewaarde van de spoel
Praktische situatie.
Z = R² + ( ω x L)²
R² + ( ω x L)² I =
U
U
I
UR = R x I
UL =
(ω x L) x I
ϕ
R L
UR UL
U
De spanning U is verdeeld over de weerstand en de spoel.
De vector U is de resultante van de vectoren UL en UR.
De fasehoek tussen U en I is een functie van de verhouding tussen UL met UR. Met andere woorden: is de inductantie van de spoel laag ten opzichte van de weerstand, dan is de fasehoek klein (en de cos van die hoek dus groot) en is er weinig na-ijling van de stroom ten opzichte van de spanning. Is de inductantie hoog ten opzichte van de weerstand, dan is de fasehoek groot (en de cos van die hoek klein) en is er veel na-ijling van de stroom ten opzichte van de spanning.
16 Vademecum van de elektriciteit
Doorheen een capacitieve belasting
U U U1
U3
U2
I1I
I2
I3
+
-
ϕϕ
Bij DC-spanning zal de condensator zich opladen tot de voedingsspanning, en dan stopt de stroom.
Bij wisselspanning zal de capaciteit zich bij elke verande-ring van polariteit, opladen om na korte tijd op spanning te komen. De stroom ijlt voor op de spanning.
Gedrag bij wisselspanning
ω x C1
I = U
C
I
UC = x Iω x C
1
Zuivere capaciteit.
De stroom ijlt 90° voor op de spanning.
ω = 2 x π x f
C: capaciteitswaarde van de condensator.
Praktische situatie
R² +
Ι = U
ω x C1
( ) ²
R C
U
ΙUR = R x Ι
UC =
x I
φ
ω x C1
( )
Z = R² +ω x C
1( ) ²
UR UC
U
De seriekring van de weerstand R en de condensator C vormen de impedantie Z.
De spanning U over deze seriekring is verdeeld over de weerstand en de condensator.
In de vectoriële weergave is de vector U de resultante van de vectoren UC en UR. De verhouding tussen die twee vectoren is bepalend voor de fasehoek ϕ tussen U en I.
17Vademecum van de elektriciteit
VermogenVermogen is het resultaat van een spanning en een stroom. Werken spanning en stroom optimaal samen (met andere woorden: zijn ze in fase), dan is het rendement van de samenwerking maximaal.
Bij een inductieve en een capacitieve belasting is er echter een ‘reactie’ tegen de stroomdoorgang die maakt dat spanning en stroom niet optimaal samenwerken. Er ontstaat een tegenwerkend reactief vermogen. Daardoor is er een verlies aan rendement.
Schijnbaar, actief en reactief vermogen - S-P-Q
Arbeidsfactor
In een netsituatie zonder harmonischen is de arbeidsfactor de verhouding tussen het actief en het schijnbaar vermogen = P/S = cos ϕ. De arbeidsfactor is dus maximum 1 in het geval van een zuiver resistieve belasting.
Vermogendriehoek
De relatie tussen schijnbaar- (S), actief- (P) en reactief vermogen (Q) kun je uittekenen in een zogenaamde ‘vermogendriehoek’.
ϕ
Schijnbaar vermogenS = U x I (VA)Reactief vermogen
Q = U x I x sinϕ (var)
Actief vermogen P = U x I x cosϕ (W)
S = U x I (VA)
P = U x I x cos ϕ (W) Actief vermogen - P (wisselstroomvermogen)
Schijnbaar vermogen - S
Q = U x I x sin ϕ (var) Q = √3 x U x I x sin ϕ (var) Reactief vermogen - Q (blind vermogen)
P = U x I (W)
S = √3 x U x I (VA)
P = √3 x U x I x cos ϕ (W)
Effect van een lage cos ϕ-waarde
We lichten dat toe aan de hand van een voorbeeld:
We veronderstellen twee toestellen met elk een vermogen van 3 500 W, het eerste met een cos ϕ = 1 en het tweede met een cos ϕ = 0,6.
3500W
Situatie 1: cos ϕ = 1 Situatie 2: cos ϕ = 0,6
P = U x I x cos ϕ
I = P / (U x cos ϕ )
I = 3500 / (230 x 1) I = 3500 / (230 x 0,6)
I = 15A I = 25,36A
Na één uur meet een kWh-meter in beide gevallen een verbruik van 3 500 Wh = 3,5 kWh. In situatie 2, met cos ϕ = 0,6, is de stroom doorheen de hele voedingskring (dus ook de nettransformator en het distributienet) echter 10 A hoger dan in situatie 1. In situatie 1 kan de installatie worden gevoed via een gewone wandcontactdoos en met 2,5 mm² bedrading. In situatie 2 is een gewoon stopcon-tact niet mogelijk en is een bedrading nodig van minimum 4 mm².
Een slechte cos ϕ (lage waarde) kan dus problemen geven voor:
• de distributienetbeheerder, omdat zijn verdeelnet zwaarder wordt belast met een reactief vermogen, waarvoor hij bij residentiële klanten niet wordt vergoed.
• de klant, omdat hij zijn voedingsbord en voedingsleidingen moet afstemmen op een hogere stroom. Of met andere woorden: op bestaande voedingskringen zullen de beveiligingen sneller uitschakelen.
Die situaties vind je vooral bij industriële installaties. Bij die klanten wordt wel het reactief vermogen geregistreerd en aangerekend. Meestal worden voor die installaties maatregelen getroffen die de cos ϕ verbeteren.
Huishoudelijke toestellen en verlichting die dat vereisen, hebben in de meeste gevallen een ingebouwde correctie voor een mogelijke slechte arbeidsfactor.
18 Vademecum van de elektriciteit
HalfgeleidersIn elektrische installaties treffen we meer en meer elektronische modules aan, zoals aanwezigheidsdetectoren, lichtsensoren, transistorschakelaars, lichtdimmers, gestabiliseerde DC-voedingen voor parlofonie en videofonie … Een domotica-installatie is hoofdzakelijk samengesteld uit elektronische modules. Belangrijke onderdelen daarvan zijn de halfgeleiders (semiconductors). Ook zonnepanelen (PV-cellen) zijn opgebouwd uit halfgeleiders.
Halfgeleidermateriaal
In de elektriciteit wordt doorgaans gewerkt met geleidende materialen en met niet-geleidende materialen (elektrisch isolerende materialen). Onder invloed van een uitwendige spanning kunnen bepaalde normaal isolerende materialen wel elektriciteit geleiden. Dit is halfgeleidermateriaal.
Halfgeleidermateriaal wordt gefabriceerd door toevoeging van een onzuiverheid (bijvoorbeeld fosfor) aan silicium: zand dat in zuivere toestand een isolator is. In die legering bevindt zich een teveel aan elektronen (die negatief geladen zijn). Vandaar de naam ‘N-materiaal’.
P-materiaal, dat een tekort heeft aan elektronen, ontstaat bijvoorbeeld door een legering van broom en silicium.
Samenvoegen van P- en N-materiaal in verschillende configuraties, geeft verschillende elektronische componenten met specifieke elektrische eigenschappen. De eenvoudigste samenstelling levert een ‘halfgeleiderdiode’ en de meest complexe samenstellingen leveren ‘geïntegreerde schakelingen’ of ‘chips’.
Halfgeleiderdiode
Door een stukje N-materiaal met een stukje P-materiaal samen te brengen (een zogenaamde PN-junctie), wordt een diode geconstrueerd. Beide materialen reageren, waardoor aan het contactoppervlak een grenslaag ontstaat, waarover een klein potentiaalverschil optreedt van 0,7 V bij silicium en 0,3 V bij germanium.
Kathode Anode
Zo’n diode kan een stroom sperren (anode negatief) of geleiden (anode positief), zodra de aangelegde spanning hoger wordt dan de inwendige spanning over de grenslaag.
Fotodiode
Daarbij is de overgang tussen P- en N-materiaal zo uitgevoerd dat er (zon-)licht op kan vallen. Onder invloed van het fotovoltaïsch effect worden elektronen vrijgemaakt en zal in een gesloten stroomkring een elektrische stroom vloeien (een DC-stroom) in de doorlaatrichting van de diode. Door een groot aantal dergelijke fotocellen samen te monteren op een glazen plaat, worden fotovoltaïsche panelen voor elektriciteitsproductie gecreëerd.
Fotodiodes zijn ook te vinden in ontvangers van afstandbedieningen. In dat geval reageren ze op infraroodstraling.
19Vademecum van de elektriciteit
Transistor
Een transistor is een constructie waarbij twee halfgeleiderdioden dichtbij elkaar zijn gemonteerd, in tegengestelde positie.
Afhankelijk van de samenstelling ontstaat een PNP-transistor of een NPN-transistor.
Transistoren versterken kleine stromen of spanningen. Ze worden meestal op een printplaat gemonteerd. Bij grotere vermogens worden ze gemonteerd op koelplaten.
P N N P
P N PEmitter Collector
Basis
Emitter Collector
Basis
N P P N
N P NEmitter Collector
Basis
Emitter Collector
Basis
+ -
0 0
- +
PNP-transistor NPN-transistor
Thyristor
In de behuizing van een thyristor zijn een PNP-transistor en een NPN-transistor aan elkaar gekoppeld.
Het al of niet geleiden van de thyristor wordt bepaald door de polariteit van de spanning over de thyristor en door de polariteit van een triggerpuls op de gate.
Is de anode positief, dan gaat de thyristor in geleiding zodra een positieve spanningspuls (triggerpuls) op de gate wordt gestuurd. De thyristor fungeert hier als schakelaar.
De grootte van het weggesneden gedeelte is daarbij afhankelijk van het tijdsverloop tussen het punt van de nuldoorgang van de voedingsspanning en de triggerpuls op de gate. Bij elke nuldoorgang van de voedingsspanning gaat de thyristor terug in sper. Ook tijdens het negatieve verloop van de voedingsspanning staat de thyristor in sper.
Een thyristor kan zeer grote vermogens schakelen op hoge spanning.
P N P
N P N
N P N P
Anode
Gate
Kathode
U anode
t0
U gate (triggerpulsen)
t0
I belasting
t0
20 Vademecum van de elektriciteit
Diac
Een diac (diode alternating current switch) is een elektro-nische schakelaar voor zowel wisselstroom als gelijk-stroom. Hij schakelt relatief kleine vermogens. Vandaar dat hij vooral wordt gebruikt om de ontstekingspulsen voor de gate van een thyristor en triac te genereren. Bij dergelijke toepassing spreken we over een ‘triggerdiode’.
Een diac is uitgevoerd als een vijflagendiode.
P1
N
P2
D1
D2
Een triggerdiode is een vereenvoudigde uitvoering van de diac en is opgebouwd uit twee in oppositie staande diodes.
Zodra de spanning over een triggerdiode boven een bepaalde waarde komt, zal de triggerdiode geleiden (de schakelaar ‘sluit’). De polariteit is daarbij niet van belang, wegens de symmetrische opbouw.
P1
N
P2
D1
D2
Triac
Een triac (triode for alternating current) kun je beschouwen als twee anti-parallelgemonteerde thyristoren.
De polariteit van de spanning is niet van belang. Een triac schakelt zowel bij positieve als bij negatieve spanning. Bij elke nuldoorgang van de voedingsspanning gaat de triac in sper.
Voor de werking is er dus ook een circuit nodig om de stuurpulsen op de gate van de triac te genereren. Dat gebeurt meestal door een triggerdiode. Bij sommige triacs is die triggerdiode ingebouwd in de triac.
Welk deel van de voedingsspanning wordt doorgelaten, is afhankelijk van het tijdsverloop tussen de nuldoorgang van de voedingsspanning en de triggerpulsen.
Triacs kunnen, afhankelijk van de uitvoering en de koeling, stromen schakelen van enkele tientallen mAmp tot honderden Ampères.
U voeding
t0
Puls- generator
I
G
Resistieve belastingVoeding
U gate (triggerpulsen)
t0
I belasting
t0
U gate (triggerpulsen)
t0
I belasting
t0
21Vademecum van de elektriciteit
Triac als dimmer
triac
diac
Spoel Zekering
Potentiometer
R1 C1
C2
Na elke nuldoorgang van de wisselspanning zal C2 zich via de potentiometer opladen. De seriekring van de potentio-meter en C2 heeft een tijdsconstante die bepaalt wanneer de spanning op C2 groot genoeg is om de diac in gelei-ding te brengen. Daardoor krijgt de triac een triggerpuls die hem in geleiding brengt. Na elke nuldoorgang dooft de triac automatisch.
De spoel, R1 en C1 zorgen voor een filtering van de harmonischen die ontstaan ten gevolge van de vervormde sinus uit de triac.
In die schakeling doet de dimmer een zogenaamde ‘fase-aansnijding’.
t 0
Andere types van dimmers doen een zogenaamde ‘fase-afsnijding’.
t 0
Het type dimmer dat wordt gebruikt, is afhankelijk van de soort verlichting (type lamp) die wordt gedimd.
IC - Integrated Circuit (Chip)De losse onderdelen worden bij de IC niet gesoldeerd op een printplaat. De componenten van een elektronische schakeling (transistoren, dioden, weerstanden, spoelen, capaciteiten …) worden wel geïntegreerd op een silicium-plaatje, dat is ondergebracht in een kunststofbehuizing.
Een IC is een volledig elektronisch circuit, uitgewerkt voor welbepaalde functionaliteiten (bijvoorbeeld: versterker, rekeneenheid, geheugen, ontvanger, decoder …). Het staat via aansluitpennen in verbinding met bijvoorbeeld input- en outputsignalen, regelsignalen en voedingsspanning.
Wie werkt aan schakelingen met IC’s, moet voorzorgen nemen om bij het solderen de temperatuur op de aansluit-pennen te beperken (vandaar dat een IC meestal wordt gemonteerd op een voetstukje). Ook statische elektriciteit moet worden afgeleid. Zelfs voor het transport worden IC’s geleverd op een speciaal ‘matje’ dat statische elektriciteit voorkomt.
22 Vademecum van de elektriciteit
Gevaren
Elektrocutie en elektrisering
Bij een contact met een elektrische spanning is niet zozeer de spanning gevaarlijk, maar wel de stroom.
De fysieke gevolgen van een stroom door het lichaam hangen af van:
• de aard van de stroom
• de weg die de stroom volgt doorheen het lichaam
• de grootte van de stroom
• de duurtijd van de stroomdoorgang.
Veiligheid bij elektriciteit
Transfo in distributiepost
230 V
Distributienet
Voedingsbord
kWh-teller
Wandcontact
Aarding
Het sterpunt van de distributietransformator is geaard. Zo word je, bij aanraking van een fase- of lijnspanning, via de aarde een deel van een gesloten stroomkring.
Een elektrische stroom ontstaat zodra de elektrische kring tussen de twee polen van een spanningsbron wordt gesloten. Ook het menselijk lichaam, dat een verzameling is van elektriciteitgeleidende stoffen, kan de kring sluiten.
Een van de grote gevaren is dat je elektriciteit niet ziet, hoort of ruikt. Waarschuwen voor de aanwezigheid van elektriciteit is dus niet voldoende. Er moeten ook praktische voorzieningen worden getroffen om iedereen te beschermen die in de buurt komt.
Daarom zijn elektrische installaties onderworpen aan de wettelijke bepalingen van het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties, kortweg het AREI. Dat bundelt de belangrijkste wettelijke voorschriften voor zowat alle installatiesituaties. In dit vademecum hebben we het vooral over de residentiële toepassingen van elektriciteit. We selecteren de relevante elementen daarvoor uit het AREI.
Wanneer je in contact komt met een wisselspanning, is het mogelijk dat de sturing van je hart wordt verstoord, waardoor het stopt met pompen of gaat fibrilleren (trillen met een hoge frequentie). Het hart zal dus niet langer bloed rondpompen, waardoor er een zuurstoftekort ontstaat. Na enkele minuten kan dat ernstige schade veroorzaken aan de hersenen, of zelfs dodelijk zijn. Fibrillatie doet zich niet voor bij elektrocutie met gelijkspanning.
Een stroomdoorgang doorheen het lichaam kan ook uitwendige en inwendige brandwonden veroorzaken die levensbedreigend kunnen zijn.
23Vademecum van de elektriciteit
Brand
Onder meer bij het schakelen van een elektrische stroom, kunnen vonken ontstaan. Schakelmateriaal is daarop voorzien. Vonken kunnen echter ook ontstaan door trillende slechte contacten, dus op plaatsen die daar niet op voorzien zijn. Denk aan de aansluiting van toestellen die kunnen trillen, zoals de wasmachine, droogkast, vaatwasser ...
Er kan zich ook een ‘vlamboog’ - of ‘overslag’ - vormen tussen onder spanning staande delen en hun omgeving. Bij huishoudelijke installaties wordt een vlamboog meestal veroorzaakt door vervuiling die de isolerende eigenschappen aantast (bijvoorbeeld in de lampvoethouder van een verlichtingsarmatuur). Door de hitte van de vlamboog kunnen isolerende constructiedelen verbranden of ‘verkolen’, waardoor een permanente kortsluiting ontstaat.
Een slecht contact kan oxideren, waardoor er een overgangsweerstand wordt gevormd. Bij voldoende hoge stroomdoorgang zal zich in die weerstand warmte ontwikkelen, die soms zo hevig wordt dat de isolerende delen smelten of verbranden. Daardoor ontstaat kortsluiting.
Vonken, vlambogen, slechte contacten en kortsluiting kunnen leiden tot een plaatselijke oververhitting, met brand tot gevolg. Ze kunnen ook oorzaak zijn van een slechte werking van toestellen, doordat die op een te lage of een ‘haperende’ spanning werken.
Uitwendige invloedsfactorenDe maatregelen voor bescherming tegen elektrische gevaren en voor de goede werking van toestellen, zijn afhankelijk van plaatselijke uitwendige invloeden. Die invloeden kun je onderbrengen in drie groepen:
• invloeden die te maken hebben met de directe omgeving
• invloeden die te maken hebben met het gebruik
• invloeden die te maken hebben met de constructie van het gebouw.
Om de juiste maatregelen te bepalen voor de vele situaties die zich kunnen voordoen, vertrekt het AREI van een globaal overzicht waarin elke situatie een specifieke code heeft. Die code bestaat uit twee let-ters en een cijfer.
Samenstelling van de codes ‘uitwendige invloed’
letter 1
letter 2cijfer-getal
A
geef
t de
rela
tie m
et o
mge
ving
A temperatuur
geef
t een
ver
dere
ops
omm
ing
C hoogte
D water
E vaste lichamen
F corrosieve of vervuilende stoffen
G mechanische schokken
H vibraties
K flora & schimmels
L fauna
Melektromagnetisme, ioniserende stoffen
N zonnestraling
P seismische invloed
Q bliksem
R wind
B
geef
t rel
atie
met
ge
brui
k
A bekwaamheid van aanwezigen
B elektrische contactweerstand
C contact met aardpotentiaal
D ontruiming van aanwezigen
E goederen
C
con-
st
ruc-
tie
A bouwmaterialen
B structuur
Elke code wordt verder omschreven. Aan de hand van die omschrijving worden de vereiste eigenschappen van het elektrische materiaal bepaald.
24 Vademecum van de elektriciteit
Verdere uitwerking van de code AD
code omschrijving situatieschets voorbeelden vereiste eigenschap-pen van het elektrisch materiaal
AD1 te verwaarlozen aan-wezigheid van water
geen sporen van vocht woonkamer, leefruimten, burelen …
IPX0
AD2 mogelijk en tijdelijk vochtig
vallende waterdruppels keuken, terras, kelder, wc … IPX1
toevallige condensatie
toevallige waterdamp
AD3 vochtig vloeiend water over wanden of vloer
vuilnislokalen, besproeien van groenten …
IPX3
besprenkeling met water
vallende waterdruppels tot een hoek van 60°
AD4 nat vloeien en spatten van water in alle richtingen
sauna, werf … IPX4
AD5 doorlopend besproeid waterstralen onder druk en in alle richtingen
stortbad, stal, slagerij, carwash …
IPX5
AD6 watermassa’s onderhevig aan water-massa’s
pieren, strand, kaai … IPX6
AD7 mogelijk overstroomd waterdiepte < 1 m ondiepe baden, fonteinen … IPX7
AD8 ondergedompeld waterdiepte > 1 m diepe baden IPX8
Als voorbeeld nemen we de mogelijke uitwendige invloed van water (code AD) in een woning:
Lokaal AD
Woonkamer 1
Kamer 1
Hal 1
Waslokaal 2
Badkamer binnen volume 0-1-2 buiten volume 0-1-2
4 2
Toilet 2
Keuken 2
Kelder, voorraadkamer 2
Kelderverdieping 1 - 2
Zolder (dakverdieping) 1
Overdekt terras 2
Veranda 2
WC 2
Vuilnislokaal 3
Stookruimte steenkool andere brandstof
2 2
Opslagplaats steenkool stookolie
1 1
Binnenplaats 4 - 5
Tuin 4 - 5
25Vademecum van de elektriciteit
X1Bescherming tegen aanraking van onder
spanning staande delen. Bescherming tegen indringen van vaste voorwerpen.
X2 Bescherming tegen indringen van vloeistoffen
CEE Proef Omschrijving bescherming CEE Proef Omschrijving bescherming
0 Geen bescherming 0 Geen bescherming
1Beschermd tegen indringen van voorwerpen groter dan
50 mm1
Beschermd tegen vallende waterdruppels
2
Beschermd tegen aanraking met vingers en tegen
indringen van voorwerpen groter dan 12 mm
2Beschermd tegen vallende
waterdruppels (tot een hoek van 15°)
3
Beschermd tegen aanraking met gereedschap en indrin-gen van voorwerpen groter
dan 2,5 mm
3Beschermd tegen vallende
waterdruppels (tot een hoek van 60°)
4
Beschermd tegen aanraking met gereedschap en
indringen van voorwerpen groter dan 1 mm
4Beschermd tegen water-projecties uit willekeurige
richtingen
5Volledig beschermd tegen aanraking en schadelijke
neerslag van stof5
Beschermd tegen waterstralen uit willekeurige
richtingen
6Volledig beschermd tegen aanraking en indringen van
stof6
Omstandigheden zoals op de brug van een schip
7Beschermd tegen onderdompeling
8Beschermd tegen langdurige
onderdompeling
Beschermingsgraden van elektrische toestellenElektrische toestellen moeten altijd worden gekozen in functie van de uitwendige invloedsfactoren op de plaats waar ze worden opgesteld. In de praktijk betekent dat dat er rekening wordt gehouden met de mate waarin ze zijn beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen en vloeistoffen.
Om dat na te gaan, kun je de IP-waarde raadplegen. Dit is een indicatie die bestaat uit de letters ‘IP’ gevolgd door twee cijfers:
• cijfer 1 = een indicatie voor de bescherming tegen indringen van voorwerpen
• cijfer 2 = een indicatie voor de bescherming tegen indringen van vloeistoffen.
Soms is een van die kenmerken niet relevant; het cijfer wordt dan vervangen door een ‘X’.
IP - X - X
26 Vademecum van de elektriciteit
Globale richtlijnen voor fysische bescherming
Effectzones van wisselstroom
Op basis van de waarde van de stroom en de duur van de stroomdoorgang, kunnen grafieken worden uitgetekend van zones met specifieke lichamelijke effecten:
Duur in ms
Wisselstroom in mA
0.1 1 10 40 100 1 000 10 0000.4 4 00010
20
40
100
200
400
1 000
2 000
4 000
10 000
Zone 1 Zone 2 Zone 3 Zone 4 Zone 5
• Zone 1: geen effect
• Zone 2: geen gevaar voor het hart
• Zone 3: geen gevaar voor hartfibrillatie, maar wel voor andere functionele storingen, zoals ademhalingsmoeilijkheden
• Zone 4: tot 50 % kans op hartfibrillatie en zeker op andere functionele storingen
• Zone 5: beslist een gevaarlijke situatie; meer dan 50 % kans op hartfibrillatie.
Beschermingen moeten ervoor zorgen dat je onder alle omstandigheden in zone 1 of 2 blijft.
25 mA is de gemiddelde gevaargrens voor personen in normale (= droge) toestand. De huidvochtigheid, en dus ook de elektrische contactweerstand, zijn voor iedereen anders, waardoor ook de grenswaarde verschilt per persoon. Ook de duur van de stroomdoorgang speelt een rol.
27Vademecum van de elektriciteit
Omschrijving codes elektrische contactweerstand - Codes BB
Om te kunnen inschatten onder welke omstandigheden elektrische stromen in contact kunnen komen met het lichaam, worden ze in relatie gebracht met lichamelijke contactweerstanden en een spanning. Daarbij werden drie verschillende toestanden van de huid beschouwd, weerge-geven in de BB-codes uitwendige invloed.
code Huidtoestand
BB1 Volledig droge huid of vochtig door transpiratie
BB2 Natte huid
BB3 In water ondergedompelde huid
Absolute conventionele grensspanning
De maximale niet-gevaarlijke spanningen die langdurig mogen worden aangeraakt, werden bepaald voor de drie BB-codes. Dat zijn de absolute conventionele grens-spanningen.
Dit overzicht is gebaseerd op de grensstroom van 25 mA en op de gemiddelde lichaamsweerstanden van 2 000 Ω in het geval van BB1, 1 000 Ω voor BB2 en 500 Ω voor BB3.
Code Toestand van het menselijk
lichaam
Absolute conventionele grensspanning
Wissel-spanning
Gelijk-spanning
met rimpel
Gelijk-spanning zonder rimpel
BB1 Volledig droge huid of vochtig door transpiratie
50 V 75 V 120 V
BB2 Natte huid 25 V 36 V 60 V
BB3 In water onder-gedompelde huid
12 V 18 V 30 V
Relatieve conventionele grensspanning
Voortgaande op de vorige curven worden spanningsvei-ligheidscurven uitgetekend in functie van de tijd voor de verschillende BB-codes (graden van huidvochtigheid).
10Contactspanning in V
Duu
r in
sec
0,01
10
20 4050
1006080
1000
0,02
0,040,050,060,080,1
1
BB2
BB1
25V 50V
Voor verschillende toestanden van de huid (BB1, BB2) wordt hier de maximale duur uitgetekend, in functie van de contactspanning. De waarden links van de respectievelijke curven zijn in principe
ongevaarlijk.
28 Vademecum van de elektriciteit
Beschermingsmaatregelen tegen elektrische schokkenHet AREI legt verschillende verplichtingen op die lichamelijke bescherming moeten bieden tegen elektrische schokken voor wat betreft de mogelijkheid tot:
• het aanraken van actieve delen van elektrisch materiaal, een zogenaamde rechtstreekse aanraking
• het aanraken van delen van een toestel (bv. de behuizing) die na een fout toevallig onder spanning kunnen staan: een zogenaamde onrechtstreekse aanraking.
Bescherming tegen rechtstreekse aanraking in residentiële omgeving
De bescherming wordt aangebracht bij de constructie van het elektrisch materiaal en/of bij de installatie ervan. Het gaat over:
• omhulsels die enkel met gereedschap of een sleutel kunnen worden verwijderd; daardoor kan de gebruiker onder spanning staande delen niet aanraken.
• elektrische isolatie van delen onder spanning, die enkel door vernietiging kan worden weggenomen; zo kunnen bij normaal gebruik, delen onder spanning niet worden aangeraakt.
Die beschermingsmaatregelen worden niet altijd toe-gepast, of misschien is de gebruiker wel onvoorzichtig. Daarom is er een bijkomende bescherming door mid-del van een automatische differentieelstroominrichting, met grote of zeer grote gevoeligheid van 30 of 10 mA. Die schakeling detecteert een eventueel ‘stroomlek’ in het bewaakte stroomcircuit en schakelt de voeding nagenoeg ogenblikkelijk uit.
Als alternatief voor deze maatregelen kan voor bepaalde toepassingen worden gewerkt op zeer lage veiligheids-spanning (ZLVS). Daarbij mag de maximale nominale spanning tussen twee blanke gelijktijdig genaakbare ac-tieve delen, de volgende waarden niet overschrijden:
Code Toestand van het menselijk
lichaam
Wissel-spanning
Gelijk-spanning
met rimpel
Gelijk-spanning zonder rimpel
BB1 Volledig droge huid of vochtig door transpiratie
25 V 36 V 60 V
BB2 Natte huid 12 V 18 V 30 V
BB3 In water onder-gedompelde huid
6 V 12 V 20 V
Bescherming tegen onrechtstreekse aanraking in residentiële omgeving
Een veilige constructie en een gepast onderhoud van de installatie bieden hier de eerste bescherming. Bij een defect (een zogenaamde isolatiefout) kan een massa van een toestel (het metalen omhulsel) echter onder spanning komen te staan. Als bescherming daartegen zijn er pas-sieve beschermingsmaatregelen (waardoor de stroomkring niet wordt onderbroken) en actieve beschermingsmaatre-gelen (die bij een fout de stroomkring onderbreken).
Passieve bescherming kan door eventuele spanningen te elimineren tussen geleidende delen die gelijktijdig kun-nen worden aangeraakt. Dat gebeurt door middel van de hoofd-equipotentiale verbindingen. In de badkamer is er de bijkomende equipotentiaalverbinding. Dubbele isolatie is ook een mogelijkheid. Alle onderdelen die onder span-ning kunnen staan, worden ondergebracht in een gesloten en isolerend omhulsel dat in een isolerende behuizing is gemonteerd. Er is dan geen enkel contact mogelijk tussen delen onder spanning en de omgeving.
In huishoudelijke installaties worden de passieve bescher-mingsmaatregelen aangevuld met actieve beschermin-gen, zoals de stroom naar de aarde afleiden door massa’s van de toestellen te aarden via een beschermingsgeleider, meestal via de aardingspin van de stopcontacten. Bij een isolatiefout is er dan een foutstroom die de differentieel-schakelaar uitschakelt.
Een goed werkende differentieelschakelaar is nood-zakelijk. Bij een eventuele onderbreking of een slechte verbinding aan het voedingsbord met de aarde, kunnen de massa’s van alle aangesloten toestellen onder spanning komen te staan. Bij een eventuele foutstroom ten gevolge van een isolatiefout, schakelt de differentieelschakelaar ogenblikkelijk de voeding uit.
Opgelet: in oude installaties is het mogelijk dat er geen differentieel is opgesteld. Net als bij een defecte differen-tieel, is de installatie dan niet optimaal beveiligd. Bij een isolatiefout is het mogelijk dat de sterkte van de foutstroom naar de aarde lager is dan de waarde waarop de kring is beveiligd. De automaat zal dus niet uitschakelen en er is een kans dat er doorlopend een (hoog) verbruik is, zonder dat je dat opmerkt.
29Vademecum van de elektriciteit
Indeling elektrisch materiaal volgens bescherming
Klasse 0 Basisisolatie
Klasse 01 Basisisolatie
Beschermings-klem (massaklem)
Klasse I Basisisolatie
Snoer omvat een beschermingsge-leider
Klasse II Dubbele isolatie en/of versterkte isolatie
Geen aardings-mogelijkheid
Klasse III Voeding op zeer lage veiligheids-spanning
Aard van de maatregelen
• Richtlijnen voor de plaatsing van leidingen en kabels. Die moeten de kans op beschadigingen aan elektrische leidingen tot een minimum beperken. Het gaat zowel over bescherming tegen mechanische beschadigingen als bescherming tegen thermische invloeden.
• Bescherming van leidingen tegen te hoge stroomdoorgang. Een elektrische stroom in een geleider veroorzaakt warmte in die geleider (Joule-effect). Een te hoge stroom ontwikkelt dus te veel warmte. Dat kan de isolatie nadelig beïnvloeden en constructiedelen beschadigen. Deze warmte is ook een verlies aan energie.
• Bescherming van elektrische toestellen tegen overspanning. Die voorkomt beschadiging van toestellen en installaties.
Beschermingsmaatregelen van de technische uitrustingen (en de preventie van brand)Naast de bescherming tegen lichamelijke letsels legt het AREI ook verschillende verplichtingen op die in welomschre-ven omstandigheden, de elektrische installatie moeten beschermen. Sommige daarvan voorkomen onrechtstreeks ook fysieke letsels, zoals bijvoorbeeld brandwonden.
30 Vademecum van de elektriciteit
Vermogen (kW) in functie van de stroom en de spanning bij cos ϕ = 1
A230 V
P = 230 x I3,230 V
P = 230 x I x √33N 400 V
P = 400 x I x √3
2 0,5 0,8 1,4
4 0,9 1,6 2,8
6 1,4 2,4 4,2
8 1,8 3,2 5,5
10 2,3 4,0 6,9
12 2,8 4,8 8,3
14 3,2 5,6 9,7
16 3,7 6,4 11,1
18 4,1 7,2 12,5
20 4,6 8,0 13,9
22 5,1 8,8 15,2
24 5,5 9,6 16,6
26 6,0 10,4 18,0
28 6,4 11,2 19,4
30 6,9 12,0 20,8
32 7,4 12,7 22,2
34 7,8 13,5 23,6
36 8,3 14,3 24,9
38 8,7 15,1 26,3
40 9,2 15,9 27,7
42 9,7 16,7 29,1
44 10,1 17,5 30,5
46 10,6 18,3 31,9
48 11,0 19,1 33,3
50 11,5 19,9 34,6
52 12,0 20,7 36,0
54 12,4 21,5 37,4
56 12,9 22,3 38,8
60 13,8 23,9 41,6
Stroomsterkte (in Ampère) in functie van het vermogen en de spanning bij cos ϕ = 1
kW 230 V I = P/230
3,230 V I = P/(230 x √3)
3N 400 V I = P/(400 x √3)
0,5 2,2 1,3 0,7
1 4,3 2,5 1,4
1,5 6,5 3,8 2,2
2 8,7 5,0 2,9
2,5 10,9 6,3 3,6
3 13,0 7,5 4,3
3,5 15,2 8,8 5,1
4 17,4 10,0 5,8
4,5 19,6 11,3 6,5
5 21,7 12,6 7,2
5,5 23,9 13,8 7,9
6 26,1 15,1 8,7
6,5 28,3 16,3 9,4
7 30,4 17,6 10,1
7,5 32,6 18,8 10,8
8 34,8 20,1 11,5
8,5 37,0 21,3 12,3
9 39,1 22,6 13,0
9,5 41,3 23,8 13,7
10 43,5 25,1 14,4
31Vademecum van de elektriciteit
De aansluiting op het laagspanningsdistributienet
De distributienetbeheerder bepaalt hoe het laagspanningsdistributienet wordt uitgevoerd en hoe een aftakking moet worden gemaakt. Hij beslist ook over het vermogen dat ter beschikking wordt gesteld. In dit deel geven we een overzicht van de mogelijkheden.
NetvormenEr bestaan verschillende systemen (netvormen) voor de verbinding van verbruikers met de nettransformator. Elke netvorm vraagt om specifieke veiligheidsvoorzieningen tegen een eventuele onrechtstreekse aanraking.
Die netvormen dragen elk een specifieke code die bestaat uit ten minste twee letters. Een eventuele derde en vierde letter geven de uitvoering van de nulgeleider en van de beschermingsgeleider aan.
Gestandaardiseerde afkortingen
Voor die codes worden gestandaardiseerde afkortingen gebruikt:
• T: terre (aarde)
• I: isolé (geïsoleerd)
• N: neutre (nulgeleider)
• S: séparé (gescheiden)
• C: combiné (gecombineerd of samengevoegd).
Betekenis van de letterindicaties
Eerste letter: geeft de elektrische situatie aan tussen het verdeelnet en de aarde
• T: rechtstreekse verbinding van een punt met de aarde
• I: hetzij isolatie van alle actieve delen ten opzichte van de aarde, hetzij verbinding van een punt met de aarde via een hoge impedantie
Tweede letter: geeft de elektrische situatie aan van de massa’s van de aangesloten verbruikers (de elektrische afschermingen) ten opzichte van de aarde.
• T: rechtstreeks geaarde massa’s onafhankelijk van een eventuele aarding van een punt van het verdeelnet
• N: massa’s verbonden met de geaarde geleider van het verdeelnet (in het openbaar distributienet is het de nulgeleider die gewoonlijk wordt geaard)
- Bijkomende indicaties: S: nulgeleider en beschermingsgeleider zijn afzonderlijke geleiders C: nulgeleider en beschermingsgeleider zijn in één geleider gecombineerd (PEN-geleider).
Elektrisch schema TT-net
Voor residentiële klanten op een laagspanningsdistri-butienet, wordt door de distributienetbeheerder nage-noeg altijd de TT-netconfiguratie toegepast.
Het sterpunt van de voedingstransformator is direct ge-aard. De behuizingen (de massa’s) van de elektrische belastingen zijn bij de klant zelf geaard (bij ons is dat verplicht).
L1
L2
N
L3
Belasting
T
TAarding distributiepostAarding klant
Elektrischeafscherming
Waarom wordt het sterpunt van de secundaire van de transformator geaard?Op die manier kan een eventuele bijkomende aardingsfout relatief gemakkelijk worden opgespoord. Door dat punt met de aarde te verbinden, wordt ervoor gezorgd dat op heel het gevoede netwerk het grootste potentiaalverschil tussen een elektrisch geleidend deel en de aarde maximaal gelijk is aan de fasespanning (230V).
32 Vademecum van de elektriciteit
Uitvoering van de aftakking
Mogelijke aftakkingen op het distributienet
De secundaire van de transfo van het distributienet is in ster geschakeld: 3N 230 V (lijnspanning 230 V, fasespanning 130 V). De nulgeleider wordt wel doorgegeven, maar in de tellerkast niet verbonden.
L1
L2
N
L3
Een-fasig
230 V
3N 230V
Drie-fasig
3N 230V
De secundaire van de transfo van het distributienet is in driehoek geschakeld: 3,230 V.
L1
L2
L3
Een-fasig
230 V
3,230V
Drie-fasig
3,230V
De secundaire van de transfo van het distributienet is in ster geschakeld: 3N 400 V (lijnspanning 400 V en fasespanning 230 V).
L1
L2
N
L3
Een-fasig
230 V
3N 400V
Drie-fasig
3N 400V
33Vademecum van de elektriciteit
Lengte aansluitkabel in functie van aansluitautomaatIn onderstaande tabellen geven we de maximale toegela-ten lengte van de aansluitkabel weer in meter volgens de stroomsterkte van de aansluitautomaat (A) en de sectie van de geleiders (mm²) van de aansluitkabel.
De maximale spanningsval over de aansluitkabel mag 1 % van de voedingsspanning niet overschrijden. Dat geldt zowel voor afname als injectie van energie. We houden voor een driefasige aansluiting (op een LS-distributienet 3x230 V en een LS-distributienet 3N 400 V) ook rekening met een éénfasige injectie van 5 kVA. Er wordt in de tabellen eveneens rekening gehouden met de opgewekte temperatuur in de meterkast. Met het gebruik van de onderstaande tabellen blijft deze temperatuur binnen de voorschriften.
Voor nieuwe éénfasige aansluitingen nemen we standaard 40 A in aanmerking en voor driefasige aansluitingen 32 A.
De stroomwaarden 16-20-25-32-40-50-63 A zijn DIN-aansluitautomaten. Voor nieuwe aansluitingen zijn tot 63 A enkel deze DIN-aansluitautomaten van toepassing.
230 V
Stroomsterkte EXVB 10 mm² EXVB 16 mm² EXVB 25 mm² EXVB 35 mm² EXVB 50 mm²
A m m m m m
16 39 63 99 137 186
20 31 50 79 110 149
25 25 40 63 88 119
32 20 31 49 69 93
40 16 25 40 55 74
50 32 44 59
63 25 35 47
Keuze van de aansluitkabel
34 Vademecum van de elektriciteit
3N 400 VStroom-sterkte
EXVB 10 mm²
EXVB 16 mm²
EXVB 25 mm²
EXVB 35 mm²
EXVB 50 mm²
EAXVB 95 mm²
EAXVB 150 mm²
A m m m m m m m
15 42 67 105 146 198 240 372
16 39 63 99 137 186 225 349
18 35 56 88 122 165 200 310
20 31 50 79 110 149 180 279
21 30 48 75 105 142 171 266
24 29 46 73 101 137 165 257
25 29 46 73 101 137 165 257
27 29 46 73 101 137 165 257
30 29 46 73 101 137 165 257
32 29 46 73 101 137 165 257
33 29 46 73 101 137 165 257
36 29 46 73 101 137 165 257
39 29 46 73 101 137 165 257
40 29 46 73 101 137 165 257
42 29 46 73 101 137 165 257
45 28 44 70 98 132 160 248
48 26 42 66 91 124 150 233
50 63 88 119 144 223
51 62 86 117 141 219
54 59 81 110 133 207
57 56 77 104 126 196
60 53 73 99 120 186
63 50 70 94 114 177
66 48 67 90 109 169
69 46 64 86 104 162
72 44 61 83 100 155
75 42 59 79 96 149
80 55 74 90 140
85 52 70 85 131
90 49 66 80 124
95 46 63 76 118
100 44 59 72 112
Keuze van de aansluitkabel
35Vademecum van de elektriciteit
3, 230 VStroom-sterkte
EXVB 10 mm²
EXVB 16 mm²
EXVB 25 mm²
EXVB 35 mm²
EXVB 50 mm²
EAXVB 95 mm²
EAXVB 150 mm²
A m m m m m m m
15 42 67 105 146 198 240 372
16 39 63 99 137 186 225 349
18 35 56 88 122 165 200 310
20 31 50 79 110 149 180 279
21 30 48 75 105 142 171 266
24 29 46 73 101 137 165 257
25 29 46 73 101 137 165 257
27 27 43 68 94 127 154 239
30 24 38 61 84 114 138 215
32 23 36 57 79 107 130 201
33 22 35 55 77 104 126 195
36 20 32 51 70 95 115 179
39 19 30 47 65 88 106 165
40 18 29 46 63 86 104 161
42 17 27 43 60 82 99 153
45 16 26 41 56 76 92 143
48 15 24 38 53 71 86 134
50 37 51 69 83 129
51 36 50 67 81 126
54 34 47 64 77 119
57 32 44 60 73 113
60 30 42 57 69 107
63 29 40 54 66 102
66 28 38 52 63 98
69 26 37 50 60 93
72 25 35 48 58 90
75 24 34 46 55 86
80 32 43 52 81
85 30 40 49 76
90 28 38 46 72
95 27 36 44 68
100 25 34 41 64
Keuze van de aansluitkabel
36 Vademecum van de elektriciteit
Tellerkast
De opstelling van de tellerkast en de aansluiting aan de binneninstallatie van de klant, worden gedetailleerd beschreven in de technische brochures met de richtlijnen van de distributienetbeheerder. Ze zijn beschikbaar via de website van Eandis.
Bepaalde werken moeten door de klant of zijn installateur worden uitgevoerd. Hij moet ook bepaalde materialen kopen. Specifieke onderdelen, zoals de kWh-teller en de ontvangers voor de automatische afstandsbediening, worden later door de distributienetbeheerder gemonteerd. Enkel die laatste zal de installatie in dienst nemen, na goedkeuring van de binneninstallatie door een erkende keuringsorganisatie.
OpstellingBij voorkeur wordt de teller voor het tweevoudig uurtarief links opgesteld. De teller voor het uitsluitend nachttarief staat rechts.
Het is niet toegelaten om de tellers boven elkaar te plaatsen.
Aansluitscheider
Trekontlasting
kWh-teller 1:Normaal of 2 v
kWh-teller 2:Uitsluitend nacht
Ontvanger CAB Aansluitautomaat
Meterkast 1 Meterkast 2
Contactor
Aftakkabel
kWh-tellerDe kWh-teller in een meterkast is meestal een Ferrarismeter. Die heeft één telwerk als het enkelvoudig of uitsluitend nachttarief wordt geregistreerd, en twee telwerken bij tweevoudig uurtarief.
In een Ferrarismeter wordt een aluminium schijfje in beweging gebracht onder invloed van de wervelstromen opgewekt door twee spoelen: een stroomspoel en een spanningsspoel.
Spanningsspoel
Remmagneet
Aluminiumschijf Stroomspoel
Van netaftakking
naar voedingsbord
Telwerk
Principetekening van een monofasige Ferrarismeter
37Vademecum van de elektriciteit
Centrale Afstands Bediening - CAB
De tweevoudige kWh-teller en de uitsluitend nacht kWh-teller, moeten altijd precies op het overeengekomen tijdstip worden omgeschakeld. Verder zijn er diverse toepassingen waarbij de klant rekent op een juiste in- en uitschakeling door de distributienetbeheerder. Het gaat bijvoorbeeld over openbare verlichting, accumulatieverwarming, warmwaterboilers …
Vanuit het distributienet wordt daarom aan centrale afstandbediening gedaan. Dat gebeurt door middel van pulsmodulatie op een hoogfrequente draaggolf.
600 milliseconden
600 milliseconden
6.6 sec
10 x 600 milliseconden
Startpuls
Pulscombinatie= 1 programma
Na een ‘startpuls’ vertrekt een combinatie van vijf pulsen op tien mogelijke posities. Elke combinatie stuurt een specifieke toepassing ofwel ‘in’ ofwel ‘uit’. De klant ontvangt die combinaties in een CAB-ontvanger.
De verschillende distributienetbeheerders sturen diverse programma’s en gebruiken uiteenlopende draagfrequenties. Ook de schakeltijdstippen van een zelfde toepassing (bijvoorbeeld accumulatieverwarming) kunnen onderling verschillen.
Maatregelen tegen CAB-storingHet is mogelijk dat bepaalde toepassingen in de woning op dezelfde frequentie werken, of frequenties genereren die samenvallen met de door de lokale distributienetbeheerder gebruikte frequentie voor de CAB.
Die storingen kunnen bijvoorbeeld afkomstig zijn van toepassingen die werken via Power Line Communications (PLC), zoals computerverbindingen, een babyfoon, bewakingscamera’s … Storende frequenties kunnen ook worden gegenereerd als harmonischen van de netspanning door een triac in een lichtdimmer of door de snelheidsregeling van een machine.
De schakelbevelen van de CAB kunnen zo ernstig worden gestoord. Door sperfilters te monteren in de binneninstallatie van de klant wordt dat voorkomen.
38 Vademecum van de elektriciteit
Bescherming tegen rechtstreekse en onrechtstreekse aanraking
Componenten van het voedingsbord
Differentieelstroomschakelaars te installeren in een residentiële installatie
Kenmerken van een verliesstroomschakelaar (differentieel-schakelaar):
• De gevoeligheid (de aanspreekstroom I∆n):
- kleine gevoeligheid voor foutstromen: I∆n hoger dan 1 000 mA
- middelmatige gevoeligheid: I∆n tussen 1 000 en 30 mA
- grote gevoeligheid: I∆n tussen 30 en 10 mA
- zeer grote gevoeligheid: I∆n lager dan of gelijk aan 10 mA.
• Het onderbrekingsvermogen moet minimum 3 kA zijn.
• Nominale stroom van min. 40 A als hij geplaatst wordt bij het begin van de installatie.
Praktische uitvoering4-polige differentieel
In 40AI∆n 0,03AU 230/400V
I
O
Test CEBEC
Werkingsprincipe
Bij normale werking is de resultante van de stromen door-heen de lijnen en de nulgeleider, gelijk aan nul en wordt in de secundaire wikkeling geen spanning opgewekt.
Bij een onevenwicht tussen de stromen in de primaire wikkelingen, na een stroomlek in de aangesloten instal-latie, wordt in de secundaire wikkeling een spanning op-gewekt die via een relais de mechanische vergrendeling ontgrendelt. Daardoor openen de contacten zich.
Door de testtoets in te drukken vloeit via een gekalibreer-de testweerstand, een teststroom buiten de ringkern. Die teststroom heeft de waarde van de gekozen gevoeligheid van de verliesstroomschakelaar. Dat simuleert een stroom-lek, en de verliesstroomschakelaar zal de kring uitschake-len.
Een differentieelschakelaar is een belangrijk en gevoelig elektromechanisch toestel.
Je doet er goed aan om hem regelmatig te testen, volgens de instructies van de fabrikant.
Als de differentieelschakelaar niet uitschakelt als de test-knop wordt ingedrukt, is de installatie niet langer beveiligd en moet de schakelaar zo snel mogelijk worden vervangen.
L1 L2 L3 N
Primaire wikkelingen
Secundairewikkeling
Ringkern
Testweerstand
Testtoets Mechanische vergrendeling
39Vademecum van de elektriciteit
Het aantal en de waarde van de differentieelschakelaars die moeten worden opgesteld, is afhankelijk van de spreidings-weerstand van de aardelektroden. Er zijn twee situaties.
Situatie 1: spreidingsweerstand van de aardelektrode lager dan of gelijk aan 30 Ohm
0.03A
0.3A
20 20 3016 20
20 20 20 20 20
Max 8
Situatie 2: spreidingsweerstand van de aardelektrode tussen 30 en 100 Ohm
0.1A 0.03A 0.03A0.03A 0.03A
0.3A
0.03A
20 20 3016
20 20 20 20 20 20 20
Max 8
40 Vademecum van de elektriciteit
Bescherming tegen kortsluiting en overstroom
Smeltzekeringen
De beveiliging is bij een smeltzekering enkel gebaseerd op het thermisch effect (Joule-effect) van een stroom door-heen een geleider.
Tegenwoordig worden smeltveiligheden nagenoeg niet meer geplaatst in nieuwe elektrische installaties. In oude installaties kunnen smeltveiligheden in de meeste gevallen zonder problemen worden vervangen door automaten. Smeltzekeringen vinden we wel nog in de vorm van kleine buiszekeringen in bijvoorbeeld lichtdimmers en elektro-nische toestellen. Buiszekeringen hebben een doormeter van 5 mm en een lengte tussen 20 en 30 mm.
16A
Praktische uitvoering van een smeltzekering
PrincipeKomt de stroom doorheen de gekalibreerde smeltdraad boven de nominale stroomsterkte, dan zal de smeltdraad doorbranden en wordt de stroomkring onderbroken. De tijd waarbinnen dat gebeurt, hangt af van de mate van overschrijding.
Behuizing in kunststof
Vonkenkamer (gevuld met zand)
Gekalibreerde smeltdraad
Contactpennen
Kalibreerpen (vorm in functie van stroomsterkte)
Een smeltveiligheid van 10 A kan 1 uur lang een stroom doorlaten van 15 A. Bij een permanente stroom van 19 A brandt ze zeker binnen het uur door. Bij een kortsluiting in de beveiligde kring, brandt ze onmiddellijk door. Een smeltzekering die is doorgebrand, moet worden vervangen door een nieuwe.
KalibersEen gekalibreerde opening in de basis van de smeltveilig-heid belet dat de voedingskring wordt beveiligd door een smeltveiligheid van een te hoge waarde.
De beveiligingsrange bij automaten is veel nauwkeuriger af te stellen dan bij smeltveiligheden, en de reactietijd bij
automaten is boven-dien korter. Daarom mogen bij gebruik van automaten hogere nominale stroom-waarden worden gehanteerd dan bij smeltveiligheden. Vandaar het verschil tussen de ‘In max’-waarden bij het over-zicht van de kalibers.
Doorsnede aansluitdraden mm² 1,5 2,5 4 6 10
In max. smeltveiligheid A
In max. automaat A
10 16 20 25 - 32 40 - 50
16 20 25 32 - 40 50 - 63
41Vademecum van de elektriciteit
Automaten
mini jump
10 A
Praktischeuitvoering mini jump
OFF OFF
C16
Praktische uitvoering 2-polige automaat
Principe• Bij thermische werking plooit het bimetaal en duwt het
daardoor tegen het uitschakelingsmechanisme.
• Bij elektromagnetische werking wordt het stootblokje van het uitschakelingsmechanisme door de elektromagneet aangetrokken.
Aansluitklem
Clips voor DIN-rail montage
Elektromagnetische beveiliging
Thermische beveiliging(bimetaal)
Vergrendeluitschakelingsmechanisme
Aansluitklem
UitschakelingskarakteristiekenIn residentiële installaties worden bijna uitsluitend automa-ten met de karakteristiek C gebruikt.
Industriële installaties werken meestal met automaten met karakteristiek D.
1000060004000360020001000600400
200
100604020
106421
0,60,4
0,20,1
0,04
0,02
0,010,004
1,131,45
1,5 2 3 4 6 8 10 15 20 30 40
Veelvoud nominale stroom
Uits
chak
eltij
d in
sec
onde
n
B C D
Thermisch effect
karakteristiek stroomwaarde uitschakelingstijd
B1,13 x Inom1,45 x Inom
> 1 uur< 1 uur
C
D
Elektromagnetisch effect
karakteristiek stroomwaarde uitschakelingstijd
B3,00 x Inom > 0,1 sec
5,00 x Inom < 0,1 sec
C5,00 x Inom > 0,1 sec
10,00 x Inom < 0,1 sec
D10,00 x Inom > 0,1 sec
20,00 x Inom < 0,1 sec
42 Vademecum van de elektriciteit
Overspanningsbeveiliging
De meest voorkomende vorm van overspanning in een residentiële installatie wordt veroorzaakt door de geïnduceerde effecten van een blikseminslag op elektriciteitsnetten of in de omgeving ervan. Door elektromagnetische inductie worden hierdoor alle leidingen van het net kortstondig op hetzelfde hoge potentiaal gebracht ten opzichte van de aarde.
SchokoverspanningElektrische toestellen zijn in zekere mate bestand tegen zeer kortstondige overspanningen (de zogenaamde ‘schokoverspanningen’), het ene al beter dan het andere. Vandaar dat de overspanningsbeveiliging voor het elektri-citeitsnet van een woning meestal in twee trappen wordt gerealiseerd:
• een hoofdbeveiliging die wordt ingebouwd in het voedingsbord en die de hevigste schokspanningen moet opvangen
• een fijnbeveiliging die meestal tussen het stopcontact en de stekker van gevoelige elektronische apparatuur wordt geplaatst.
Communicatienetwerken zijn apart te beveiligen.
Je kunt de toestellen onderverdelen op basis van hun ‘stoothoudspanning’ (Uchoc):
• apparaten met elektronische schakelingen: Uchoc 1,5 kV. Bijvoorbeeld tv, hifi, telefoon, computer …
• elektrische huishoudapparaten: Uchoc 2,5 kV. Bijvoorbeeld linnendroger, vaatwasser, wasmachine, kookfornuis …
• industriële apparaten: Uchoc 4 kV. Bijvoorbeeld kWh-teller, airco, wandcontactdozen …
Een overspanningsbegrenzer leidt in geval van overspan-ning, de te hoge spanning af naar de aarde. Daartoe wordt in huishoudelijke installaties vaak de varistor gebruikt. Hij is opgebouwd uit halfgeleidermaterialen en wordt in het voedingsbord ingebouwd.
Praktische uitvoering van een overspanningsbeveiliging met 4 varistoren
Werking van een varistor overspanningsbegrenzerTot de spanning Uc (Uchoc) heeft de varistor een hoge weerstand. De stroom die er doorvloeit, is dus zeer laag. Zodra de spanning hoger wordt dan Uc, is de weerstand plots zeer laag en wordt de stroom afgeleid naar de aarde. Na elke actie gaat deze overspanningsbegrenzer, ook bij waarden beneden Uc, steeds beter geleiden. Er begint dus met het aantal werkingen een relatief hoge ‘lekstroom’ te vloeien. Daarom zijn deze beveiligingen voorzien van een inwendige thermische beveiligingsinrichting. Door middel van een lampje signaleert die het einde van de levensduur. Hij moet dan worden vervangen.
Spanningsdrempel
U
I
Uc
Stroom / spanning karakteristiek varistor
230V
43Vademecum van de elektriciteit
Overspanningsbeveiliging op TT-netDe hoofdbeveiliging wordt meestal ingebouwd in het voedingsbord. Zowel de opstelling als de bedrading, moeten doordacht worden uitgevoerd. Leidingen waarlangs eventuele overspanningen worden afgevoerd (en waar een zeer hoge stroom doorheen kan vloeien) moeten zo ver mogelijk zijn verwijderd van de andere geleiders.
Verbindingsblok voor beschermingsgeleiders
Voedingsbord
Hoofdbeschermingsgeleider
Aardingsscheider Hoofdaardingsklem
Aardgeleider
Hoofdequipotentiale verbindingen
< 50 cm
Algemene differentieel
Automaat
Overspanningsbeveiliging
Om schadelijke effecten van inductie te beperken, moet de volledige opstelling van de beveiligingskring korter zijn dan 50 cm.
Onder meer voor de bescherming tegen rechtstreekse aanraking bij de vervanging van de overspanningsbeveiliging, is hij beveiligd met een automaat.
In dit soort installaties is het aangewezen om als algemene differentieel een type S te gebruiken. Bij zeer korte en ongevaarlijke overspanningen voorkomt dat de uitschakeling van de volledige installatie.
Algemeen differentieel 300 mA
Automaat
Overspanningsbeveiliging
Naar te beveiligen voedingskringen
Naar aarding
Principeschema overspanningsbeveiliging
TT net 3N400V
Secundaire beveiligingDe stoothoudspanning van het te beveiligen materiaal, is bepalend voor de keuze van de beveiliging. Is het beveiligingsniveau van de eerste beveiliging nog te hoog voor de stoothoudspanning van bepaalde achterliggende toestellen, dan moet aan die toestellen een secundaire beveiliging of een fijnbeveiliging met een hogere gevoeligheid worden opgesteld.
Ook wanneer de kabellengte tussen de hoofdbeveiliging en de gevoelige toestellen groter is dan 30 meter, moet een secundaire beveiliging of fijnbeveiliging worden opgesteld.
44 Vademecum van de elektriciteit
Energiebeheer
Technieken voor sturing naar het voorkeurtarief
Om de energiekost te beperken, is het interessant om bepaalde elektrische toestellen in te schakelen tijdens pe-riodes met een goedkoper tarief. Het stuursignaal daartoe kan, volgens de instructies van de distributienetbeheerder, worden afgetakt uit de tellerkast: de zogenaamde Centrale Afstands Bediening.
Een alternatief is een programmeerbare schakelklok.
VoorkeurschakelingMet een voorkeurschakeling met voorkeurschakelaar, verbruikt u automatisch aan het goedkopere nachttarief van zodra dit wordt toegepast. U kunt het toestel ook manueel inschakelen buiten die tariefperiode.
Als na een manuele inschakeling terug het goedkopere tarief wordt toegepast, wordt op het einde van die periode de handbediening gereset en gaat het systeem terug over op automatische sturing.
0AUT
HAND
CAB ‘nacht’
Principeschema voorkeurschakeling warmwaterboiler
Praktische uitvoering4-polige voorkeurschakelaar
voor DIN-rail montage
Voorkeurschakelaar
0 1AUT
De contacten van de voorkeurschakelaar zijn gekoppeld met een schakelmechanisme. Staat de schakelaar op ‘hand’, dan wordt het mechanisme ontkoppeld tot het einde van de eerstvolgende automatische CAB-sturing.
Die schakeling kan ook worden toegepast op zware huishoudtoestellen zoals een vaatwasser, wasmachine en linnendroger.
Technieken voor beperking van het aansluitvermogen
Het vereiste aansluitvermogen wordt hoofdzakelijk bepaald door het, al of niet toevallig, gelijktijdig inschakelen van verschillende verbruikers. Daarbij ontstaat een ‘piekvermo-gen’ dat de installatie moet kunnen leveren zonder dat er kringen overbelast worden en uitschakelen.
Er zijn verschillende technieken om het totale aansluitver-mogen te beperken of om op een bestaande aftakking meer vermogen aan te sluiten zonder dat er zich proble-men voordoen.
KlokkenMet programmatieklokken kunnen zware verbruikers gespreid over de dag ingeschakeld worden, bij voorkeur tegen het goedkoopste tarief.
Bij accumulatieverwarming is die regeling ondergebracht in de oplaadregeling.
Praktische uitvoering programmaklokje voor DIN-rail montage
L
N
xx:xxDHM
Prog
Oplaadautomaat
45Vademecum van de elektriciteit
VoorrangschakelingDaarbij worden de verbruikers verdeeld in twee groepen:
• een primaire groep, met elektrische kringen die steeds in dienst blijven
• een secundaire groep, met elektrische kringen die bij dreigende overbelasting voor korte tijd worden uitgeschakeld.
Het uit- en inschakelen van de secundaire kringen kan in zijn geheel gebeuren of in meerdere stappen, volgens een geprogrammeerde cyclus.
Secundaire belasting
Primaire belasting
Voorrangschakelaar
Principeschema voorrangschakeling
Praktische uitvoering3-fasige voorrangschakelaar
voor DIN-rail montage
..A
46 Vademecum van de elektriciteit
Realisatie van het elektriciteitsnet in de woning
Stroomvoerende geleidersOm de warmteontwikkeling in stroomvoerende geleiders (Joule-effect) onder controle te houden, zijn minimale geleider-secties in functie van de nominale stroom opgelegd.
Minimumgeleidersectie in functie van de nominale stroom en het type beveiliging
doorsnede mm²
nominale stroom (A)
smeltveiligheid automaat
1,5 10 16
2,5 16 20
4 20 25
6 32 40
10 50 63
16 63 80
25 80 100
35 100 125
In oude installaties met draad 1 mm²:
• beveiligd met smeltveiligheid: max 6A
• beveiligd met automaat: max 10 A.
Minimumgeleidersectie in functie van de toepassing
• Leidingen voor bediening-, signalisatie-, controle- en meetcircuits: 0,5 mm²
• Verlichtingskring met eventueel 1 contactdoos beveiligd met een 2,5 A-zekering ingebouwd in een verlichtingsarmatuur: 1,5 mm²
• Stopcontacten: 2,5 mm²
• Kookfornuis: 6 mm² bij enkelfasige voeding en 4 mm² bij driefasige voeding.
Minimumgeleidersectie bij verlichting op zeer lage veiligheidsspanning
De minimumdoorsnede voor verlichting opgelegd door het AREI is 1,5 mm². Bij (halogeen) verlichting op zeer lage spanning kunnen er echter relatief hoge stromen vloeien langs de secundaire kant van de transfo. Daarvoor zijn gro-tere doorsneden vereist. Een voorbeeld: 100 W op 230 V of op 12 V geeft een stroom van respectievelijk 0,43 en 8,33 A.
Onderstaande tabel geeft voor 12 V-verlichting de ver-eiste minimumdoorsnede van de geleiders in mm² voor een spanningsval van maximaal 3 %, in functie van het vermogen en de kabellengte:
Geleiderdoorsnede in mm² bij 12 V
vermogen (W)
kabellengte (m)
2,5 5 7,5 10 15
20 0,8 0,8 1,5 1,5 2,5
35 0,8 1,5 2,5 4,0 6,0
50 1,5 2,5 4,0 6,0 10,0
65 1,5 4,0 6,0 6,0 10,0
100 2,5 4,0 6,0 10,0 16,0
120 2,5 6,0 10,0 10,0 16,0
140 4,0 6,0 10,0 16,0 16,0
160 4,0 6,0 10,0 16,0 25,0
180 4,0 10,0 10,0 16,0 25,0
200 4,0 10,0 16,0 16,0 25,0
Merk op dat werken met draadsecties hoger dan 4 mm² in verlichting niet evident is. Het is daarom in alle situaties aan te raden om de secundaire leidingen zo kort mogelijk te houden, dus om de transfo zo dicht mogelijk tegen het lichtpunt te plaatsen.
47Vademecum van de elektriciteit
A (mm2) =P (W) x l (m)
200
Hierin is:
• A: de doorsnede van de geleider in mm²
• P: het totaal aangesloten vermogen op deze geleider
• l: de lengte van de geleiders (heen en weer) tot het 12 V-voedingspunt.
Merk op dat we in vorige tabel met de kabellengte werkten en hier met de lengte van de geleiders heen en weer naar de lamp op ZLVS.
In een kring met meerdere halogeenlampen is het mogelijk om met verschillende kabelsecties te werken. Dat hangt af van de manier van voeden:
Tot aan de ‘ring’ moet rekening worden gehouden met een secun-daire stroom van 16,7 A.
In de ‘ring’ zelf varieert de stroom afhankelijk van de plaats.
Opgelet: voor dit soort schakeling is het belangrijk dat de ‘ring’ intact blijft. 230 V
1,2 A 16,7 A
12 V
20 W
8,3 A 6,7 A 5 A 3,3 A
TRANSFO
200 VA
1,7 A
8,3 A 6,7 A 5 A 3,3 A 1,7 A
Voorbeeld: voeding in ring:
Zelf berekenen van de vereiste doorsnede van een 12 V-leiding
Afmetingen massieve koperdraad zonder isolatie doorsnede = π x straal²
Doorsnede mm²
Diameter mm
0,5 0,8
1 1,13
1,5 1,38
2,5 1,78
4 2,26
6 2,77
7 3
10 3,57
16 4,52
25 5,65
50 8
Volledige secundaire belasting: 10 x 20 W 200 W / 12 V = 16,7 A
48 Vademecum van de elektriciteit
kWh
A1’
J6
K1 L1
J5
A1
1 x 58W B2
A1’’
J8
J7’ F1F2
F3
1A2’ F5
A2A2’’
F4
A3’’ A3’
2
F6
A3’’’A3
B1
B4
3B5
F8
B8 B9B6
C3’
B7
N1
J2J4
J2
J2’
J1’J1
J3
J3’
C1
1 x 58W
E4 H1E3 E2 E1
M1
E5 E6C1’
D2D1
C2’
D3 D4 D5 D66 5
4 D7
D8
C2’’
C2 C2
GARAGE
SLPK1
SLPK2
BADK
HAL
KEUKEN
LIVING
DE AFGEVAARDIGDE VAN DE ERKENDE KEURINGSORGANISATIEDatum:Handtekening:
DE EIGENAARDatum:Handtekening:
VERANTWOORDELIJKE UITVOERINGDatum:Handtekening:Nr identiteitskaart:BTW nummer:
B3
F7
G5
G4
G2G1
C3
Adres:
Voorbeeld van een situatieschema
49Vademecum van de elektriciteit
L1
L2
L3
L1
L2
L3
L1
L2
L3
L1
L2
L3
L1
L1
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
10A
16A
20A
20A
20A
6A
40A
20A
20A
20A
20A
20A
2A
1’
1’’
2’’
2’ 3’
3’’’
3’’
B8 B9
1 2 3 4 5 6
1
1 2
2’
2’’
1 2 3 4 5 6 7 8
1 2 3 4 5
6
1 2 3 4 5 6 7 8
1 4
1
1
1’ 3’
3
2’
2
2 5 6 7 8
1
1
1
1’
XV
B 4
x 1
0mm
2
∆ 300mA 4 x 40A
∆ 30mA 4 x 40A
VO
B 4
x 1
0mm
2
20Ω
VOB 1,5mm2
VOB 1,5mm2
VOB 1,5mm2
VOB 2,5mm2
VOB 2,5mm2
VOB 2,5mm2
VOB 2,5mm2
VOB 2,5mm2
XVB 4 x 2,5mm2
VVB 3 G 2,5mm2
VOB 6mm2
SVV F2 10x0,8mm2
VOB 2,5mm2
XVB 2 x 2,5mm2
Voorkeurschakelaar prog. 25
230V / 12V 100VA
10 A.F
0,5 A.T
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
GARAGE SLAAPKAMER 1 SLAAPKAMER 2
HAL
KEUKEN LIVING VOORDEUR
LIVING
KEUKEN
SLAAPKAMER 1 SLAAPKAMER 2 HAL
PARLOFOON
FORNUIS
BADKAMER WC GARAGE
WASMACHINE
LINNENDROGER
VAATWASSER
BOILER 120L – 2500W
3N400V
DE AFGEVAARDIGDE VAN HET ERKEND KEURINGSORGANISME Datum: Handtekening:
DE EIGENAAR Datum: Handtekening:
VERANTWOORDELIJKE UITVOERING Datum: Handtekening: Nr identiteitskaart: BTW nummer:
2 3
10A B7
3’
ADRES VAN DE INSTALLATIE Straat: Gemeente:
Voorbeeld van een eendraadschema
50 Vademecum van de elektriciteit
Aarding en zone-indeling
AardingslusBij nieuwbouw wordt de aardingslus onder de fundering op minstens 60 cm diepte geplaatst.
Een aardingslus is een blanke geleider uit gehard elek-trolytisch koper of verlood koper van minimum 35 mm² doorsnede, geplaatst in een gleuf van 5 cm diepte in de bodem van de funderingssleuf. Bestaat de aardingslus uit meerdere stukken, dan moeten de koppelingen altijd bereikbaar blijven.
De aardingslus mag niet in contact komen met beton of mortel (om chemisch inwerken van onder andere cement te voorkomen). Waar de aardingslus boven de vloerplaat komt, wordt ze daarom in een beschermhuls geschoven. Voor de overige lengte is er geen probleem omdat ze 5 cm onder de betonfundering ligt.
Gleuf van 5 cm diepteopvullen met aarde
Fundering
Uiteinden aardingslus
Aardingslus in volle grond onder buitenfundering
Min. 60 cm
Aardelektroden In bestaande bouw worden aardelektroden geplaatst. Ook als bij nieuwbouw de spreidingsweerstand van een aardingslus te hoog is, worden bijkomende aardelek-troden geïnstalleerd. Meestal zijn dat koperen staven van 2,1 m lang, voorzien van schroefdraad op beide uiteinden. Ze worden schuin of vertikaal in de grond gedreven. Is één staaf niet voldoende, dan kunnen meerdere staven aan el-kaar worden geschroefd, door middel van koppelstukken.
Verschillende staven kunnen ook onderling met elkaar wor-den verbonden en volgens een bepaald patroon verspreid.
Worden aardingsstaven geplaatst als aanvulling op een aardingslus, dan moeten de staven buiten de zone van de aardingslus worden geplaatst.
Verbindingen met de aardeDe beschermingsgeleiders van de binneninstallatie worden verbonden in het voedingsbord. Alle beschermingsgeleiders en alle verbindingen die deel uitmaken van het aardingsnet, zijn gemerkt met een geel/groene kleur, over de volle lengte van de verbinding.
Het is verboden om metalen leidingen, zoals water- en gas-leidingen, of metalen constructiedelen van het gebouw te gebruiken als (een deel van de ) beschermingsgeleider. Een beschermingsgeleider mag op geen enkele manier worden onderbroken (bijvoorbeeld door een automaat of schake-laar).
De aardingslus is verbonden met de aardingsscheider. Wordt er gewerkt met aardelektroden, dan is hier (ook) de aardgeleider aangesloten.
De aardingsscheider maakt het mogelijk om, los van de bin-neninstallatie, de spreidingsweerstand te meten. Die moet een waarde hebben die bij voorkeur kleiner is dan 30 Ohm, en zeker kleiner dan 100 Ohm.
Wordt in het geval van een aardingslus geen 30 Ohm bereikt, dan kunnen bijkomende aardelektroden worden geplaatst.
Wordt de grens van 30 Ohm ook daarmee niet bereikt, dan moeten extra differentieels worden opgenomen in de elektri-sche installatie.
Verbindingsblok voor beschermingsgeleiders
Voedingsbord
Hoofdbeschermingsgeleider
Aardingsscheider Hoofdaardingsklem
Uiteinden aardingslus
Hoofdequipotentiale verbindingen
2,1 m2,1 m2,1 m
2,1 m
51Vademecum van de elektriciteit
Equipotentiale verbindingGeleidende delen van de technische installatie of van de constructie van de woning kunnen onderling of ten opzichte van de aarde, onder spanning komen te staan. Dat kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van bliksem, beschadiging van een gelei-der, loskomende bedrading of incidenten bij werken, zowel binnen als buiten de woning.
Als die geleidende delen kunnen worden aangeraakt, vormen ze een gevaar. Om die gevaren te vermijden, worden in een woning de metalen leidingen van water, aardgas en centrale verwarming met de hoofdaardingsklem verbonden door mid-del van hoofdequipotentiale verbindingen.
Voor badkamers wordt een bijkomende equipotentiale verbinding aangebracht tussen de metalen leidingen van de sanitaire installatie en de centrale verwarming, met de beschermingsgeleider van een stopcontact.
Overzicht van de equipotentiale verbindingen in een woning
Minimum draadsecties voor een residentiële installatie
Badkamer
cv-leidingen
Aardgasleiding
Waterleiding
Voedingsbord
Aardverbinding
Aardingslus
Aardingsscheider
Hoofdaardingsklem
Aardgeleider
Hoofdbeschermingsgeleider
Bes
cher
min
gsge
leid
er
Hoofdequipotentiale verbindingen
Bijkomendeequipotentiale verbinding
Sanitaire leidingen
• Beschermingsgeleiders:
- deel uitmakend van de stroomkring: zelfde sectie als stroomgeleiders
- indien in buis (= mechanisch beschermd): 2,5 mm² - niet mechanisch beschermd: 4 mm²
• Hoofdequipotentiale verbinding: 6 mm²
• Bijkomende equipotentiale verbinding:
- indien in buis (= mechanisch beschermd): 2,5 mm² - niet mechanisch beschermd: 4 mm²
• Aardgeleider:
- indien geïsoleerd: 16mm² - niet geïsoleerd: 25 mm²
• Aardingslus: 35 mm²
Bij 230 V elektrische vloerverwarming in vochtige lokalen, moeten de verwarmingsweerstanden worden bedekt met een metalen netwerk dat verbonden is met een bijkomen-de equipotentiale verbinding.
52 Vademecum van de elektriciteit
Badkamer
Zone-indeling
2,25
m2,4 m
0,6 m
Vereiste technische specificaties:• Volume 0: waterkuip van bad of douche
- Enkel verlichting op zeer lage veiligheidspanning (ZLVS): lager of gelijk aan 12 VAC
- Vereiste bescherming: IPX7 bij 12 VAC en IPX0 bij 6 VAC
• Volume 1 (‘volume omhulsel’): buitenkanten van bad of douche
- Enkel verlichting op zeer lage veiligheidspanning (ZLVS): lager of gelijk aan 12 VAC. Vereiste bescherming IPX4 bij 12 VAC en IPX0 bij 6 VAC
- Installatie met hydromassage met een vast voedingspunt: vereiste bescherming IPX4
• Volume 2 (‘beschermingsvolume’): 0,6 m buiten volume 1
- Waterverwarmer in een vaste opstelling IPX4 - Verlichting 230 V op min. 1,6 m hoogte IPX4 - Vast opgestelde verwarming IPX4 - Ventilator klasse II en IPX4 - Contactdoos gevoed via scheidingstransfo en/of via
differentieelschakelaar 10 mA• Volume 3: 2,4 m buiten volume 2
- Alle elektrisch materiaal. Vereiste bescherming: IPX1 - Voor stopcontacten wordt een bescherming IPX4
aangeraden. Het is beter om stopcontacten in zone 3 of nog verder van bad of douche op te stellen.
IPX7: beschermd tegen een wateronderdompeling van korte duur
IPX4: spatwaterdicht materiaalIPX1: druipwaterdicht materiaalIPX0: geen bescherming
Zwembaden
Zone-indeling
2.5m
4m
Bewegingsvolume
Beschermingsvolume
Codes uitwendige invloeden
Uitwendige invloed
In de kom
Volume omhul-
sel
Be-scher-mings- volume
Bewe-gings- volume
Aanwezig-heid van water
AD7 AD5 AD5 AD4/AD5
Toestand lichaam
BB3 BB3 BB3 BB2
Aanraking aardpoten-tiaal
BC4 BC3 BC3 BC3
Maximale waarden veiligheidsspanning
In de kom
Volume omhulsel
Be-scher-mings- volume
Bewe-gings- volume
Max.(V)
AC 12 25 25 50
DC met rimpel
18 36 36 75
DC zonder rimpel
30 60 60 120
53Vademecum van de elektriciteit
Leidingen
Geleiders in onbrandbare of zelfdovende buizen
Buizen in thermoplastisch materiaal mogen niet worden gebruikt op plaatsen waar de temperatuur 60°C kan over-schrijden.
In de buizen mogen kabels of geïsoleerde geleiders worden getrokken. Het moet steeds mogelijk zijn om die later te verwijderen (ruime bochten, draden niet aan elkaar verbinden, geen knie- of t-vormige koppelstukken). De buizen moeten zo worden bevestigd dat ze zich niet kun-nen verplaatsen, noch uit elkaar kunnen worden getrokken tijdens de werken.
Er mag zich in de buizen geen water kunnen verzamelen. Ook niet in de toestellen waarin de buizen uitmonden. De buizen volgen bij voorkeur de kortste weg tussen de te verbinden punten.
Verzonken plaatsing van XVB-kabels zonder buizen
XVB-kabels die zonder buis in wanden worden geplaatst, dienen tracés te volgen volgens onderstaand schema en moeten zijn bedekt met een pleisterlaag van minstens 0,4 cm dikte.
25 cm
10 cm10 cm
10 cm
10 cm
25 cm25 cm
De tracés lopen steeds horizontaal of vertikaal en in plafonds en vloeren haaks op de muren. Bij de plaatsing van leidingen in hoeken van een vertrek, wordt de leidingzone het best zo smal mogelijk in de hoek geplaatst.
XVB-kabels mogen ook buiten dat profiel worden geplaatst als ze vertikaal zijn uitgelijnd ten opzichte van een zichtbaar elektrisch toestel.
In betonvlakken (vloer, muur en plafond) mogen XVB-ka-bels worden geplaatst zonder buis, als ze worden bedekt met een laag beton of cementmortel (chape) van minstens 3 cm dikte.
Specifieke vereisten voor badkamers
• VOB-draad moet worden getrokken in thermoplastische buizen die hermetisch zijn gekoppeld
• bij gebruik van kabels moet de isolatie zijn beschermd door een waterdichte en vochtbestendige wapening zoals bij XVB-kabels.
Verlichtingskringen
• schakelaars bij voorkeur op een hoogte tussen 0,90 en 1,30 m. Ze mogen worden uitgevoerd met draden van 1,5 mm², in dat geval beveiligd met een automaat van max. 16 A.
• minstens twee kringen per woning
• elke verlichtingskring moet een aardingsgeleider bevatten.
Kringen met stopcontacten
• afzonderlijke stopcontacten minstens 15 cm boven de vloer; in vochtige lokalen minstens 25 cm boven de vloer
• bedrading met 2,5 mm² en beveiligd met een automaat van max. 20 A
• maximaal acht contactdozen per kring; meervoudige contactdozen tellen daarbij als één contactdoos.
54 Vademecum van de elektriciteit
Specifieke voedingskringen
• Huishoudelijke toestellen: centrale verwarmingsketel, kookfornuis, vaatwasmachine, oven, wasmachine, linnendroger, boiler en diepvries hebben bij voorkeur elk een afzonderlijke voedingskring.
• Elektrische verwarming:
- accumulatiekachels of accumulatievloeren: afzonderlijke kringen in functie van het vermogen; accumulatiekringen op uitsluitend nachttarief worden gevoed vanuit een afzonderlijk voedingsbord.
- directe verwarming: afzonderlijke kringen in functie van het vermogen.
Geleiders
• Nulgeleider: bij voorkeur blauw
• Beschermingsgeleider: verplicht groen-geel
Draden met isolatie in groen-gele kleur mogen enkel worden gebruikt als beschermingsgeleiders.
Geleiders verbinden en aftakkingen en aansluitingen maken, mag enkel in aftakdozen, inbouwdozen en aan de aansluitklemmen van wandcontactdozen, schakelaars en verlichtingsarmaturen.
De geleiders op zeer lage spanning worden bij voorkeur gescheiden geplaatst van 230 V- leidingen. Als ze toch samen worden geplaatst, moeten ook de laagspanningsleidingen geïsoleerd zijn voor 230 V.
Een kabel of een buis mag in principe enkel geleiders van éénzelfde stroombaan bevatten.
Stroomvoerende geleiders en de bijbehorende beschermingsgeleider worden bij voorkeur in dezelfde buis getrokken.
55Vademecum van de elektriciteit
Type Toepassing
VOB
PVC isolatie Massief koper
VOBs
PVC isolatie Meerdere koperdraden
Vertinde koperdraden
VOBst
InstallatiedraadBinnen in de woning
• Bedrading voedingsbord
• Installatiedraad in plastic buizen
• Installatiedraad in holle plinten
VGVB
PVC isolatie
Massief koperVlakke PVCbuitenmantel
InstallatiedraadBinnen in de woning
Zichtbare bevestiging tegen wanden
XVB
XLPE aderisolatie
Massief koperPVC buitenmantel
Opvulmantel
XFVB
XLPE aderisolatie
Massief koper
PVC buitenmantel
Opvulmantel
Veiligheidskring in koperdraden
2 staalbanden
InstallatiekabelBinnen en buiten
• Opbouw
• In plastic of metalen buizen
• Rechtstreeks in wanden en vloeren
• In holle plinten
EXVB
XLPE aderisolatie
Massief of meeraderig koper
PVC buitenmantel
Opvulmantel
EXAVB
XLPE aderisolatie
Massief of meeraderig koper
PVC buitenmantel
OpvulmantelVeiligheidskring in koperdraden
2 staalbanden of staaldraden
AftakkabelGrondkabel
• In plastic buis
• Rechtstreeks in de grond onder afdekpannen
Overzicht 230 V-draden en -kabels in een woning
56 Vademecum van de elektriciteit
Coax
De verzwakking (demping) van hoogfrequente signalen op coaxkabel wordt uitgedrukt in dB (de deciBel is een logaritmische uitdrukking van een verhouding van twee vermogens). Ze is afhankelijk van:
• de frequentie: hoe hoger de frequentie, hoe groter de demping. Daarom is het bij gebruik van lange kabels, mogelijk dat de analoge programma’s op de laagste tv-kanalen perfect beeld geven, terwijl de hogere kanalen last hebben van ruis.
• de lengte van de kabel: de verzwakking neemt toe met de lengte
• de constructie van de kabel: meer bepaald de afstand van de centrale geleider tot de afscherming (grootste demping bij dunne kabels).
De frequentiebanden die worden gebruikt bij onder andere kabeldistributie, doen ook dienst voor televisie en radio, afstandsbedieningen, hulpdiensten … Om te voorkomen dat die signalen uit de lucht interveniëren met dezelfde frequenties op een kabel - en omgekeerd - moet die kabel perfect zijn afgeschermd.
Bij een coaxkabel van de kabeldistributie wordt de cen-trale geleider afgeschermd door twee lagen: een folie en een gevlochten mantel van fijne metaaldraadjes. De centrale geleider bevindt zich als het ware in een ‘kooi van Faraday’.
Gevlochten mantel
Folie
H F isolatie
PVC mantel
Centrale geleider
Belangrijk is dat die afscherming op geen enkele plaats wordt doorbroken, zodat vreemde signalen er niet in kun-nen doordringen, terwijl de kabelsignalen ook niet worden uitgestraald.
Bijzondere eis voor communicatienetwerken is dat elke output moet worden afgesloten op de ontworpen impe-dantie. Bij kabeldistributie is dat 75 Ohm. Op elke plaats waar die impedantie niet correct is, leidt dat niet enkel tot een energieverlies van het doorgaande signaal, maar wordt ook een deel van het signaal gereflecteerd. Signalen kun-nen zich dus in de omgekeerde richting verplaatsen naar ontvangers, waar ze een tijdje later dan de eerste keer (terug) aankomen. Dat veroorzaakt allerlei storingen.
Daarom mogen coaxkabels enkel worden aangesloten en verbonden met geschikte connectoren en koppelstukken. De ‘F-connector’ wordt vaak gebruikt.
Koppelstuk Stekker
Aftakkingen op de coax in de woning mogen uitsluitend worden uitgevoerd door middel van ‘splitters’ die geschikt zijn voor het op de kabel toegepaste frequentiespectrum. Koppelstukken uit de elektriciteit (lusterklemmen, lasdop-pen, verbindingsdozen …) zijn hier absoluut niet toege-staan.
IN
-3dB -3dB
Communicatieleidingen Naast elektrische leidingen worden steeds meer woningen uitgerust met communicatienetwerken (kabeldistributie, internet, telefoon, videofonie, parlofonie, domotica, beveiliging en alarmering). Gegevenstransport via dergelijke netwerken gebeurt in de vorm van analoge of digitale signalen, die voor bepaalde toepassingen worden gemoduleerd op een hoogfrequente draaggolf. Het spanningsniveau bedraagt slechts enkele mV, zodat die signalen zeer gevoelig zijn voor uitwendige storingsinvloeden. Momenteel wordt vooral gewerkt met coaxkabel voor in HF gemoduleerde signalen, en met UTP-kabel (Unshielded Twisted Pair) voor niet-gemoduleerde signalen.
57Vademecum van de elektriciteit
Elke niet-gebruikte uitgang van splitter en versterker moet worden afgesloten met een 75 Ohm-weerstand. Zo’n weerstand is gemonteerd in een F-connector.
Via de kabel van de kabeldistributie worden niet enkel signalen geleverd. Er is ook een signaaltransport vanuit de woning naar het grote netwerk. Dit is het zogeheten ‘tweerichtingsverkeer’.
Vanuit de installatie van de klant mogen er dus geen storin-gen op het netwerk komen. Op strategische plaatsen zijn daarom sperfilters geplaatst. Die mogen onder geen enkel beding worden verwijderd.
Specifieke aandachtspunten voor de plaatsing van coax-kabels:
• De impedanties van coaxkabels kunnen worden beschadigd als ze voor de bevestiging worden geniet. Elke nieting drukt de afscherming in. Op die plaats verandert de impedantie en is er een reflectie van signaal en extra signaalverlies. Ook te kleine kabelklemmen kunnen een coaxkabel vervormen. Coaxkabels worden daarom bij voorkeur in buizen geplaatst.
• De impedantie van coaxkabels vermeerdert met de temperatuur. Daarom mogen de kabels niet aan verwarmingsbuizen worden bevestigd.
• Sterke elektromagnetische pulsen kunnen ook via de afscherming storingen veroorzaken. Daarom mogen de kabels niet samen met 230 V-leidingen worden geplaatst.
Twisted Pair - TP
In woningen worden steeds meer (data)netwerken aan-gelegd. Klassiek voorbeeld is een netwerk voor telefonie, waarmee verschillende telefoontoestellen en faxen met elkaar en met een buitenlijn worden verbonden. Nieuw zijn datanetwerken die verschillende computers en printers met elkaar en via een Local Area Netwerk (LAN) verbin-den.
De technische eisen die aan het netwerk worden gesteld zijn onder meer sterk afhankelijk van de transmissiesnel-heid van de gegevens over het netwerk (de zogenaamde ‘baudrate’ in Mbps, Megabits per seconde) of het ge-bruikte frequentiespectrum (in MHz, Mega Hertz).
De spanning van die signalen is zeer laag. Daarom zijn ze zeer gevoelig voor de geïnduceerde spanningen van elek-tromagnetische storingen. Door de capacitieve werking van naast elkaar liggende signaaldraden, kan zich ook overspraak (cross talck) voordoen. Een ‘twisted pair’-beka-beling kan die storingen tenietdoen.
Een communicatienetwerk in een woning is meestal uitge-voerd met zogenaamde ‘getwiste draden’ (‘twisted pair’). Kenmerkend aan een getwiste bedrading is dat de span-ningen die worden opgepikt ten gevolge van een elektro-magnetisch stoorveld, in elke geleider van het paar precies even groot zijn, en in elke halve winding 180° in fase zijn gedraaid. De resultante is dus nul. Belangrijk is dat altijd de in elkaar getwiste (en dus bij elkaar horende) draden worden gebruikt.
Elektromagnetische storing
Om de gevoeligheid voor uitwendige instraling nog meer te beperken, worden de draden ook per draadpaar en/of per kabel afgeschermd met een geleidende mantel (een folie, of geweven koperdraadjes, zoals bij een coaxkabel).
Er zijn drie afschermingsmogelijkheden:
• Unshielded twisted pair (UTP): geen elektromagnetische afscherming
• Shielded twisted pair (STP): een afscherming per aderpaar
• Foiled twisted pair (FTP): de kabel is afgeschermd door middel van een folie; daarbij is het mogelijk dat ook elk aderpaar is afgeschermd.
58 Vademecum van de elektriciteit
Gestandaardiseerde aansluiting
Een twisted pair-kabel bestaat doorgaans uit acht gelei-ders, en dus uit vier draadparen met gestandaardiseerde kleuren.
Voor netwerken tot 100 Mbit en voor ISDN worden daar-van maar twee geleiderparen gebruikt.
De aansluiting van de connectoren is gestandaardiseerd.
In de praktijk: de RJ-45-connector volgens de norm T568B.
1
2
3
4
5
6
7
8
Categorieën van TP-kabel
De zorg waarmee de twisting en de afscherming werden uitgevoerd (in een draadpaar en ook de draadparen onder-ling), bepalen de transmissiekwaliteit (de maximale bou-drate) van de kabel. De TP-kabels worden onderverdeeld in verschillende categorieën. Een kabel van een bepaalde categorie kan ook de toepassingen verwerken van de la-gere categorieën, maar niet die van een hogere categorie.
Cat 1 intercom, parlofoon, ISDN en analoge telefoon-verbindingen
Cat 2 eerste generatie token ring-netwerken; 4 Mbit/s
Cat 3 10 BASE-T (wat wil zeggen: 10 Mbit/s Basisband via Twisted pair) Ethernet tot 16 MHz
Cat 4 16 Mbit/s en tot 20 MHz
Cat 5 100 BASE-T (100 Mbit/s)
Cat 6 1000 BASE-T (1 Gigabit/s) netwerken tot 250 MHz
Cat 7 10 Gigabit/s Ethernet
Cat 7a 40 Gigabit/s Ethernet tot 600 MHz
Het type van de kabel staat geprint op de buitenmantel.
Kabels onderscheiden zich o.a. door hun afscherming tegen elektromagnetische storingen en door de positie van de getwiste geleiders.
Cat.5e F/UTP
Screen
PVC
Cat.6 UTP
Cat.7a S/FTP
Cat.5e F/UTP
Screen
PVC
Cat.6 UTP
Cat.7a S/FTP
Cat.5e F/UTP
Screen
PVC
Cat.6 UTP
Cat.7a S/FTP
59Vademecum van de elektriciteit
Specifieke technieken
DomoticaEen domoticainstallatie beheert de volledige technische uitrusting van een woning. Die omvat verlichting, huishoud-toestellen, verwarming, ventilatie, toegangscontrole en beveiliging. Elektrische verbindingen van de componenten van een kring lopen bij domotica anders dan bij een klas-sieke elektrische installatie.
Voorbeeld van een lichtkring
Bij een klassieke elektrische installatie wordt een verlich-tingspunt geschakeld door een schakelaar in de voedings-lijn tussen zekeringenautomaat en lichtpunt.
Lichtschakelaar
Bij een domoticainstallatie stuurt een toets of detector in de kamer, een beheermodule die dat signaal interpreteert. In functie van de instellingen en de voorwaarden in de be-heermodule wordt de verlichting via een relais geschakeld. Een of meerdere displays geven de status weer, en via een modem kan die ook worden opgevolgd en eventueel gewijzigd via internet en/of gsm.
Gsm
• Instellingen • Voorwaarden
Modem
Display
Toets Detector
Internet
Relais Automaat
Beheermodule
In dit voorbeeld is de sturing beperkt tot één lichtkring.
In een domoticainstallatie wordt de beheermodule echter gestuurd door tal van toetsen en detectoren. Die kun-nen alle afzonderlijk worden geprogrammeerd of geher-programmeerd voor de uitvoering van een of meerdere specifieke acties. Zo kan in het voorbeeld de toets, naast de verlichting, ook ingrijpen op bijvoorbeeld de verwar-ming, de ventilatie en de gordijnen. Wijzigingen aan het ‘schakelprogramma’ van elke toets of sensor, kunnen altijd worden ingebracht zonder dat de bekabeling moet worden aangepast.
Mogelijk tracé van leidingen bij een klassieke elektrische installatie:
Mogelijke tracés van leidingen bij domotica, met in het rood 230 V-voedingslijnen en in het groen de leidingen voor de bedrading van de domotica:
Domoticanetwerk
Je kunt een domoticainstallatie (of domoticanetwerk) on-derverdelen in vier delen:
• De energiedragers, die actoren voeden. Dat zijn de componenten die een actie uitvoeren. Ze presteren een vermogen en worden gevoed op 230 V of laagspanning AC of DC.
• De informatiedragers, waarop alle bedieningen (sensoren, detectoren en manuele- en afstandsbedieningen) zijn aangesloten.
• De communicatiedragers: meestal verschillende type dragers via dewelke in de woning, evenals met de buitenwereld wordt gecommuniceerd.
• Het beheer interpreteert de commando’s en signalen uit de sensoren en de communicatiedragers en stuurt de actoren aan in functie daarvan, volgens een ingesteld programma.
Energiedragers
S
Informatiedragers
Communicatiedragers
Domoticanetwerk
60 Vademecum van de elektriciteit
Enkele gelijkrichting
In dat soort schakeling wordt één diode gebruikt.
Is de spanning op de anode positief, dan zal de diode ge-leiden. We krijgen dan een pulserende gelijkspanning, met een frequentie gelijk aan de AC-spanning.
De mechanische uitvoering is bepaald in functie van het vermogen.
Kathode Montage op koelplaat
Printplaat montage
U
t
KathodeAnodeL
N
+
-
DC
Gelijkrichten van wisselspanning
Dubbele gelijkrichting
Door de transformator, met secundaire wikkeling met mid-denaftakking, hebben we twee AC-spanningen die 180° ten opzichte van elkaar zijn verschoven.
Elke spanning wordt gelijkgericht door middel van één diode.
Ten opzichte van de gemeenschappelijke verbinding krij-gen we een pulserende DC-spanning, met een frequentie gelijk aan het dubbele van de netfrequentie.
De gemiddelde DC-spanning zal hier dus hoger liggen dan bij een enkele gelijkrichting.
L
N
+
-
U
t
DC
61Vademecum van de elektriciteit
Afvlakfilter
Op de uitgang van de gelijkrichter wordt een elektrolytische condensator (elco) gemonteerd.
Zo’n condensator heeft een zeer grote capaciteit (> 100 μF).
Als de spanningspuls oploopt, zal de condensator opladen en zich tussen elke puls ontladen over de belasting. Daardoor krijgt de DC- spanning een nagenoeg vlak verloop.
Elektrolytische condensatoren hebben een te respecteren polarisatie (bij foutieve aansluiting kunnen ze ontploffen). De plus- en de minaansluitingen zijn gedrukt op de elco.
Ook bij een uitgeschakeld toestel kunnen de condensatoren hun spanning relatief lang behouden.
L
N
+
-
U
t
DC
Bruggelijkrichter (Graetzschakeling)
De stroom loopt hier altijd door twee diodes.
Zonder bijkomende transformator krijgen we hier een pulserende DC-spanning, met een frequentie die dubbel zo groot is als die van de AC-spanning.
U
t
L
N
+
-
AC+ -
DC
62 Vademecum van de elektriciteit
Transformatorverhouding
De verhouding van het aantal wikkelingen is bepalend voor de verhouding van de spanningen.
nPrim/nSec=Up/Us
Dit is de transformatieverhouding.
Primaire wikkeling n Prim
Secundaire wikkelingn Sec
Primaire spanningUp
Secundaire spanningUs
n Prim
n Sec
Up
Us
Is het aantal secundaire wikkelingen groter dan het aantal primaire wikkelingen, dan wordt de spanning naar boven getransformeerd. In het omgekeerde geval wordt de spanning naar beneden getransformeerd.
Driefasige transformator
De drie primaire wikkelingen worden aangesloten op de klemmen U1-U2, V1-V2 en W1-W2. De drie secundaire wikkelingen zijn respectievelijk u1-u2, v1-v2 en w1-w2.
U1 V1 W1
U2 V2 W2
u1 v1 w1
u2 v2 w2
Aansluiting primaire wikkelingen Aansluiting secundaire
wikkelingen
Vermogen van een transformator
Het vermogen aan de primaire kant van de transformator wordt bijna volledig overgedragen naar de secundaire kant. Bij een transformatieverhouding verschillend van 1, zal dus ook de stroom verschillen omgekeerd evenredig met de spanning.
Het vermogen van een transformator wordt constructief bepaald bij de fabricatie. In functie hiervan worden dan de kernafmetingen, de spanning, de doorsnede van de wik-kelingen, de koeling en dergelijke gekozen.
Het vermogen van een transformator wordt uitgedrukt in VA, kVA =1 000 VA en MVA =1 000 kVA.
In dit proces zijn er enkele vermogensverliezen:
• koperverliezen: een gevolg van de warmteproductie in de spoelen. Ze nemen toe naarmate de stroomwaarden toenemen (met het kwadraat van de stroom).
• ijzerverliezen: een gevolg van magnetische verliezen in de ijzerkern. Ze zijn onafhankelijk van de belasting. IJzerverliezen worden ook nullastverliezen genoemd en worden verder onderverdeeld in wervelstroom- en hysteresisverliezen.
Transformeren van een wisselspanning
63Vademecum van de elektriciteit
Motoren
Aansluiting draaistroommotoren
Het rendement in gewone consumer transformatoren voor residentieel gebruik ligt doorgaans boven 90 %.
Bij een driefasige transformator kunnen de wikkelingen in ster of in driehoek worden geschakeld.
Symbolische voorstelling van een sterschakeling.
In die schakeling zijn er lijnspanningen en fasespanningen.
Symbolische voorstelling van een driehoekschakeling.
Er is hier geen nullijn en dus geen fasespanning, enkel een lijnspanning.
U
N
W
V
L1
L3
L2
L2
L3
L1
UW
V
U1
U2W2
W1V1
V2
L1
L3
L2 L2
L3
L1
Motor 230 V in sterschakeling
3,230V3N400V
Motor 230 V in driehoekschakeling
Principetekening voor rechtse draairichting
U1 V1 W1
W2 U2 V2
L1 L2 L3
U1 V1 W1
W2 U2 V2
L1 L2 L3
64 Vademecum van de elektriciteit
Functies van een verlichting
In een residentiële omgeving heeft verlichting vijf mogelijke functies:
• Algemene verlichting: heeft vooral de veiligheid op het oog en is doorgaans relatief lang ingeschakeld. Het lichtrendement is daarbij een belangrijke aandachtsfactor. Dit soort verlichting vereist een egale spreiding over de te verlichten ruimte.
• Sfeerverlichting: daarbij realiseren lichtzones en lichtvlakken een spel van contrast en schaduwen die een bepaalde sfeer creëren. Is dus louter decoratief.
• Accent- of spotverlichting: trekt de aandacht op bepaalde punten (bloemen, kunstwerk, architectuur …). Is een gerichte verlichting (met gebruik van spots) die de natuurlijke kleuren van de belichte voorwerpen niet mag veranderen. Is meestal maar voor korte tijd ingeschakeld.
• Werkvlakverlichting: levert op een gedefinieerde zone het nodige licht om taken optimaal te kunnen uitvoeren. Bijvoorbeeld boven het werkvlak in de keuken of een leeslamp aan de zithoek van de living. Die verlichting maakt het ook mogelijk om de algemene verlichting in de ruimte te dimmen.
• Oriëntatieverlichting: bijvoorbeeld aan het huisnummerplaatje, de bel, de oprit … Is relatief lang ingeschakeld, maar met een lage verlichtingssterkte.
Je kiest het soort verlichting, de armatuur, het vermogen en de regeling op basis van de functie die het licht moet vervullen.
Enkele interessante kenmerken van een verlichting
LichtstroomWordt aangegeven in lumen (lm). Die waarde geeft aan hoeveel licht een lamp uitstraalt in alle richtingen. Vanuit energetisch standpunt is het interessant om de lichtstroom van een lamp te verbinden met het elektrisch vermogen: lumen per watt. Die waarde is bepalend voor het rendement en de situering op het energielabel. Ze moet worden vermeld op de verpakking.
Lichtsterkte in een bepaalde richting.Wordt aangegeven in candela (cd). De lichtsterkte is door-gaans het hoogste in een lijn loodrecht op de lichtbron, en het is die waarde die wordt opgegeven. Ze is belangrijk voor reflectorlampen en wordt meestal weergegeven in een grafiek.
-90° -60° -30° 0° 30° 60° 90°
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
0
Lichtsterkte (cd)
KleurimpressieIs een weergave van de sfeer die met een brandende lamp en een witte achtergrond wordt opgeroepen. Het is eigen-lijk een subjectieve gewaarwording. We spreken bijvoor-beeld over ‘warm wit licht’ of ‘koel wit licht’.
KleurtemperatuurIs een weergave van de ‘sfeer’ van de lamp op de ‘abso-lute temperatuurschaal’ in Kelvin (K).
Een lage temperatuur (lager dan 3 300 K) komt overeen met ‘warm licht’. Een hoge kleurtemperatuur (hoger dan 5 300 K) komt overeen met ‘koel licht’. Bij een kleurtem-peratuur tussen 3 300 en 5 300 K spreken we over een gemiddelde kleurimpressie.
Lichtbron K
Kaars 2 000
Gloeilamp 2 700
Halogeenlamp 3 000
Zonlicht 6 000
Verlichting
65Vademecum van de elektriciteit
KleurweergaveDuidt aan in welke mate een lamp de natuurlijke kleuren van het belichte voorwerp naar voren brengt. Wordt weer-gegeven door een ‘kleurweergave-index’ (KWI of Ra), die een waarde heeft tussen 0 en 100. 100 komt overeen met natuurlijk daglicht.
Internationale classificatie voor kleurweergave:
Groep Subgroep Kleurweergave Ra-waarde
1 1A uitstekend 90 tot 100
1B zeer goed 80 tot 89
2 2A goed 70 tot 79
2B tamelijk goed 60 tot 69
3 acceptabel 40 tot 59
4 slecht 20 tot 39
StralingshoekIs de hoek in de stra-lingsbundel van een reflectorlamp waarbinnen de lichtsterkte minstens de helft bedraagt van de maximale lichtsterkte (de candelawaarde).
Verlichtingssterkte (ook verlichtingswaarde of verlichtingsniveau genoemd)Dit is de hoeveelheid licht die op een oppervlak valt. Ze wordt uitgedrukt in lux. In tegenstelling tot de vorige be-palingen, die enkel betrekking hebben op de lamp, spelen hier ook de armatuur en de opstelling een rol. Het is dus een waarde die niet enkel is gekoppeld aan een specifieke lamp: ze wordt gemeten in een bepaalde situatie.
De lichtsterkte is ook bepalend voor de mogelijkheid tot detailonderscheiding. Met de ouderdom van de gebruikers neemt ook de behoefte aan lichtsterkte toe.
Voorbeelden van natuurlijke lichtniveaus:
• zomerdag met zon: 100 000 lux
• zomerdag met wolken: 30 000 tot 40 000 lux
• kamer zonder zoninstraling: 100 tot 150 lux
Voor openbare gebouwen en werkplaatsen moet de ver-lichtingswaarde aan bepaalde voorwaarden voldoen. Die zijn vastgelegd in de norm NBN EN 12464-1.
Enkele richtwaarden voor de verlichtingswaarde in een woning:
• leefruimten en badkamers: 100 tot 200 lux
• werkvlakken in een keuken: 400 tot 750 lux
• hal, gang en garage: 50 tot 100 lux.
Straalhoek
Hal
ve lic
htst
erkt
e Halve lichtsterkte
66 Vademecum van de elektriciteit
Kleur
Primaire kleuren
Voor alles wat licht uitstraalt (zoals lampen) zijn de drie primaire kleuren rood, groen en blauw. Door het samen-voegen van die drie kleuren met eenzelfde lichtsterkte, ontstaat wit licht. Vandaar de naam ‘additieve kleurmenging’. Door combinatie van deze kleuren en de variatie van de onderlinge lichtsterkten, kan elke willekeurige kleur worden weergegeven.
Werken we met verf, bijvoor-beeld in een inktjetprinter, dan zijn de drie basiskleuren cyaan, magenta en geel. Menging van die kleuren in een bepaalde verhouding kan elke kleur produceren. De drie kleuren samen geven zwart. Dit is een ‘subtractieve kleurmenging’.
Ooggevoeligheid
De kleuren die wij kunnen waarnemen, gaan over een spectrum dat loopt van ultraviolet tot infrarood. In dat spectrum zijn onze ogen niet voor alle kleuren even ge-voelig. Onze gevoeligheid verloopt ongeveer volgens de getoonde curve, de zogenaamde ooggevoeligheidscurve.
380nm 780nm
Onze ooggevoeligheid verandert ook in functie van het lichtniveau. Bij daglicht verschuift de curve enigszins naar rechts (vakterm: ‘fotopisch zicht’). Bij lage lichtniveaus ligt de curve meer links in het spectrum: ‘scotopisch zicht’.
Soorten lampen voor residentieel gebruik
Gloeilampen
Het licht is direct afkomstig van een Wolframgloeidraad die door een elektrische stroom witgloeiend wordt verhit. Daarbij verdampt de gloeidraad geleidelijk. Na een bepaal-de tijd is hij doorgebrand.
De gloeidraad is opgesteld in een glazen ballon die va-cuüm is getrokken, of is gevuld met een gas.
Stroomgeleider
Draagbuis
Voedingsdraad Pompstengel
Gloeidraad (Wolfram)
Steundraad
Kneep
Schroeffitting
Glazen ballon
Vacuüm of gasvulling
Enkele kenmerken:
• vermogens: van 15 tot 500 W
• lichtrendement: 9 tot 16 lm/W
• KWI: 100
• kleurtemperatuur: 2 700 K
• levensduur: 1 000 uren.
De verbruikte elektrische energie wordt bij gloeilampen in hoofdzaak omgezet in warmte (nagenoeg 95 % warmte en slechts 5 % licht). Vanuit REG-standpunt scoort dit soort lampen dus zeer slecht. Ze zullen van de markt verdwijnen.
Rood
Groen Blauw
Geel Cyaan
MagentaRood
Groen Blauw
Geel Cyaan
Magenta
67Vademecum van de elektriciteit
Halogeenlampen
Ook daarbij wordt licht geproduceerd door het verhit-ten van een Wolframgloeidraad. De temperatuur van de gloeidraad is echter hoger dan bij een gloeilamp, zodat bij eenzelfde vermogen meer licht wordt geproduceerd (2 400 tot 3 200 °C). De ballon is gevuld met halogeengas dat ervoor zorgt dat het verdampte Wolfram opnieuw neerslaat op de gloeidraad, de levensduur wordt hierdoor verlengd.
Gloeidraad(axiaal geplaatst)
Kneep
Contactpinnen
Kwartsballon
Gasvulling (halogeen)
Enkele kenmerken:
• Levensduur: ongeveer het dubbele van een gewone gloeilamp, 2 000 uren
• Vermogen: 10 W tot 2 000 W
• Lichtrendement: van 13 tot 25 lm/W, en nagenoeg constant gedurende de hele levensduur
• KWI: 100
• Kleurtemperatuur: 3 000 Kelvin
Lampen met een lampvoet aan één zijde zijn ‘éénkneeps-lampen’. Lampen met een lampvoet aan elke zijde van een staafvormige buis, zijn ‘tweekneepslampen’.
De levensduur van een halogeenlamp vermindert sterk bij een te hoge spanning. Bij 5 % spanningsverhoging verkort de levensduur met 50 %.
Momenteel zijn er reflectorlampjes in de handel met bin-nenin een infrarood reflectielaagje. Die lampen zijn iets duurder, maar hebben een langere levensduur en geven meer licht. Zo kan bijvoorbeeld een gewoon 50 Watt ha-logeenspotje worden vervangen door een 35 Watt-versie voor dezelfde lichtopbrengst.
Capsulelamp
Overdwars Axiaal
Met metaalreflector BA15d G4
Met spiegelreflector GU10
E 27 E 27E 27 E 14
Buisvormig -helder Ovaal -mat Kaars -helder Globe -opaal
PAR 38 PAR 30 PAR 20 PAR 16
Staaf
Beperkt overzicht van het productiegamma van halogeenlampen
68 Vademecum van de elektriciteit
Fluorescentielampen
Fluorescentieverlichting maakt gebruik van stoffen die zichtbaar licht uitstralen wanneer ze worden bestraald door ultraviolette stralen.
Fluorescentielampen bestaan als rechte buislampen, met een elektrische verbinding aan elke kant. Compacte fluorescentielampen (CFL’s) zijn als het ware ‘opgevou-wen’ fluorescentiebuizen. Ze hebben een compacte vorm en maken het mogelijk om de elektrische verbindingen aan één kant te brengen.
Fluorescentielampen werken met een ontstekingsappa-raat. Voor de elektrische aansluiting daarvan zijn er twee mogelijkheden:
• Klassieke rechte buizen en CFL’s met contactpennen voor de elektrische aansluiting. Die werken met een uitwendig gemonteerde ontsteking
• Bij CFL’s met een Edisonvoet is de voorschakelapparatuur ingewerkt in de lampvoet. Die lampen zijn vooral bedoeld als energiebesparende vervanging van de gewone gloeilamp. Het gaat om de zogenaamde spaarlampen.
Een glazen buis is gevuld met een inert gas - argon of krypton- en een zeer kleine hoeveelheid kwik.
Gloeidraad
Glazen buis gevuld met kwikdamp
Fluoriscerende laag op binnenkant buis
Kwikdampatomen Elektronen
Zichtbaar licht Ultraviolet licht
In een gedoofde lamp is dat kwik vloeibaar. In een ontsto-ken warme lamp neemt ze een dampvorm aan.
De druk in de lamp bedraagt 0,2 % van de atmosferische druk. Vandaar ook de technische benaming ‘lagedrukgas-ontladingslampen’.
Aan beide uiteinden van de lamp zijn wolfraamgloeidraad-jes (kathoden) met een bariumoxyde coating opgesteld. Worden ze verwarmd, dan zenden ze elektronen uit.
Ontsteken van fluorescentielampenDie werking kunnen we het best uitleggen aan de hand van een klassieke opstelling met afzonderlijke stabilisator (smoorspoel), starter en capaciteit:
L N
Fluorescentielamp
Starter
Condensator
Stabilisator
Gebogen bimetaalVaste elektrode
Neon gasvulling
• Bij het onder spanning komen ontstaat er in de neon gasvulling van de starter een elektrische vlamboog die het bimetaal verwarmt. Daardoor zal het sluiten.
• De twee kathoden in de fluorescentielamp komen 1 tot 2 seconden onder spanning en worden warm, waardoor het omgevende gas ioniseert, wat de latere ontsteking vergemakkelijkt.
• Doordat het bimetaal in de starter nu gesloten is, stopt de vlamboog en zal het bimetaalcontact zich weer openen. Daardoor ontstaat door de smoorspoel, die in serie staat, een plotse hoge inductiespanningspuls over de twee lampelektroden. Zo wordt het gas in de lamp ontstoken. Elektronen botsen daar met de kwikdampatomen, waardoor die ultraviolette stralen afgeven.
• De ultraviolette stralen worden door een fluorescerende laag op de binnenkant van de glazen buis omgezet in zichtbaar licht.
• De smoorspoel vormt nu een impedantie die de spanning over de starter te klein houdt om weer een vlamboog te creëren. De starter blijft dus open staan.
Die schakeling werkt met een zeer slechte cosϕ van onge-veer 0,5, als gevolg van de inductantie van de smoorspoel. Die wordt het best gecompenseerd door een capaciteit.
69Vademecum van de elektriciteit
De functies van starter, smoorspoel en condensator worden in moderne installaties vervangen door een EVSA (Elektronisch VoorSchakel Apparaat). Bij een EVSA wordt de fluorescentielamp gevoed op een hoge frequentie (45 tot 70 000 Hz). Kathoden kunnen wel of niet worden voor-verwarmd.
Fluorescentielamp
NL
EVSA
Voordelen zijn o.a:
• een snelle start
• lamp staat altijd op de juiste spanning en optimale stroom, met een constante lichtopbrengst
• Cos ϕ = 1
• aan het einde van de levensduur wordt de lamp automatisch uitgeschakeld
• compacte afmetingen
• energieverbruik 20 tot 25 % lager dan bij een klassieke opstelling
• geen ‘flikkering’ noch stroboscopisch effect
Met bepaalde EVSA’s is het mogelijk om fluorescentie- lampen te dimmen. De elektronica daarvoor is ingebouwd in het EVSA en kan analoog of digitaal worden aange-stuurd.
Rechte fluorescentiebuizen• De eerste fluorescentielampen hadden een doormeter
van 38 mm. Die zogenaamde T12-lampen fabriceerden een koud licht en ‘flikkerden’. Het lichtrendement lag tussen 10 en 65 lm/W.
• Lamptype T8 heeft een diameter van 26 mm en een lichtrendement van 80 tot 95 lm/Watt.
• De huidige referentie is het T5-lamptype met een diameter van 16 mm en een lichtrendement van 95 tot 105 lm/Watt (zonder het verbruik van de voorschakelapparatuur), een KWI van 60 tot 90 en een levensduur van 14 000 tot 18 000 uren. Na 10 000 branduren neemt de lichtstroom slechts met 5 % af. (Bij T12- en T8- lampen is dat 30 %). Ze mogen uitsluitend worden gebruikt met hoogfrequente elektronische voorschakelapparatuur (EVSA). Ze zijn niet verwisselbaar met de T12- en T8-buislampen (kortere lengte en andere pinvoeten).
• De T2-lamp heeft de kleinste diameter: 7 mm. Het is een fluorescentiebuis die enkel door Osram wordt gefabriceerd, samen met de speciale elektronische voorschakelapparatuur.
70 Vademecum van de elektriciteit
Beperkt overzicht van het productiegamma van spaarlampen
Situaties waar CFL’s met geïntegreerde stabilisator door-dacht moeten worden aangewend:
• bij sturing door een dimschakelaar. Is enkel mogelijk met de speciaal daartoe vervaardigde spaarlampen, anders kan de regeling worden beschadigd en zal de lamp niet juist werken.
• bij sturing door een bewegingsdetector. In dat geval verkort veelvuldig in- en uitschakelen doorgaans de levensduur. Bovendien komt de lamp niet tot haar volledige lichtopbrengst. Er bestaan wel speciale lamptypes die dergelijke problemen voorkomen.
• bij verlichting van weinig gebruikte ruimtes. De mogelijke energiebesparing weegt in dat geval niet op tegen de investeringskosten, die hoger liggen dan voor een gewone gloeilamp of halogeenlamp.
• bij contact met regen: de lampvoeten zijn niet waterdicht afgewerkt.
CFL’s of Spaarlampen
Spaarlampen zijn als het ware compacte fluorescentie-lampen. De productie ervan werd vooral mogelijk door de ontwikkeling op het vlak van elektronische circuits. De eerste spaarlampen hadden een E27-lampvoet, waren vrij groot en hadden een ingebouwde klassieke ballast. Ze waren enkel verkrijgbaar in de kleurtemperatuur 2 700K (warmwit).
De huidige spaarlampen met een E27- of E14- lampvoet hebben een ingebouwde elektronische ontsteking, en bestaan in verschillende vormen en formaten met diverse kleurtemperaturen.
Een kwalitatieve spaarlamp bereikt momenteel een levens-duur van minimum 15 000 branduren. De mindere, en ook goedkopere exemplaren, hebben een kortere levensduur van ongeveer 3 000 uren.
Gloeidraden
Printplaat met
elektronische
componenten
E27
4 pennen= voor externe elektronische
ontsteking
Steekfittingen 2 pennen
= voor traditionele externe ballast
71Vademecum van de elektriciteit
LED-verlichting
Een LED (Light Emitting Diode) is eigenlijk een component uit de elektronica: de diode, een halfgeleider, die slechts stroom geleid in één richting. LED’s zijn specifieke dioden die zijn voorzien van een ‘venster’ en bij geleiding (en enkel dan) licht uitstralen.
Een LED werkt helemaal anders dan een gloeilamp of een fluorescentielamp. Een LED werkt met ‘injectie-elektroluminescentie’. Het is een spel van elektronen waarbij geen gloeidraad nodig is of een gas moet worden ontstoken. Dat proces gebeurt in de LED-stempel, die via de anode en de kathode onder spanning wordt gezet.
Het leadframe is de montagebasis voor alle elementen.
Als met de juiste polariteit (anode + en kathode -) een gelijkspanning wordt aangelegd, dan produceert de ‘stempel’ licht. Ongeveer 90 % van de elektrische energie wordt daarbij omgezet naar licht. Een deel van dat licht wordt echter geabsorbeerd door de constructie zelf.
Leadframe
Kathode (-)
LED-stempel(chip)
Anode (+)
Heldere of gekleurde epoxy
Lens
De kleur of golflengte van het uitgestraalde licht wordt bepaald door de stoffen waaruit de stempel is samengesteld en door een afdekkende fosfor.
Oorspronkelijk werden LED’s gebruikt in elektronische schakelingen voor indicaties en signalisatie. Daarna volgden toepassingen in de automobielsector (LED’s zijn zeer klein en nagenoeg ongevoelig voor schokken). Momenteel worden LED’s gemonteerd in tal van configuraties en behuizingen die de klassieke gloeilamp (in al haar vormen) moeten vervangen.
+ -
72 Vademecum van de elektriciteit
AccumulatieverwarmingBij accumulatieverwarming wordt in een warmteaccumulerende massa, warmte geproduceerd die pas later wordt ge-bruikt. De productie (het oplaadregime) kan dus verlopen tegen het goedkoopste elektriciteitstarief. Dat systeem vereist een specifieke elektrische installatie met een oplaadregeling en programmering.
Dimensionering kan enkel gebeuren aan de hand van een grondige warmtestudie op basis van de thermische kenmerken van het gebouw en het leefpatroon van de bewoners.
Algemene gegevens
Momenteel worden twee oplaadregimes toegepast:
• aan uitsluitend nachttarief: de klassieke accumulatie met zogenaamde spaarkachels en klassieke vloerverwarming.
• aan tweevoudig uurtarief, met een voorkeur voor het nachttarief: de beperkte accumulatie met zogenaamde ecokachels en ecovloerverwarming.
Zowel accumulatiekachels als accumulatievloeren worden daarbij gedimensioneerd voor:
• een bepaalde accumulatiecapaciteit, om de vereiste warmte te kunnen opslaan
• een bepaald elektrisch vermogen, om gedurende de beschikbare leveringsperiode(s) voldoende warmte te produceren.
In klassieke accumulatie is een oplading voorzien van maximum negen uren (de duur van een uitsluitend nacht-tarief) die de woning bij een minimale buitentemperatuur (doorgaans -10 °C) een komende periode tot comfort-temperatuur kan verwarmen. Blijkt de opgeladen warmte niet te volstaan, dan kan een directe bijverwarming worden ingeschakeld.
Bij ecoaccumulatie is een oplading voorzien van maximum negen uren tegen nachttarief. In principe kan die vol-doende warmte opslaan om de woning bij een gemiddelde winterbuitentemperatuur (doorgaans +5 °C) de komende periode van de dag tot comforttemperatuur te verwarmen. Bij lagere buitentemperaturen wordt stelselmatig bijgeladen aan dagtarief (tijdens het weekend: doorlopend aan nacht-tarief).
Wegens de relatief grote inertie bij vloerverwarming wordt die meestal gecombineerd met een directe verwarming, gestuurd door een kamerthermostaat. Accumulatievloer-verwarming realiseert hier een zogenaamde ‘basistempe-ratuur’ die drie tot vijf graden lager ligt dan de gewenste comforttemperatuur.
Opgesteld vermogen en ladingscapaciteit zijn dus bepaald in functie van de warmtebehoeften en het ladingsregime. Is om een of andere reden het evenwicht verbroken (bijvoorbeeld door een defecte accumulatieweer-stand), dan kan dat leiden tot een te hoog dagverbruik. Vaak merken de bewoners dat niet op, omdat dat proces automatisch verloopt.
Voor grote vermogens (meer dan 10 kW) is een degelijke oplaadregeling essentieel.
73Vademecum van de elektriciteit
Principeschema van een accumulatieregeling
Een centrale regeling, met de oplaadautomaat, stuurt verschillende zoneregelingen. Die zoneregelingen schakelen de verwarmingsweerstanden in hun respectievelijke kachel of vloer.
De centrale regeling bepaalt, op basis van de buitentemperatuur en de leveringsperiode, wanneer de kachels of vloeren in de verschillende zones worden in- en uitgeschakeld, in de veronderstelling dat die bij het begin van de leveringsperiode volledig leeg zijn. Elke zoneregelaar doet daarop een aanpassing op basis van zijn eigen restwarmte. De berekende oplaadduur wordt daarbij verschoven naar het einde van de leveringsperiode.
instellingen
Tijdwerk RegelingCAB Buitentemp.
Buitenvoeler
OPLAADAUTOMAAT
Kerntemp.1
Kernvoeler 1Zone 1
Regeling
InstellingenZone 1
VerwarmingsweerstandenZone 1
230V
ZONEREGELAAR 1
VOEDINGSBORD
Centrale regeling
Zone regeling
Vermogen-schak.
Naar andere zoneregelaars
Reg
elsi
gnaa
l
Start leveringsperiode
0,7A 230V
F2
E1 E3 E4
E2
Ladebeginn
Anzeige Laufzeit
80% ED
Volladung Absenkzpt Entladezpt Kennlinie
1
3 7
9
1115
Praktische uitvoering van een centrale regelaar voor accumulatiekachels voor DIN-rail montage
74 Vademecum van de elektriciteit
In te stellen parameters op de oplaadautomaat
(gestandaardiseerde symbolen voor nagenoeg alle mer-ken):
• θext buitentemperatuur in °C
• θ1 basis minimum buitentemperatuur klimaatzone
• θc gewenste comforttemperatuur in °C
• E1 buitentemperatuur waarbij 100 % lading (-20 tot +5 °C)
• E2 buitentemperatuur waarbij 0 % lading (+12 tot +20 °C)
• E3 tijd na start van de levering waarbij volle lading (4 tot 9 uur)
• tF duur van de voorkeurleveringsperiode
• TU tijd na start van de levering voor omschakeling van nacht naar dagkenlijn
• E10 beginniveau van de dagkenlijn
• UMD omlooptijd van het ingebouwde tijdwerk
• E4 tijd na start van de levering voor 0 % lading
• E1 S keuze dagkarakteristiek:
- 0 = daglading toegelaten
- 1 = dagtoelating indien buitentemperatuur lager dan E1
De handleidingen van de verschillende fabrikanten tonen grafieken waarmee de gestuurde lading bij verschillende instellingen en buitentemperatuur kan worden afgeleid.
In die grafieken zie je dat de accumulatie naar de hoogste lading wordt gestuurd op het einde van de leveringsperi-ode. Tijdens de dag loopt de curve terug naar beneden, om op het einde van de dag nog een bepaalde restwarmte over te houden. Dit is een oplaadregeling met een ‘te-rugwaartse sturing’. Wordt de accumulatie ook tijdens de dag gevoed (zoals dat bij het tweevoudig uurtarief het geval is), dan zorgt die terugwaartse sturing er op elk moment voor dat enkel wordt bijgeladen als de warmte-inhoud lager is dan de gestuurde waarde.
Een tijdwerk in de oplaadautomaat verzorgt de sturing in functie van de tijd. Dat tijdwerk heeft een dagcyclus van slechts 22 uren, waardoor het zich bij een eventuele span-ningsonderbreking elke dag opnieuw zal synchroniseren met de werkelijke tijd.
Karakteristieke instellingen bij klassieke accumulatie (9 uren uitsluitend nacht)
E1 -10 °C E2 18 °C E3 8 h E10 85 % TU 10 h UMD 22 h E4 20 % E1S 0
0
20
40
60
80
100
% Lading
0
20
40
60
80
100
% Lading
-10 18 Qext °C 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Tijd na start levering
E3
TU
E10
E4
UMD
Periode dat kachel kan opladen
E1 E2
Levering uitsl.nacht
75Vademecum van de elektriciteit
Karakteristieke instellingen bij ecoaccumulatie (9 uren nacht en 15 uren dag; in het weekend: 24 uren nacht)
E1 5 °C E2 18 °C E3 8 h E10 100 % TU 10 h UMD 22 h E4 40 % E1S 1
Zoneregelaars
Er zijn twee verschillende soorten zoneregelaars in gebruik:
• De zuiver elektronische zoneregelaar. Die wordt toegepast bij bepaalde merken van accumulatiekachels en in alle vormen van vloeraccumulatie. Het regelsignaal is daar een DC-spanning.
• Met een thermodynamische ladingsthermostaat. Het centraal regelsignaal is daar een 230 V-spanning.
Thermodynamische ladingsthermostaat en ED-signaal
Centraal element is hier een membraankamer in de kachel die onder druk wordt gezet door een bulb in een stuurweerstand en een bulb tegen de accumulatiekern. Het membraan stuurt een contact dat de verwarmings-weerstanden van de accumulatiekern schakelt.
ACCUMULATIEKACHEL
Bulb in accumulatiekern
Kernweerstanden
Bulb met stuurweerstand
Membraankamer
ED signaal uit oplaadautomaat
Toevoer 230V
Bij weinig warmte aan de stuurweerstand moet de bulb aan de accumulatiekern zeer warm worden, om de membraankamer te doen schakelen.
Bij veel warmte uit de stuurweerstand zal het 230 V-contact bij weinig bijkomende warmte van de accumulatiekern schakelen.
Het signaal uit de oplaadautomaat is een zogenaamd 80 % ED-signaal:
• ED staat voor Einschalt Dauer.
• 80 % betekent dat bij een pulstrein van 80 % van de maximale duur (10 sec) de lading wordt gestuurd naar 0 %.
230V
Tijd
ED = 20 % = 2 sec10 sec
Lading%
ED%
0
25
50
75
100
100
80
60
40
20
0
Voorbeeld: een ED-signaal van 20 % duurt twee seconden en stuurt de kachel naar een lading van 75 %.
0
20
40
60
80
100
% Lading
0
20
40
60
80
100
% Lading
-10 18 Qext °C 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
Tijd na start levering
E3
TU
E10
E4
UMD
Periode dat kachelkan opladen
Periode dat kachelkan bijladen
E1 E2
Levering nachttarief Levering dag / nacht tarief
5
76 Vademecum van de elektriciteit
Principieel bedradingschema klassieke accumulatie
L1 N Z2 Z1LF LL KU SH W1
Buitenvoeler
REDUCERING:
•Klok•Modem•Domotica
SH W2
A1 A2
KAMERTHERMOSTAAT
OPLAADAUTOMAAT
ACCUMULATIEKACHEL
Kernvoeler
Weerstanden
Ventilator
Pilootweerstand
Thermodynamischelaadthermostaat
kWH UITSLUITEND NACHT
kWH TWEEVOUDIG UURTARIEF
77Vademecum van de elektriciteit
Principieel bedradingschema ecoaccumulatie
In principe gaat een oplaadautomaat ervan uit dat de ‘voorkeurlevering’ gebeurt volgens een vast tijdschema. In het twee-voudig uurtarief is dat niet het geval, omdat tijdens het weekend twee dagen doorlopend nachttarief wordt toegepast. Het CAB-signaal ‘nacht’ blijft dus ingeschakeld en de oplaadregeling wordt in de war gestuurd.
Een bijkomende klok ‘bijsturing CAB weekend’ vermijdt dat. Daarmee kan het CAB-signaal worden onderbroken op zaterdag en zondag, na de normale nachtperiode.
Een alternatief voor de CAB-sturing is een klok. Als de klok fout loopt, kan de voorkeurlading echter verschuiven naar dagtarief, wat de energiekost nadelig beïnvloedt. Ook in het getekende voorbeeld kan dat het geval zijn. De impact blijft echter beperkt, omdat tijdens het volledige weekend nachttarief wordt toegepast en omdat het tijdwerk van de automaat telkens zal synchroniseren bij het opnieuw verbinden met de CAB.
L1 N Z2 Z1LF LL KU SH W1
Buitenvoeler
REDUCERING:
•Klok•Modem•Domotica
SH W2
A1 A2
KAMERTHERMOSTAAT
OPLAADAUTOMAAT
ECOKACHEL
Kernvoeler
Weerstanden
Ventilator
Pilootweerstand
Thermodynamischelaadthermostaat
kWH TWEEVOUDIG UURTARIEF
CAB - ‘Nacht’
KLOK - ‘bijsturing weekend’
78 Vademecum van de elektriciteit
Voedingsspanning
Accumulatieverwarming vormt een relatief zware belasting voor het openbaar elektriciteitsnet en de binneninstallatie. Bij de oplading van kachels of vloeren zijn die belastingen ook relatief lang en zonder onderbreking ingeschakeld.
Het kan wel eens gebeuren dat, bij volle belasting, door leidingverliezen de voedingsspanning aan de elektrische weer-standen in kachels of vloeren lager is dan de nominale spanning. Tijdens de door de regelaar bepaalde oplaadperiode wordt daardoor te weinig warmte geproduceerd. Kachels of vloeren zijn dan sneller uitgeput en de bijverwarming zal vroeger dan normaal worden ingeschakeld.
Zo produceert een verwarmingsweerstand van 1 000 W op 220 V slechts 915 W. Dit is 8,5 % minder dan normaal bij 230 V, wat overeenkomt met een ingekorte ladingsduur van 46 minuten. Op 210 V fabriceert die weerstand maar 833 W. Dit is 16,7 % minder dan normaal bij 230 V, wat een equivalente kortere ladingsduur van 1,5 uur geeft.
79Vademecum van de elektriciteit
WarmtepompverwarmingBij verwarming met een warmtepomp wordt geen warmte geproduceerd zoals bij de klassieke verwarmingssystemen. Warmte wordt hier gehaald (gerecupereerd) uit een ‘omgeving’ waar ze in zeer groot volume aanwezig is, maar op relatief lage temperatuur. Vervolgens wordt die warmte ‘gecomprimeerd’ en via een ‘warmteafgiftesysteem’ overgebracht naar een kleiner te verwarmen volume.
De mogelijke omgevingen waaruit warmte wordt gerecupereerd (de warmtebron), zijn het grondwater, de grond zelf en de omgevingslucht.
Het warmteafgiftesysteem is voor woningen doorgaans een hydraulische vloerverwarming of een reeks radiatoren. Soms worden warmtepompinstallaties gecombineerd met zonnecollectoren.
Werkingsprincipe van een compressorwarmtepomp
Warmteafgiftesysteem
Verdamper
Compressor
Condensor Expansieventiel
Hoge druk Hoge temp.
Warmtebron
Lage druk Lage temp.
In een warmtepomp pompt een compressor in een gesloten kringloop een warmtedragend medium van condensor via expansieventiel naar verdamper.
De warmte van de warmtebron wordt via een warmtewisselaar naar het warmtedragend medium overgebracht in de verdamper. De compressor brengt die gassen op een hoge druk in de condensor. Daarbij verhoogt de temperatuur. Die condensor is een deel van een warmtewisselaar, waardoor zijn warmte wordt overgedragen naar het warmteafgiftesysteem. Vervolgens komt het warmtedragend medium aan het expansieventiel waar de druk weer wordt verlaagd en de cyclus herneemt.
De compressor is in deze cyclus het enige element dat elektriciteit verbruikt. De efficiëntie van een warmtepomp wordt uitgedrukt door de C.O.P (coëfficiënt of performance).
C.O.P. = geleverde nuttige energie aan het warmteafgiftesysteem gedeeld door het verbruik van de compressor.
Deze C.O.P.-waarde is sterk afhankelijk van de kwaliteit van de compressor, de temperatuur van de warmtebron (hoe hoger hoe beter) en de temperatuur van het warmte-afgiftesysteem (hoe lager hoe beter).
80 Vademecum van de elektriciteit
Systemen van warmtewinning
Uit het grondwater
Uit een winningsput wordt water van de grond-waterlagen naar de warmtewisselaar van de verdamper gepompt. Dat water wordt via een retourput, stroomafwaarts, weer in die grondla-gen gebracht.
Dit soort installatie vereist een grondige geologi-sche kennis, voor de bepaling van de positie en de diepte van de te boren putten.
Uit de aardbodem
De warmtebron is de aardbodem. Op een diepte van ongeveer 1 m is horizontaal een warm-tewisselaar ingegraven die de bodemwarmte overbrengt naar de verdamper.
Ook in die kring circuleert een warmteoverbren-gend medium.
Uit de omgevingslucht
Een ventilator blaast omgevingslucht over de verdamper. De verdamper is opgebouwd uit een compact netwerk van leidingen waarop talrijke koelstrippen zijn bevestigd.
De C.O.P. van deze installatie wisselt dus sterk met de seizoenen.
Dit soort warmtepomp wordt ook gebruikt voor de verwarming van zwembaden.
Bodemwater (7-12 °C)
Win
ning
sput
Ret
ourp
ut
Grondwaterlagen
Verdamper Compressor
Condensor
Vloerverwarming
Circulatiepomp Expansieventiel
Pomp Filter
Verdamper Compressor
Condensor
Vloerverwarming
Circulatiepomp
Expansieventiel Bodemwarmte (8-10 °C)
Verdamper Compressor
Condensor
Vloerverwarming
Circulatiepomp Expansieventiel
Ventilator
Omgevingslucht
81Vademecum van de elektriciteit
Doorstromers
KenmerkenDoorstromers hebben een relatief hoog elektrisch vermogen (voor residentiële toepassing: 12, 18, 21, 24 en 38 kW). Daarom moet vooraf met de distributienetbeheerder worden overlegd of dat vermogen beschikbaar is.
Die toestellen schakelen ogenblikkelijk in zodra warm water wordt afgenomen. Ze werken dus tegen het tweevoudig uurtarief. De watertemperatuur hangt af van de ingestelde temperatuur, het debiet en de temperatuur van het inkomende water.
Er is slechts een zeer kleine waterinhoud. Daardoor komt er nagenoeg ogenblikkelijk warm water uit de kraan als die wordt opengedraaid. Daarom is het, met het oog op comfort en veiligheid, belangrijk om (speciale) thermische mengkranen te gebruiken met zeer snelle reactietijd.
WerkingsprincipeHet toestel staat op de druk van de waterleiding. Wordt de warmwaterkraan opengedraaid, dan stroomt er water doorheen de venturi, waardoor de membraamkamer onder een verschildruk komt en de drukgevoelige schakeling de verwarmingsweerstand inschakelt.
In de praktijk stuurt de temperatuurregeling de watertemperatuur, door de schakeling van de verwarmingsweerstanden in meerdere trappen.
Een temperatuurbeveiliging onderbreekt de voedingskring bij overschrijding van een (doorgaans vast ingestelde) maximale watertemperatuur. Die beveiliging kan doorgaans enkel in het toestel worden heringeschakeld. Daarvoor heb je een vakman nodig die eerst de oorzaak van de te hoge temperatuur wegneemt.
Verwarmingsweerstand
Temperatuur- beveiliging
Membraankamer
Venturi
Drukgevoelige schakeling
Watertoevoer Waterafvoer
Temperatuurvoeler
Temperatuur- regeling
Temperatuurvoeler
Min Max
Temperatuurinstelling
Elektrische warmwaterbereiding
De toestellen voor de bereiding van warm water door middel van elektriciteit worden onderverdeeld in twee groepen:
• toestellen die bij het gebruik zelf het water verwarmen: de zogeheten doorstromers
• toestellen die geleidelijk aan (op goedkoop tarief of met zonne-energie) een voorraad warm water produceren die dan later naar behoefte kan worden gebruikt: de zogeheten voorraadtoestellen of boilers.
Ook daarbij is de elektronica de laatste jaren sterk doorgedrongen. In de schema’s geven we daarom de werkingsprincipes van die kringen, die in de praktijk thermodynamisch en/of elektronisch kunnen zijn uitgevoerd. Gedetailleerde gegevens kun je opzoeken in de informatie van de fabrikant.
82 Vademecum van de elektriciteit
Elektrische boilers
KenmerkenBij boilers wordt een voorraad warm water aangelegd tegen uitsluitend nacht- of aan nachttarief. Ze zijn veel groter dan doorstromers, maar werken met een veel lager elektrisch vermogen.
Belangrijk is dat zowel de inhoud als het elektrisch ver-mogen doordacht worden bepaald, in functie van de latere behoeften, de aftapfrequentie en de beschikbare oplaadduur. Een te kleine voorraad aan warm water kan doorgaans worden aangevuld door een latere ‘bijlading’, die dan meestal tegen dagtarief wordt opgewarmd. Komt daarbij echter een te hoge aftapfrequentie, waardoor de opwarmtijd te kort is, dan ontstaat er een probleem.
WerkingsprincipeEen thermisch geïsoleerde voorraadketel (meestal uit ko-per) is verbonden met de waterleiding. Via een tempera-tuurregeling wordt een verwarmingsweerstand ingescha-keld zodra voedingsspanning wordt aangelegd.
Min Max
Watertoevoer Waterafvoer
Temperatuurregeling
Temperatuurvoeler
Temperatuurinstelling Manuele reset
Temperatuur-beveiliging
Temperatuurvoeler
‘droge’ verwarmingsweerstand
De verwarmingsweerstand staat daarbij opgesteld in een gesloten koperbuis in de ketel (een ‘droge opstelling’).
Een temperatuurbeveiliging onderbreekt de voedings-kring zodra het water in de ketel boven een (vast) inge-stelde temperatuur komt. Resetten van die temperatuurbe-veiliging kan slechts na het demonteren van de afdekkap. Werk voor een vakman dus. Hij moet eerst de oorzaak van de te hoge watertemperatuur wegnemen.
UitvoeringenOm commerciële redenen werden doorheen de jaren ver-schillende varianten van de elektrische boiler op de markt gebracht, met specifieke benamingen.
• De klassieke boiler: werkt tegen het uitsluitend nachttarief en is automatisch gestuurd via CAB. Hij kan dus elke nacht negen uur lang opladen. Om eventuele tekorten aan warm water op te vangen, wordt de boiler soms ook uitgerust met een bijkomende verwarmingsweerstand die, door middel van een in het toestel ingebouwde timer, een bepaalde tijd kan worden ingeschakeld. Die bijkomende weerstand wordt gevoed via een volledig afzonderlijke voedingskring op het tweevoudig of enkelvoudig uurtarief.
• De ecoboiler: ontstaan vanuit de bedenking dat het in veel gevallen weinig economisch is om elke dag een voorraad warm water aan te leggen die slechts bij piekverbruik volledig nodig is. Een ecoboiler heeft een kleinere waterinhoud, maar wordt gevoed tegen het tweevoudig uurtarief en is gestuurd door een voorkeurschakeling. Hij wordt dus automatisch opgeladen, bij voorkeur elke nacht tegen nachttarief. Als dat nodig is, kan hij ook tijdens de dag gemakkelijk worden bijgeladen. Hij heeft slechts één weerstand met hoog vermogen, die zowel voor de voorkeurlading als voor de bijlading wordt gebruikt. De boiler is kleiner (en dus goedkoper), de warmteverliezen zijn lager (dankzij de kleinere waterinhoud) en er moet maar één voedingskring worden geïnstalleerd.
• De comfortketel: wordt gevoed tegen het tweevoudig uurtarief. Tijdens de nacht wordt automatisch opgewarmd tot een relatief hoge temperatuur (bv. 70°C) en gedurende de dag wordt de temperatuur automatisch op een instelbare lagere waarde gehouden (bv. 40°C).
• De keukenboiler of close-in boiler: heeft een relatief kleine waterinhoud (10 tot 15 liter) en een laag elektrisch vermogen (1 000 W). Hij werd vooral ontwikkeld om leidingverliezen uit te schakelen bij aftappunten op een relatief grote afstand van een centrale warmwaterproductie (boiler of cv-ketel) en met een lage aftapfrequentie.
Opgelet: momenteel wordt een volledig weekend lang het nachttarief van het tweevoudig uurtarief ingeschakeld. Toe-stellen die gestuurd worden door een voorkeurcontactor of CAB, blijven dus 48 uur ononderbroken onder span-ning staan. Het energieverbruik is dus goedkoper, maar na nagenoeg elke afname van warm water zullen de verwar-mingsweerstanden terug inschakelen tot de ingestelde temperatuur is bereikt (buiten het weekend schakelen deze weerstanden per dag maar één keer in en uit).
83Vademecum van de elektriciteit
Zonneboiler
Dit is een voorraadboiler waarvan de energie vooral gele-verd wordt door de zon. Om onder alle weersomstandig-heden aan de energievraag te kunnen voldoen, werkt hij in de meeste gevallen in combinatie met een klassieke boiler.
WerkingsprincipeIn een primaire kring stuwt een circulatiepompje een vloeistof doorheen de zonnecollector. De vloeistof neemt de warmte van de zon op en brengt die over naar een warmtewisselaar in de zonneboiler.
Klassieke boiler Zonneboiler
Temperatuur-voelers
Circulatiepomp
Regelunit
Warmtewisselaar
Zonnecollector
De circulatiepomp wordt gestuurd vanuit een regelunit, in functie van de temperatuur in de zonneboiler, de temperatuur in de zonnecollector en bepaalde instelparameters.
De uitgang van de zonneboiler is gekoppeld met de ingang van een klassieke boiler (de zogenaamde ‘naverwarming’). Daarin kan het water van de zonneboiler, zo nodig, tot een hogere temperatuur worden verwarmd. En er is ook warm water wanneer de zon niet schijnt.
Bepaalde zonneboileruitvoeringen hebben hun eigen ingebouwde elektrische weerstand. In dat geval moet er geen extra boiler voor de naverwarming worden opgesteld.
84 Vademecum van de elektriciteit
Ventilatieboiler of warmtepompboiler
In een ventilatieboiler wordt warmte gerecupereerd uit de ventilatielucht. In veel gevallen wordt die warmte gerecu-pereerd voor de voorverwarming van verse buitenlucht in een ventilatiesysteem D. Onder bepaalde omstandigheden (bijvoorbeeld een verbouwing) is het niet mogelijk om alle luchtkanalen voor een dergelijk ventilatiesysteem te voor-zien. Een ventilatieboiler biedt dan de mogelijkheid om toch ventilatiewarmte te recupereren.
Kamerlucht wordt bijvoorbeeld afgezogen in de keuken, wasruimte, wc en badkamer. Via luchtkanalen wordt de lucht naar een kleine warmtepomp geleid die de warmte uit de ventilatielucht haalt en daarmee warm water (voor)verwarmt.
Ook dat soort installatie heeft meestal een naverwarming door middel van een ingebouwde elektrische weerstand, of is gecombineerd met een klassieke boiler of aardgasdoor-stromer.
WerkingsprincipeDe afgevoerde warme ventilatielucht wordt door een ven-tilator over de verdamper van een warmtepomp gevoerd die deel uitmaakt van het lagedrukcircuit van een warm-tepomp.
Aangezogen ventilatielucht
Afgevoerde ventilatielucht
Verdamper
Compressor Expansieventiel
Condensor
Circuit hoge druk - hoge temperatuur
Circuit lage druk - lage temperatuur
Klassieke boiler WP-boiler
Ventilator
Een compressor comprimeert die warmte in het hoge-drukcircuit, waarvan de condensor is opgesteld in een voorraadvat, de warmtepompboiler.
85Vademecum van de elektriciteit
Hydraulische voorzieningen
Naast de elektrische installatie moet bij boilers ook de nodige aandacht worden geschonken aan de hydraulische aansluitingen.
Boilers kunnen op twee manieren worden aangesloten:
• als toestel onder druk: wordt er geen water afgetapt, dan is het waterreservoir volledig afgesloten van de atmosfeer
• als een drukloos toestel: daarbij staat het waterreservoir altijd in verbinding met de omgevende atmosfeer.
Veiligheidsgroep bij boilers onder drukDoor water te verwarmen in de boiler zet dat water uit, waardoor de druk in de ketel oploopt. Om mechanische beschadiging te voorkomen (in extreme situaties kan de boiler scheuren) en om het debiet onder controle te houden als de warmwaterkraan wordt geopend, mag die inwendige druk niet te hoog oplopen. Daarvoor zorgt een zogeheten veiligheidsgroep of inlaatcombinatie.
Watertoevoer
Leegloopkraan
Veiligheidsklep (ontlastklep)
Terugslagklep
Afsluitkraan
Afvoertrechter
Koppeling ingang boiler
Een veiligheidsgroep is een combinatie van:
• een afsluitkraan. Is die dicht, dan kan geen water worden afgetapt.
• een terugslagklep die moet beletten dat water uit de boiler terugloopt in de toevoerleiding.
• een leegloopkraan om de boiler volledig te laten leeglopen bij gesloten afsluitkraan.
• de eigenlijke veiligheidsklep. Die zal zich openen zodra de druk in de ketel boven een ingestelde waarde komt.
• een afvoertrechter. Om onder alle omstandigheden te voorkomen dat de afvoer van de veiligheidsklep verstopt, mag die enkel met een ‘open koppeling’ worden verbonden met een afvoer.
Speciale mengkraan bij een drukloze boilerBij een drukloos toestel wordt warm water uit de boiler gehaald door koud water toe te voegen. Het koude water duwt dus het warme water uit de boiler. Dat soort toestel kan enkel onder het aftappunt worden opgesteld en voedt slechts één aftappunt.
Aftakking op waterleiding
Naar ingang lagedruk-
boiler
Van warmwateruitgang lagedrukboiler
Door de warmwaterkraan te openen, stroomt water uit de waterleiding naar de boiler (in de figuur van donkerblauw naar lichtblauw). Daardoor wordt warm water uit de boiler naar de mengkraan gestuwd (rood). Er komt warm water uit de kraan, al of niet gemengd met koud water. Zijn beide kranen gesloten, dan blijft de uitgang van de boiler ‘open’ staan naar de kraan. Een eventueel teveel aan water, als gevolg van een temperatuursverhoging in de boiler, kan altijd wegvloeien via de kraan. De uitgang van de boiler wordt nooit afgesloten. Dat mag ook niet, vandaar dat dergelijke opstelling enkel hoort te worden uitgevoerd met een aangepaste mengkraan.
86 Vademecum van de elektriciteit
Elektrische (bij-)verwarming• Bij elektrische convectoren of accumulatiekachels
mogen de luchtopeningen of de bovenkant van de toestellen niet worden afgedekt (bijvoorbeeld om wasgoed te drogen of een kussen te verwarmen). Door afdekken kan de temperatuur in het toestel oplopen tot een gevaarlijke waarde.
• Steek nooit voorwerpen in de opening van verwarmingstoestellen. Brandbare voorwerpen kunnen in contact komen met gloeiende verwarmingsweerstanden en geleidende materialen kunnen in contact komen met delen onder elektrische spanning.
• Stel convectoren en accumulatiekachels op volgens de gegevens van de fabrikant, en neem de minimumafstanden van de buitenwanden tot de (brandbare) omgeving in acht.
• Respecteer de vereiste veiligheidsgraad van de opgestelde toestellen (in de badkamer minstens IPX4).
Voedingsbord• In oude installaties is het aangewezen om minstens een
algemeen differentieel van 300 mA en een differentieel van 30 mA op de ‘natte kringen’ te monteren.
• Nooit smeltzekeringen ‘herstellen’ door middel van koperdraadjes! Ook liefst een voedingsbord met smeltzekeringen vervangen door automaten.
• Alle elektriciteitgeleidende delen moeten volledig zijn afgeschermd en de afschermingen mogen niet zijn beschadigd. Vervang ‘Mesvermogenschakelaars’ in oude voedingsborden.
• Na de eerste keuring is de aansluiting van de algemene differentieel met de tellerkast verzegeld. Dat zegel mag niet worden verbroken.
• Belangrijke wijzigingen aan het voedingsbord, bijvoorbeeld bij bijkomende voedingskringen, moeten worden bijgetekend op het elektrisch schema en een herkeuring is nodig.
• De aardingsscheider moet altijd perfect zijn gesloten.
• Regelmatige controle op losse contacten (klemkracht kan met de tijd verminderen, waardoor draden los komen te zitten; je merkt dat vooral daar waar draden van verschillende secties onder dezelfde klem zitten).
• Regelmatig testen van de werking van de differentieelstroomschakelaars (met de testtoets).
• De draden in de aansluitklemmen van de zekeringvoeten in een voedingsbord kunnen na verloop van tijd loskomen en warm worden (vooral bij draden van verschillende secties onder eenzelfde klem). Bij volle belasting van zo’n kring is het mogelijk dat de automaat ongepast uitschakelt. Je voelt dan ook warmte aan de voet van de automaat. Het is ook mogelijk dat de isolatie van de bedrading verbrand is en moet worden vervangen. Doorgaans is dat werk voor een elektricien.
Checklist voor regelmatige zelfcontrole van een elektrische installatie
Een installatie wordt doorgaans minder veilig over de jaren heen. In nieuwe toestand is ze gekeurd en in orde. Met de tijd raakt ze beschadigd of worden er ondoordacht of zonder voldoende kennis van zaken, wijzigingen aangebracht. Regelmatig komt het voor dat defecten ‘voorlopig’ worden hersteld. Dat veroorzaakt gevaarlijke situaties.
Bij een beschadiging, of wanneer de installatie zich vreemd gedraagt, is het - om erger te voorkomen, - belangrijk dat je de betreffende kring ogenblikkelijk uitschakelt en herstelt. Indien nodig met tussenkomst van een elektricien. Bedenk ook dat een beveiliging niet vanzelf uitschakelt. De fout of het defect moet eerst verholpen worden vooraleer je de beveiliging weer inschakelt.
De gouden regel: met een beetje gezond verstand voorkom je grote problemen!
87Vademecum van de elektriciteit
Stopcontacten en schakelaars• In oude installaties, op plaatsen waar bij een defect een
potentiaalverschil mogelijk is, voorzie je het stopcontact van een aarding.
• Afdekplaatjes onbeschadigd.
• Voorzien van een kinderbeveiliging.
• Geen ‘dominostekkers’ gebruiken.
• Stopcontacten vlak tegen, en stevig in de muur bevestigd.
Verlengsnoeren• Verlengsnoeren moeten voorzien zijn van
veiligheidsstekkers (die bij de manipulatie voorkomen dat de vingers in contact komen met de stekkerpennen).
• Geen doorsteek van ramen of deuren.
• Geen beschadiging.
• Stekkers moeten ‘klemvast’ in het stopcontact steken.
• Geen onderlinge verbinding met tape of lusterklemmen.
• Geen trekbelasting op de snoeren.
• Verdeelblokken niet overbelasten (maximale vermogen staat vermeld op het verdeelblok).
• Bij voorkeur draden met vast aangegoten stekkers. Als dat niet het geval is, zie er dan op toe dat de afscherming van de draad klemvast in de stekker zit.
• Gebruik verlengsnoeren met de nodige lengte, geplaatst buiten de normale doorgang van de bewoners.
• Verlengsnoeren zijn slechts een tijdelijke oplossing. Bij langdurig gebruik vervang je ze door een bijkomend vast stopcontact.
Verlichting• Respecteer vooral bij halogeenverlichting de richtlijnen
van de fabrikant met betrekking tot de opstelling ten opzichte van brandbare materialen.
• Bij ZLVS (zeer lage veiligheidsspanning): het berekende vermogen van de originele installatie respecteren om oververhitting van aansluitdraden te voorkomen.
• Het door de fabrikant opgegeven maximaal lampvermogen respecteren.
• Voetschakelaars en vloerdimmers onbeschadigd.
• Stabiele staanlampen.
• Onbeschadigde snoeren, niet geplet onder zetel of stoelpoten.
• Halogeenstralers voorzien van een veiligheidsglas.
AlgemeenHet AREI schrijft voor dat residentiële elektrische instal-laties om de 25 jaar moeten worden herkeurd door een erkende keuringsorganisatie.
Voel je ergens warmte in een elektrische installatie, dan kan dat duiden op slechte contacten. Regelmatig komt dat voor bij stekkers met geoxideerde pennen of bij wand-contactdozen waarvan de stekkerbussen geforceerd zijn (bijvoorbeeld als gevolg van een te dikke stekker in te pluggen).
Dat zijn situaties die gewoonlijk verergeren met de tijd. Wacht dus niet met de juiste oorzaak te zoeken en de nodige herstellingen uit te voeren.
88 Vademecum van de elektriciteit
ElektriciteitSymbool Eenheid
I stroom A Ampère
J stroomdichtheid A/m²
U spanning V Volt
C capaciteit F Farad
R effectieve weerstand Ω Ohm
X reactantie Ω Ohm
Z impedantie Ω Ohm
P actief vermogen W Watt
Q reactief vermogen Var VoltAmpère reactief
S schijnbaar vermogen VA VoltAmpère
f frequentie Hz Hertz
Φ magnetische flux Wb Weber
H magnetische veldsterkte A/m²
B magnetische inductie T Tesla (Wb/m²)
L zelfinductie H Henry (Wb/A)
VerwarmingSymbool Begrip Eenheid
Warmte-overgangscoëfficiënt α Warmtestroom doorheen 1 m² raakvlak van een wand bij een temperatuurverschil van 1K
αi = binnenkant αe = buitenkant
W/m² x K
Volumemassa of massadichtheid
ρ Verhouding van de massa tot het volume kg/m³
Soortelijke warmte c Hoeveelheid warmte nodig om 1 kg van een vloeistof of materiaal 1 K te verhogen
J/kg x K
water = 4,187 kJ/kg x K = 1,163Wh/Kg x K
Temperatuurverschil ∆t ∆ti = binnentemperatuur ∆te = buitentemperatuur
Graaddag °d Verschil tussen de gemiddelde dagelijkse buiten-temperatuur en een binnentemperatuur
Warmte-transmissiecoëfficiënt U Hoeveelheid warmte die gedurende 1 sec door-heen 1 m² van een wand gaat met een tempera-tuurverschil van 1 K
W/m² x K
Warmte-geleidingscoëfficiënt λ Hoeveelheid warmte die gedurende 1 sec door-heen 1 m² van een wand gaat met een dikte van 1 m en een temperatuurverschil van 1 K
W/m x K
Warmtestroom Q Hoeveelheid warmte doorheen 1 m² van een wand gedurende 1 sec. Q = U (ti-te)
W/m²
Warmte-overgangsweerstand Ri, Re
Omgekeerde waarde van de warmte-overgangs-coëfficiënt. R = 1/α
Ri = binnenkant Re = buitenkant
M².K/W
Warmteweerstand R Weerstand tegen een warmtestroom. R = d/λ m².K/W
Thermisch globale weerstand Rt Som van de samenstellende elementen van een wand. Rt = 1/U
m².K/W
Algemene eenheden, definities en symbolen
89Vademecum van de elektriciteit
Conversies
Warmte
MJ Mcal kWh
1 MJ 1 0,2388 0,278
1 Mcal 4,1868 1 1,163
1 kWh 3,6 0,86 1
Lengte
1 mm = 0,0394 inch 1 inch = 2,54 cm
1 cm = 0,3937 inch 1 foot = 30,48 cm
1 dm = 3,937 inches 1 yard (3 ft) = 0,9144 m
1 m = 3,281 feet 1 statute mile = 1,609 km
1 km = 0,621 mile 1 nautical mile = 1,852 km
Temperatuur
t° K (Kelvin) = t° + 273 °C (Celsius)
t° F (Fahrenheit) = 9/5 x t° + 32 °C (Celsius)
°F °C °K
kokend water 212 100 373
smeltend ijs 32 0 273
absoluut nulpunt -459 -273 0
Vermogen
1 kcal/h = 1,163 W
1 kW = 860 kcal/h
1 pk = 736 W = 0,736 kW
1 kW = 1,36 pk
Gestandaardiseerde vermogens
Vermogen Vermogen
pk kW pk kW
0,16 0,12 25 18,5
0,25 0,18 30 22
0,34 0,25 41 30
0,5 0,37 50 37
0,75 0,55 61 45
1,02 0,75 75 55
1,5 1,1 102 75
2 1,5 122 90
3 2,2 150 110
4 3 180 132
5,5 4 218 160
7,5 5,5 272 200
10,2 7,5 300 220
15 11 354 260
20 15 408 300
Oppervlakte
1 cm² = 0,155 sq. inch
1 dm² = 15,499 sq. inches
1 cabtare (ca) = 1 m² = 1,196 sq. yards
1 are (a) = 100 m² = 119,59 sq. yards
1 hectare (ha) = 10 000 m² = 2 471 acres
1 bunder = 1 ha
1 km² = 0,3861 sq. mile
90 Vademecum van de elektriciteit
Voorvoegsels
Algemeen
Exa E 10 tot de 18e macht
Peta P 10 tot de 15e macht
Tera T 10 tot de 12e macht 1 000 000 000 000
Giga G 10 tot de 9e macht 1 000 000 000
Mega M 10 tot de 6e macht 1 000 000
Kilo k 10³ 1 000
Hecto h 10² 100
Deca da 10 10
Deci d 10 tot de macht -1 0,1
Centi c 10 tot de macht -2 0,01
Milli m 10 tot de macht -3 0,001
Micro μ 10 tot de macht -6 0,000 001
Nano η 10 tot de macht -9 0,000 000 001
Pico ρ 10 tot de macht -12 0,000 000 000 001
Specifiek voor elektriciteit
TW teraWatt biljoen Watt
GW gigaWatt miljard Watt
MW megaWatt miljoen Watt
kW kiloWatt duizend Watt
mH milliHenri 1 duizendste Henri
mA milliAmpère 1 duizendste Ampère
μF microFarad 1 miljoenste Farad
μA microAmpère 1 miljoenste Ampère
91Vademecum van de elektriciteit
Tekensymbolen
Schakelaars
Schakelaar, algemeen
Schakelaar met verklikkerlamp
Eenpolige schakelaar met signalisatielamp
Eenpolige schakelaar
Tweepolige schakelaar
Eenpolige omschakelaar
Eenpolige wisselschakelaar
Tweepolige wisselschakelaar
Kruisschakelaar
Dimmer
Eenpolige trekschakelaar
Drukknop
Drukknop met verklikkerlamp
Drukknop met afgeschermde toegang
t Tijdschakelaar
Schakelklok
Impulsschakelaar
Thermostaat
Verlichting
Aansluitingspunt verlichting
Aansluitingspunt wandverlichtingstoestel
Verlichtingsarmatuur met ingebouwde eenlopige schakelaar
Lamp
Fluorescentiearmatuur
Fluorescentiearmatuur met 3 buislampen
Projector
Projector, spotlicht
Projector, floodlicht
Autonoom noodverlichtingstoestel
92 Vademecum van de elektriciteit
Aftakkingen
Contactdoos, algemeen symbool
Drievoudige contactdoos
h Waterdichte contactdoos
Contactdoos met contact voor beschermingsgeleider
Contactdoos met kinderveiligheid
Contactdoos met kinderveiligheid en beschermingsgeleider
Contactdoos met tweepolige schakelaar
Contactdoos met tweepolige vergrendelschakelaar
Contactdoos met beschermingstransformator
Inbouwdoos, algemeen symbool
Verbindingsdoos/aftakdoos
Aftakkast
Voedingborden
Smeltveiligheid
16A Smeltveiligheid 16 A
20A Automatische schakelaar 20 A
300 Differentieel 300 mA
30 Differentieel 30 mA
Verdeelkast, algemeen symbool
Verdeelkast met 5 leidingen
Overspanningsbeveiliging
Transformator
kWh kWh-teller
93Vademecum van de elektriciteit
Leidingen
Leiding, algemeen symbool
Ondergrondse leiding
Luchtleiding
Leiding in een buis
6 Bundel van 6 buizen
Leiding in een wand
Leiding in een wand
Leiding in een buis in een wand
2 leidingen
3 geleiders
Toestellen
Ventilator
Verwarmingstoestel
Statische accumulatiekachel
Dynamische accumulatiekachel
Boiler
Accumulatieboiler
Huishoudelijk toestel, algemeen symbool
Kookfornuis
Microgolfoven
Elektrische oven
Wasmachine
Linnendroger
Vaatwas
Koelkast
Diepvries
M Motor
94 Vademecum van de elektriciteit
Kleurcode weerstanden
Groot vermogen weerstand
Voor printplaat montage 0123456789
0123456789
X1X10X100X1000X10.000X100.000X1.000.000X10.000.000X100.000.000X1.000.000.000
5%10%
95Vademecum van de elektriciteit
96 Vademecum van de elektriciteit
Dringende oproepen
0800 65 0 65 Gasreuk
Hier kun je een gasreuk melden, 24 uur per dag en 7 dagen per week. Deze oproepen worden prioritair behandeld. Dit is een gratis nummer.
078 35 35 00 Storingen en defecten
Op dit nummer kun je terecht om storingen of defecten op het elektriciteits- of aardgasnet te melden. Het nummer is 24 uur per dag en 7 dagen per week bereikbaar. Je betaalt het zonale tarief.
8635 Mensen met een spraak- en/of gehoorstoornisSMS
Mensen met een spraak- en/of gehoorstoornis kunnen een gasreuk, storingen en defecten melden via een sms-codebericht naar 8635. Meer info vind je op www.eandis.be > Contact > Info voor mensen met spraak- of gehoorstoornis.
Hoe contacteer je Eandis ?
WebsiteSnel en makkelijk via het web.
www.eandis.be
Aansluitingen gas en elektriciteit: nieuwe aansluitingen, verzwaring van aansluitingen, verplaatsing en vervanging van meters.
www.eandis.be > Aansluitingen Doorgeven meterstanden
www.eandis.be > Meteropname Melden van verhuizing
www.eandis.be > Verhuizen Rationeel energiegebruik: premies, tips …
www.eandis.be > Energie besparen Dienstverlening van de sociale leverancier en
budgetmeters www.eandis.be > Sociale dienstverlening Oplaadpunten budgetmeters
www.eandis.be > Sociale dienstverlening > Een oplaadpunt zoeken
Stroomonderbrekingen www.eandis.be > Stroomonderbreking Op deze pagina krijg je een overzicht van alle
actuele en recente stroomonderbrekingen op het distributienet van Eandis.
Defecte straatlampen www.eandis.be > Een defect doorgeven aan Eandis Een defecte straatlamp opgemerkt? Geef de
adresgegevens van de paal door en we herstellen het defect zo snel mogelijk. Defecte straatlampen kun je ook telefonisch melden: 0800 6 35 35.
Klachten www.eandis.be > Eandis helpt je graag snel verder Heb je een probleem met de dienstverlening van
Eandis? We horen graag je reactie, zodat we onze werking kunnen verbeteren.
078 35 35 34 Algemeen telefoonnummer
Voor alle vragen kun je ook terecht op dit nummer. We zijn iedere werkdag bereikbaar van 8 tot 20 uur en op zaterdag van 9 tot 13 uur. Je betaalt het zonale tarief.
9010
090-
v1 -
Dec
embe
r 20
15 -
v.u
. : Is
abel
Van
Cut
sem
, Com
mun
icat
ie E
andi
s -
Bru
ssel
sest
eenw
eg 1
99, 9
090
Mel
le -
Ged
rukt
op
milie
uvrie
ndel
ijk p
apie
r
@eandis_cvba eandis cvbacompany/eandis