Elektrische veiligheid

Elektrische veiligheid Versie archi’s

K.U.Leuven

Elektrische veiligheid ELEKTRISCHE VEILIGHEID ¾ Bescherming van personen (tegen ongevallen) ¾ Bescherming van zaken (tegen brand, …..)

K.U.Leuven 20-2-2004

Department of Electrical Engineering ELEN - Electrical Energy

2

Elektrische veiligheid REGLEMENTERING 1. ARAB 2. TECHNISCH REGLEMENT 3. AREI 4. VOORSCHRIFTEN v.d. STROOMLEVERANCIERS 5. NORMEN

¾ BEC ¾ CENELEC ¾ IEC



3

Elektrische veiligheid



4




5

Elektrische veiligheid Meting volgens Koeppen Frequentie = 50Hz duur

= 1 sec

weg

= van de handen naar de voeten

Groep

Stroomsterkte

Fysiologische reacties

[mA]

tot 20mA 1

Ê Lichte prikkeling

van 20 tot 2

60 mA

Ê Spiercontracties Ê Ademhalingsproblemen Ê Storing van het hart

van 60 mA tot 3A

Ê Fibrillaties van het hart Ê Storing van de bloedsomloop (onomkeerbare stilstand)

3

Ê Boven de 1A stolling van de eiwitstoffen Ê Vorming van myoglobine

Voor een gevolgde weg tussen de linkerhand en de beide voeten

Ê Brandwonden

meer dan 3A 4


Ê Omkeerbare hartstilstand Ê Brandwonden


6




7




8


Kans op hartfibrillaties 5% voor c2 50% voor c3

IEC 479-1 art.38 A.R.E.I. K.U.Leuven 20-2-2004


9

Veiligheidscurve volgens IEC 479



10

Elektrische veiligheid Stroomgevoeligheid in functie van de frequentie

[mA] I I [mA]

[Hz] f f [Hz] 10 10


50 50

100 100


11


Impedantie van het menselijk lichaam in functie van de contactspanning zie ook iec 479-1 K.U.Leuven 20-2-2004


12


Veiligheidscurven bij wisselspanning (art.31 A.R.E.I) K.U.Leuven 20-2-2004


13

Elektrische veiligheid I [mA]

R [Ω]



Verloop van de stroom in functie van de lichaamsweerstand 14

voorbeelden



15

Bescherming bij rechtstreekse aanraking

volledig droge huid

natte huid

ondergedompelde huid

Wisselspanning

25V

12V

6V

Gelijkspanning

36V

18V

12V

met rimpel Gelijkspanning

Bron art.32 A.R.E.I.

60V

30V

20V

zonder rimpel



16

Bescherming bij rechtstreekse aanraking



17

Z.L.V.S. Art.40 ……….bij Z.L.S. is geen bescherming tegen elektrische schokken vereist.

Maar een bescherming tegen overbelasting is wel nodig !

¾

Er moet een goede scheiding bestaan tussen ZLVS-kringen en andere kringen.

¾

Verboden om deze kringen, of toestellen op deze kringen, te aarden.



18

Bescherming tegen elektrische schokken

¾ door omhulsels ¾ door isolatie ¾ door verwijdering ¾ met hindernissen ¾ bijkomende bescherming met een differentieelschakelaar



19

Bescherming tegen elektrische schokken

Art.39 Gebruik van de N als beschermgeleider ………gebruik als beschermgeleider PEN, als de delen ermee verbonden, beschermd zijn tegen rechtstreekse aanraking.

¾ Opletten!

Een nulgeleider kan op potentiaal staan t.o.v. de aarde



20

Bescherming tegen onrechtstreekse aanraking

¾ passieve maatregelen Ô aardingen, aardgeleiders en equipotentiaalverbindingen Ô isolatie Ô veiligheidsscheiding ( beschermtransfo of generator ) Ô gelijktijdige aanraking beletten



21

Bescherming tegen onrechtstreekse aanraking

¾ aktieve maatregelen Ô TN ,TT en IT-net ¾ speciale gevallen kampeerwagens , werven , onderwaterverlichting , geleidende ruimten , plezierboten , sauna’s , lastoestellen …...



22

De veilige 5



23

De veilige 5



24

De veilige 5

Controleer de goede werking van het meettoestel K.U.Leuven 20-2-2004


25

De veilige 5

Schakel de spanning uit K.U.Leuven 20-2-2004


26



27

De veilige 5

Controleer de afwezigheid van spanning K.U.Leuven 20-2-2004


28

De veilige 5

Aarden van de spanningsloze kring K.U.Leuven 20-2-2004


29

De veilige 5

Beveilig tegen herinschakelen K.U.Leuven 20-2-2004


30

K.U.Leuven


Beschermiddelen Denk eerst na , voorkom gevaarlijke situaties , werk liefst met twee personen

Kijk nooit in lichtbogen.

Gebruik beschermiddelen.



32

De veilige 5 Veiligheidsschakelaar met beveiliging tegen herinschakelen

Spanningsvoerende delen afschermen



33

Verdeelkast Spanningvoerende delen afschermen



34

De veilige 5

Herinschakelen van de spanning: 1. Controleer of de spanning zonder gevaar mag worden ingeschakeld. Ô zitten alle afschermingen terug op hun plaats ? Ô werken er geen personen aan deze installatie ? Ô …. . 2. Verwijder aardingen, kortsluitingen, gereedschap,…. 3. Schakel de spanning in. 4. Controleer op correcte aanwezigheid van de spanning. K.U.Leuven 20-2-2004


35

Smeltzekeringen en Automaten



36

Smeltkromme van een zekering

F



37

Demo – werking van een automaat

C2

N

1,6A of 4A

PE



38

Meetopstelling – werking van een automaat



39

Penzekering



40

Schroefzekering

Zekeringvoet kalibreerelement patroon schroefkop



41

H.O.V. messmeltpatroon



42

H.O.V. messmeltpatroon



43

Werking van een automaat



44

Werking van een automaat B,C en D karakteristiek van een automaat

Magnetische beveiliging

thermische beveiliging



45


Vonkenschot van de bluskamer



46


Kantelmechanisme voor het sluiten en openen van het schakelcontact



47


Schakelaar



48


verdeelrail



49

Automaat – invloed golfvorm Besluit van de metigen bij LEMCKO Kortrijk:

Wat zijn de problemen bij inschakelstromen en/of door stroomvervorming? Thermisch Æ

De RMS waarde van de stroom bepaald de uitschakeling , alle geteste toestellen voldoen aan de IEC60898

Elektromagnetisch Æ ???



50

Automaat – invloed golfvorm CF =

VF =

Ipiek

• De Crest factor geeft geen goede informatie. • THD geen bepalende factor.

Irms

Irms Igemiddeld

• De Vormfactor geeft praktische informatie in verband met het uitschakelgedrag. • De VF is beter geschikt dan de CF voor het voorspellen van het uitschakelgedrag.



51

Magnetische uitschakeling bij vervormde stroom

VF < 1,07 Uitschakeling te laat ( is een extreme golfvorm ) 1,07 < VF < 1,5 Goed volgens IEC60898 VF > 1,5 Uitschakeling te snel ( is geen probleem ) VF = 1,07 K.U.Leuven 20-2-2004

Irms Igemiddeld

Ref. labo LEMCKO Kortrijk

1,5


52

Penautomaat



53

Motorbeveiliging



54

Thermische motorbeveiliging via de contactor Contactor K1

Thermische beveiliging F1

Driefase inductiemotor



55

Motorbeveiliging

• Beveiliging tegen overstroom • Beveiliging tegen wegvallen van een fase • Geen beveiliging tegen kortsluiting



56

Elektronische Motorbeveiliging



57

Elektronische Motorbeveiliging

Wegens onvoldoende info over de werking van de toestellen is het uitschakelgedrag bij niet sinusvormige spanningen en stromen moeilijk te voorspellen



58

Barenstel met beveiligigen 2 3

1

• • • •

4 2

1. Horizontaal barenstel met afscherming

(waarop al de toestellen gemonteerd zijn) 2. Motorbeveiliging met handbediening en afgeschermde aansluitklemmen 3. Motorbeveiliging met afgeschermde aansluitklemmen 4. Lastscheider met smeltzekeringen en afgeschermde aansluitklemmen K.U.Leuven 20-2-2004


59

Distributienetten



60

Constructie van distributietransformatoren



61

Distributienetten 3 x 10kV

3 x 400V + N

kWh

Verbruiker(s)



62

Distributienetten



63

Aardverbindingen (netten) Eerste letter

Verband tussen verdeelnet en aarde

I

Net geïsoleerd t.o.v. de aarde

T

Een punt met de aarde verbonden

Tweede letter

T

Verband tussen verbruikersmassa’s en aarde Massa’s geaard met een eigen aarding massa’s verbonden met een geaarde geleider van het verdeelnet (meestal Nulgeleider).

N


Derde letter

Uitvoering nulgeleider / beschermgeleider

S

nul- en beschermgeleider zijn verschillend [ N en PE afzonderlijk ]

C

nul- en beschermgeleider zijn een [ PEN ]


64

Soorten aarding

Behalve bij een mobiel net


Zal vermoedelijk verdwijnen


65

TT-net

400 / 230V

N

PE



66

TT-net



67

Demo



68

TT-net

400 / 230V

N 2A

4

1,74A 400W

PE



69

TT-net

400 / 230V

N 4A

4

RF = 85Ω

2A

2A 460W R = 5Ω

R = 25Ω R = 15Ω K.U.Leuven 20-2-2004

I = 2A


PE

70

TT-net

400 / 230V

N

4

RF = 85Ω

foutstroom

2A 460W R = 5Ω

R = 25Ω R = 15Ω K.U.Leuven 20-2-2004

I = 0,03A


PE

71

TT-net

400 / 230V

N 15,5A

20A zekering

13,5A 10 Ω

2A

4A R = 5Ω

5Ω

5Ω

PE



11,5A

PE

72

Foutstroomschakelaar



73

Differentieelschakelaar



74

Differentieelschakelaar 1. Kern 2. Meetspoel 3. Afschakel – mechanisme 4. Aansluitklemmen



75

Werking van een differentieelschakelaar

1

5

2

1. Kern 2. Belasting 3. Meetspoel 4. Afschakelspoel 5. Schakelaar

3

4



76

Werking van een differentieelschakelaar 1

5

2

Φ 3

4



77

Werking van een differentieelschakelaar afschakelstroom nom.spanning nom.stroom onderbrekingsvermogen schakelschema testdruktoets ongevoelig aan dc-componenten geschikt als scheidingsschakelaar weerstaat aan een schokgolf K.U.Leuven 20-2-2004


78

Werking van een differentieelschakelaar Opletten: differentieel

" Verboden verbruikers in een IT-net met verschillende aarding op dezelfde differentieel te plaatsen differentieel

N


" Verboden de N-geleider te aarden na de differentieel


79

Werking van een differentieelschakelaar " Werkt niet indien er geen aardfout is. Overbelasting of kortsluiting wordt niet beveiligd met een foutstroomschakelaar



80

Differentieelschakelaar – invloed golfvorm Besluit van de metigen bij LEMCKO Kortrijk: •

Geen eenduidige invloed vast te stellen bij de verschillende merken.

•

Vooral de opbouw van het elektronische uitschakeling heeft invloed.

•

Alle geteste toestellen blijven binnen hun specificaties.

•

Indien RFI filters gebruikt worden kan de differentieel ongewenst schakelen.



81

Werking van een differentieelschakelaar

Wordt ongevoelig indien de kern wordt verzadigd



82

Condensatorbatterij Hoge inschakelstromen kunnen een foutstroomschakelaar laten uitschakelen



83

Distributienetten - vervolg



84

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω

PE



85

IT-net



86

IT-net

Demo K.U.Leuven 20-2-2004


87

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

PE K.U.Leuven 20-2-2004


R = 25Ω

88

Isolatiebewaking • •

Bedrijfscontinuïteit bij de eerste fout Detectie voor het optreden van de tweede fout

Meetmethodes 1. Dc stroombron 2. AC superpositiemethode Æ bepalen van de lekimpedantie naar de aarde 3. Inverteren van de gemeten foutstroom m.b.v. DC superpositie Æ enkel juist bij zuivere sinusvorm 4. Puls superpositie Æ foutstroommeting bij “puls hoog” en “puls laag”



89

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W



R = 25Ω

90

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω



91

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω

PE



92

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω



93

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω



94

TT-net

400 / 230V

N

4 2A R = zeer groot

460W

R = 25Ω

PE



95

TT-net

400 / 230V

PEN

4 2A PE



460W

96

TT-net

Demo K.U.Leuven 20-2-2004


97

TT-net

400 / 230V

N

4 PE

2A 460W



98

Overzicht van de beveiligingen T N-C

T N-S

T N-C-S

TT

IT

OVERBELASTING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

KORTSLUITING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

ZEKERING

Of

Of

Of

Of

Of

AUTOMAAT

AUTOMAAT

AUTOMAAT

AUTOMAAT

AUTOMAAT

ZEKERING

ZEKERING

AUTOMAAT

AUTOMAAT

AUTOMAAT

Of

Of

AUTOMAAT

AUTOMAAT

Zoals bij TN-C en TN-S

DIFFERENTIEEL

DIFFERENTIEEL

INDIRECHTE AANRAKING

GEEN

????

DIFFERENTIEEL

DIFFERENTIEEL



99

STROOMGROEPEN TT- NET

Aanbevolen bij veel verbruikers

IU- NET

Beperkt vermogen max. 3 à 4 kVA

TNS- NET

Niet bij verhoogd brandgevaar

TNC – NET

Verboden



100

TT-net

400 / 230V

N

4 4

4 4

PE PE



101

TT-net

400 / 230V

4 4

4 4

4 4

PU



102

TT-net

400 / 230V

N

4 4

4 4 equipotentiaalverbinding

PE



103

TT-net

400 / 230V

N

4 4

4 4

PE



104

Zo kan het fout lopen



105

Fouten • Beschadigde kap van een TLlamp, wegens het uitbranden van een condensator



106

Fouten

• Beschadigde stekkerdoos * slecht contact aan een aansluitklem



107

Fouten Beschadigde automaat * slecht contact aan twee aansluitklemmen

Beschadigde railstel * slecht contact wegens het lostrillen van een aansluitschroef K.U.Leuven 20-2-2004


108

Fouten

• Beschadigde pensmeltzekering * draadoverbrugging tussen de contacten


• Beschadigde transformator 230/12V * slecht contact aan de LS aansluitklemmen


109

Fouten

• Zekeringkastje met overbrugde calibreerelementen van de diazed zekeringen K.U.Leuven 20-2-2004


110

Fouten

• Zekeringkastje met overbrugde automaten (de automaat is volledig uitgebrand) K.U.Leuven 20-2-2004


111

Fouten • Een slecht contact vernielde deze dimmer



112

Fouten • Binnendringend water veroorzaakte een kortsluiting. Daardoor is deze werfstekker uitgebrand



113

Fouten

• Condensator die beschadigd is wegens een overspanning



114

Fouten



115

Fouten

• Onoverzichtelijk hoofdschakelbord



116

contacten



117

Elektrische veiligheid

Recommend Documents