1 overspanningsbeveiliging

EI11 Impuls 23:IP Impuls

04-11-2008

15:03

Pagina 1

Katern voor scholing, her- en bijscholing

23 Een uitgave van Intech Elektro & ICT en OTIB november 2008

inHoud 1 Ontwerp van bliksem- en overspanningsbeveiliging

5 Otib nieuws Fotowedstrijd ‘Zo moet het niet’

Ontwerp van bliksem- en overspanningsbeveiliging Hoe zit het met het ontwerp van bliksem- en overspanningbeveiligingsmaatregelen? Waar moet je bij het ontwerp op letten? Belangrijke aandachtspunten zijn het concept van de bliksembeveiligingszones, de opzet van de potentiaalvereffening en de afschermingsmaatregelen die daarop zijn aangesloten. Ten slotte komt de installatie van de beveiligingselementen op de overgang tussen de verschillende zones aan de orde. Eerst bekijken we het concept van bliksembeveiligingszones aan de hand van het voorbeeld van een klein kantoorgebouw (afbeelding 1). Hier onderscheiden we de volgende zones (LPZ of lighting protection zone): • LPZ 0 A: in deze bliksembeveiligingszone is een directe blikseminslag mogelijk, bijvoorbeeld in de op enige afstand gemonteerde en dus vrijstaande opvanginrichting van de luchtbehandelingsinstallatie; • LPZ 0 B: binnen deze bliksembeveiligingszone kan geen directe blikseminslag optreden, omdat de betreffende delen van het gebouw zich binnen de beveiligde ruimte van de opvanginrichting bevinden. Met andere woorden: de luchtbehandelingsinstallatie kan hier niet meer direct worden getroffen, maar het sterke elektromagnetische veld veroorzaakt wel een inductieve koppeling met de installatie; • LPZ 1: deze bliksembeveiligingszone wordt gevormd door de buitenzijde van het gebouw.

Wat wil de klant De overige bliksembeveiligingszones hangen af van wat de klant - om financiële of continuïteitsredenen - extra beveiligd wil hebben.

Zo zal in de meeste gevallen de serverruimte op de onderste verdieping in afbeelding 1 beter moeten worden beveiligd dan de vergaderzaal op de bovenste verdieping. De serverruimte kan dan in bliksembeveiligingszone 2 worden ingedeeld (in die zone zijn nog overspanningen mogelijk), terwijl het serverrack in die ruimte in bliksembeveiligingszone 3 is ingedeeld. Voor deze beveiligingszones bestaan geen vast omschreven grenzen, dat wil zeggen dat ze geheel worden bepaald door de wensen en eisen van de klant en dat ze een hele afdeling of verschillende verdiepingen of een enkel serverrack kunnen omvatten. Met behulp van bliksembeveiligingszones definieert de klant dus samen met de installateur delen die een gelijke mate van bescherming nodig hebben. Dankzij deze benoeming van beveiligingszones kan de inzet van overspanningsafleiders worden geoptimaliseerd, waardoor de kosten voor de opdrachtgever worden gereduceerd. Laten we de beveiligingszones nu beschouwen aan de hand van een bolschilmodel (afbeelding 2). In de afbeelding zien we de inkoppeling van buiten en de server van afbeelding 1 in het centrum, de potentiaalvereffening en de voedings- en datakabels die

LPZ 0 A

directe blikseminslag mogelijk LPZ 0 B

binnen de beveiligde ruimte van de opvanginrichting LPZ 1

bliksem-deelstromen mogelijk LPZ 2

overspanning mogelijk LPZ 3

bijvoorbeeld in een afgeschermde kast 1. Bij het ontwerp moeten als eerste de beveiligingszones worden gedefinieerd. 23 1


04-11-2008

15:03

Pagina 2

ontwerp van bliksem- en overspanningsbeveiliging

een citaat uit DIN VDE V 0185 deel 4 (februari 2002) (afbeelding 4): ‘De afscherming dient ter reductie van het magnetische veld in het inwendige van het gebouw. Door aansluiting van de wapening op de potentiaalvereffening kunnen als afscherming worden gebruikt: • dakbedekking en gevelbekleding van metaal; • metalen wapening in beton; • metalen deur- en raamkozijnen; • metalen containers; • metalen behuizingen van apparaten; • metalen kabeldraagsystemen, enzovoort.'

effening worden aangesloten – alleen dan bevinden alle componenten binnen een zone zich op dezelfde potentiaal.

voedingsleidingen

Bliksembeveiliging- en hoofdpotentiaalvereffening en afschermingsmaatregelen dataleidingen 2. Voedings- en dataleidingen moeten in de potentiaalvereffening van de bliksembeveiliging worden opgenomen.

van buiten de te beschermen gebieden binnenkomen. Bij het passeren van de overgang tussen twee bliksembeveiligingszones moet voor de voedings- en dataleidingen via de juiste afleiders steeds opnieuw potentiaalvereffening plaatshebben en moeten alle geleidende delen (denk aan waterleidingen) op de lokale potentiaalver-

Op de plaats waar de leidingen het gebouw binnenkomen (zone 0 -> 1) moeten alle componenten, zoals het aardingssysteem van het gebouw, metalen gas- en waterleidingen, de bliksemstroomafleiders die in de hoofdverdeelinrichting zijn ingebouwd, en de telefooninstallatie, op de hoofdpotentiaalvereffening worden aangesloten (afbeelding 3). Verder kunnen in de ontwerpfase van een gebouw relatief goedkoop afschermingsmaatregelen tegen elektromagnetische impulsen, die op de hoofdpotentiaalvereffening moeten worden aangesloten, worden geïmplementeerd. In dit verband

Bliksembeveiliging- en lokale potentiaalvereffening Bij elke overgang tussen twee zones moet lokale potentiaalvereffening plaatsvinden, en dus ook in de serverruimte van afbeelding 1 (afbeelding 5). Daartoe moet de installateur een vereffeningsrail aanbren-

verbinding van alle metalen delen met de PVR aansluiting van de PEN-leiding op het aardingsysteem van het gebouw aansluiting van de bliksemstroomafleiders op het aardingsysteem van het gebouw; minimale leidingdoorsnede 16 mm2 Cu verbinding van de PVR met het aardingssysteem van het gebouw

beveiligingsniveau respectievelijk voorgeschreven nominale stootspanning in een 230/400 V-systeem voorgeschreven materieel bij het voedingspunt van de kV installatie 6 5

6 kV

beveiligingsapparatuur van de firma Obo Bettermann materieel dat deel uitmaakt van de vaste installatie 4 kV

4 3

3. De bliksembeveiligings- en hoofdpotentiaalvereffening moeten met elkaar worden verbonden.

2 kV

materieel dat op de vaste installatie wordt aangesloten 2,5 kV

materieel dat extra moeten worden beveiligd

1,3 kV

1,5 kV

2 1

1,0 kV

kruisende wapeningsstaven moeten worden verbonden

type 1 bijvoorbeeld hoofdverdeelinrichting

type 2 bijvoorbeeld onderverdeelinrichting

type 3 bijvoorbeeld eindverbruiker

6. Voorgeschreven nominale stootspanning voor materieel volgens IEC 60364-4-443/1995. metalen deurkozijnen metalen raamkozijnen

verbinding met elke staaf

te beveiligen object

4. Afschermingsmaatregelen.

met externe bliksembeveiligingsinstallatie inrichten van een lokale potentiaalvereffening

met bovengrondse elektriciteitsaansluiting

met geaarde dakopbouw

is er sprake van één van deze typen gebouwen? ja type 1: bliksemstroomafleider als primaire beveiliging in de hoofdverdeelinrichting

verbonden met de hoofdpotentiaalvereffening

type 2: overspanningsafleider als primaire, respectievelijk secundaire beveiliging in de onderverdeelinrichting type 3: overspanningsafleiders als apparaat- respectievelijk fijnbeveiliging bij de eindverbruiker

5. Bliksembeveiligings- en lokale potentiaalvereffening. 23 2

7. Keuze van de afleiders voor particuliere gebouwen.


04-11-2008

15:04

Pagina 3


4.apparaat- en fijnbeveiliging type 3

3.apparaat- en fijnbeveiliging type 3

3.overspanningsafleider type 2 voor fotovoltaïsche installaties

2. overspanningsafleider type 2

2.overspanningsafleider type 2 (vereist bij leidingen langer dan 10 m)

1.bliksemstroomafleider type 1 (respectievelijk CombiController V25)

1. overspanningsafleider type 2

8. Installatievoorbeeld voor een particuliere woning met ondergrondse elektrici-

9. Installatievoorbeeld voor een particuliere woning met externe bliksembeveili-

teitsaansluiting.

gingsinstallatie.

gen die met de eventueel ver(der) verwijderde hoofdpotentiaalvereffening moet worden verbonden. Alle componenten in deze ruimte, zoals het serverrack, kabelafschermingen en het metalen skelet van een verhoogde vloer, moeten vervolgens met deze lokale vereffeningsrail worden verbonden. Dat betekent dat er in deze ruimte, dus in deze bliksembeveiligingszone, geen potentiaalverschil meer bestaat.

Afleiders en beveiligingsniveaus Om de vraag te beantwoorden welke afleiders er zoal op de markt zijn en welke waarvoor worden gebruikt, moet worden gekeken naar het beveiligingsniveau respectievelijk de nominale stootspanning (afbeelding 6). In afbeelding 6 is onder andere te zien dat de doorslagvastheid van de kabel naar de hoofdverdeelkast 6 kV bedraagt. Wanneer op de plaats van binnenkomst in het gebouw voor de bliksembeveiligingspotentiaalvereffening als eerste maatregel een type 1-afleider wordt toegepast (bijvoorbeeld het type MC50-B-VDE van Obo Bettermann), dan resulteert dat in een beveiligingsniveau van maximaal 2 kV (voorgeschreven is echter slechts een niveau van 4 kV). De in de hoofdverdeelinrichting te monteren type 1-afleider (bijvoorbeeld MCD van Obo Bettermann) biedt zelfs een nog betere beveiliging, namelijk 1,3 kV. De zo bereikte beveiliging ligt daarmee in de orde van grootte van de tweedeliniebeveiligingscomponenten voor de onderverdeelinrichtingen. Hiermee kunnen ook de eindverbruikers worden beschermd – hoewel het toch een zuivere bliksemstroomafleider is. De MCD is dus een combi-afleider die tot op het niveau van individuele apparaten bescherming biedt.

Particuliere gebouwen Bij particuliere gebouwen moet bij de keuze van de afleiders worden bekeken of het gebouw over een externe bliksembeveiligingsinstallatie of een bovengrondse elektriciteitsaansluiting beschikt, of dat het geaarde dakconstructies bezit (afbeelding 7). Bij particuliere gebouwen zonder externe bliksembeveiligingsinstallaties kan een directe blikseminslag niet worden be heerst, zodat ter bescherming tegen overspanningen type 2- en type 3-overspanningsafleiders volstaan (afbeelding 8). Bij een gebouw met een externe bliksembeveiligingsinstallatie (afbeelding 9) is echter wel een type 1-bliksemstroomafleider nodig, en bij daaropvolgende groepenkasten ook type 2- en type 3-afleiders. Een andere mogelijkheid wordt, net als bij gebouwen met een bovengrondse elektriciteitsaansluiting, geboden door de 'CombiController V25' van Obo Bettermann (afbeelding 10), waarvan het beveiligingsniveau < 900 V bedraagt en die aan de eisen van type 1en type 2-afleiders voldoet.

10. CombiController V25 voor particuliere woningen met externe bliksembeveiligingsinstallatie respectievelijk bovengrondse elektriciteitsaansluiting, voor een hoge betrouwbaarheid van de elektriciteitsvoorziening.

Utiliteitsgebouwen Een soortgelijke situatie als bij particuliere gebouwen met externe bliksembeveiligingsinstallatie doet zich voor bij kantooren fabrieksgebouwen met een externe bliksembeveiligingsinstallatie (afbeelding 11). Omdat de lengte van de leidingen hier doorgaans groter dan 10 m zal zijn, verdient het aanbeveling ook in de groepenkasten voor elke verdieping type 2-afleiders in te bouwen. Een alternatief voor de 'CombiController V25' is voor fabrieksgebouwen, winkelpanden, ziekenhuizen en openbare gebouwen met externe bliksembeveiligingsinstallatie de type 1-vonkboog-

4.apparaat- en fijnbeveiliging type 3 3.overspanningsafleider type 2 (vereist bij leidingen langer dan 10 m) 2.bliksemstroomafleider type 1 en type 2 respectievelijk CombiController V25 1. bliksemstroomafleider type 1

11. Installatievoorbeeld voor kantooren fabrieksgebouwen met externe bliksembeveiligingsinstallatie. 23 3


04-11-2008

15:04

Pagina 4


12. Vonkboog-combi-afleider ‘lightningcontroller’ voor utiliteitsgebouwen met externe bliksembeveiligingsinstallatie.

afleider Obo LightningController MCD 50-B (afbeelding 12). Het beveiligingsniveau van deze onderhoudsvrije type 1-afleider bedraagt < 1,3 kV. Dit betekent dat met deze combi-afleider, die al een voldoende grote beveiliging biedt, de eerste componenten in deze verdeelinrichting kunnen worden beveiligd. Bij een installatie die tot maximaal 500 A is voorbeveiligd, is geen aparte voorbeveiliging nodig. Voor beveiliging op apparaatniveau zijn type 3-overspanningsafleiders verkrijgbaar met een beveiligingsniveau van < 1,1 kV, die bijvoorbeeld in lasdozen, wandcontactdozen of kabelgoten kunnen worden ingebouwd (afbeelding 13) of op een DIN-rail met een nominale stroom van 16 of 20 A kunnen worden gemonteerd (afbeelding 14) en die bescherming bieden voor apparaten tot op een afstand van maximaal 5 m. Wanneer je prijs stelt op een hoogwaardige beveiliging, moet deze beveiliging elke 5 m worden herhaald. Als vuistregel geldt voor grotere kantoorruimten één type 3-afleider per werkplekeiland respectievelijk per vloeraansluitdoos.

tuur zelf kan met een fijnbeveiliging worden beveiligd, bijvoorbeeld met de FineController FC-SAT-D, waarop Obo Bettermann vijf jaar garantie geeft en die zich daardoor en door het VDE-keurmerk duidelijk onderscheidt van merkloze afleiders van de bouwmarkt. Voor grotere satellietinstallaties (multiswitch met vier schotelaansluitingen en een aansluiting voor een conventionele antenne) is de overspanningsafleider 'TV 4+1' met aardschroefklem verkrijgbaar (afbeelding 17). Indien echter een externe bliksembeveiliging aanwezig is, moet een directe inslag in de satellietinstallatie worden voorkomen met een vrijstaande opvanginrichting.

13. Apparaat- en fijnbeveiliging voor inbouw in wandcontactdozen of kabelgoten.

14. Apparaat- en fijnbeveiliging voor montage op DIN-rail,

voor een nominale stroom van 16 en 20 A.

energievoorziening

Beveiliging van satellietinstallatie Over het algemeen geldt: zelfs de beste bliksem- en overspanningsbeveiliging heeft niet het beoogde effect als niet alle elektrische en metalen leidingen die het gebouw binnenkomen, in het beveiligingsontwerp zijn opgenomen (afbeelding 15). Voor kleinere satellietontvangstinstallaties zijn diverse bliksemstroomafleiders verkrijgbaar die tussen de antennekabel en de verdeler (switch) worden opgenomen en die over een aardschroefklem beschikken voor aansluiting op de potentiaalvereffening (afbeelding 16). De ontvangstappara-

17. Beveiliging van grotere satellietontvangstinstallaties.

telecommunicatie switch

MBR-leidingen

DS-F

m/w

DS-F

w/w

overige dataleidingen

finecontroller 15. Alle elektrische en metalen leidingen die het gebouw binnenkomen, moeten in het beveiligingsconcept worden opgenomen. 23 4

16. Beveiliging van kleine satellietontvangstinstallaties.

FC -SAT-D


04-11-2008

15:04

Pagina 5

otib nieuws

fotowedstrijd

OTIB en Nationale Kids TV Eind september is op Jetix het tv-programma Kids TV gestart. In dit programma worden leerlingen geïnspireerd hun ideale school te ontwerpen. Dit alles in een vast onderdeel van het programma ‘Het gebouw’. De leerlingen worden terzijde gestaan door vakspecialisten uit de branche die de kinderen helpen bij het ontwerp. Het Opleidings- en Ontwikkelingsfonds voor het Technisch Installatiebedrijf (OTIB) is een belangrijke motor achter deze tv-productie voor jong en oud. De nadruk in het programma ligt op de toegevoegde functionaliteit door technische

installaties. Hierbij kunnen heel vreemde, maar ook zeer serieuze onderwerpen aan de orde komen, zoals duurzame energie, snelle internetverbindingen, een eigen zwembad dat in de winter een ijsbaan kan worden en toegankelijkheid door techniek voor bijvoorbeeld gehandicapten. De branche onderneemt nog vele andere activiteiten gericht op de doelgroep van Kids TV, zoals de bekende website www.praktischtechniek.nl. Deelname aan Nationale Kids TV is hierbij een logische aanvulling. Voor meer informatie: www.otib.nl.

Vernieuwde website De website van OTIB, www.otib.nl, is vernieuwd! Zo zijn nu bijvoorbeeld eenvoudig brochures te downloaden, voorlichtingsmaterialen voor instroomactiviteiten te bestellen of kun je het laatste nieuws lezen.

Fotowedstrijd ‘Zo moet het niet!’ Onder het motto ‘Zo moet het niet’ gaat Intech Elektro en ICT op zoek naar foto’s van slecht of foutief uitgevoerde installaties. Inzenders van wie de foto’s worden geplaatst, kunnen rekenen op een technisch handboek van Isso ter waarde van maar liefst 245 euro. Het handboek bestaat uit twee delen en bevat ruim 1.400 pagina’s aan technische kennis. Vermeldt u alstublieft kort en bondig welke fouten te zien zijn op de foto en uiteraard ook uw naam en adres. Mail of stuur uw foto’s naar: Redactie Intech Elektro en ICT ‘Zo moet het niet’ [email protected] Postbus 188 2700 AD Zoetermeer

Prijswinnaar van deze maand P. Luijten van Luijten Elektro is de prijswinnaar van deze maand. Hij licht de winnende fotoserie toe: 'Op foto 1 is de meterkast te zien waar het energiebedrijf binnen komt, met links onder een afgaande groep 3x63 A. YMVKas 4x10 mm2, naar twee verdelers in de varkensstallen van het bedrijf. In de varkensstallen, foto 2, waar de kabel binnen komt, wordt deze verdeeld in twee kabels van 5x6 voor de voeding van de twee verdeelkasten. De verbinding is gemaakt door de draden bij elkaar te draaien en met tape te isoleren. De verdeelkast is niet door ons geopend, maar is altijd open omdat er vaak een smeltveiligheid van 63 A kapot ging en het maar lastig was elke keer de kast open te draaien. Ook foto 3 en 4 zijn in hetzelfde bedrijf gemaakt. Dit is een varkensbedrijf met duizenden dieren.’ De heer Luijten ontvangt het handboek Installatietechniek van Isso. Van harte gefeliciteerd namens de redactie!

Kijk voor meer foto’s van slecht uitgevoerde installaties op www.intechei.nl, Zo moet het niet.

23 5

1 overspanningsbeveiliging

Recommend Documents