In Rubriek 536 van NEN 1010:2020 wordt het onderwerp ’Coördinatie van elektrisch materieel voor beveiligen, scheiden, schakelen, besturen en bedienen‘ uitgebreid uitgewerkt.

Onderstaand artikel over selectiviteit had ik al eerder geschreven.

Selectiviteit is een onderdeel van ’Coördinatie‘. Ook ’Back-upbeveiliging‘ valt onder de verzamelnaam: ’Coördinatie’.

Coördinatie uit rubriek 536 gaat over het toepassen van de juiste combinatie van elektrotechnische componenten (aardlekbeveiligingen, overstroombeveiligingstoestellen, schakelaars) voor de veiligheid van de installatie zelf of om de continuïteit van de bedrijfsvoering van de elektrische installatie te verbeteren.

Figuur 1 (gefotoshopt plaatje): coördinatie correct?

Met het creëren van selectiviteit wil je bereiken dat bij twee in serie geschakelde beveiligingen alleen het toestel dat het dichtst bij de plaats van de fout zit, aanspreekt. Selectiviteit gaat dus over de continuïteit van de bedrijfsvoering.

’Back-upbeveiliging‘ (ook wel escortebeveiliging genoemd) is als volgt gedefinieerd in IEC 60947-1 (norm voor laagspanningscomponenten):

“Back-upbeveiliging is een coördinatie van twee overstroombeveiligingstoestellen in serie, waarbij het beveiligingstoestel aan de voedingszijde, met of zonder de hulp van het andere beveiligingstoestel, als eerste uitschakelt om overmatige belasting (door kortsluiting) van stroomafwaartse componenten te voorkomen”.

De scherpe lezer ziet dat back-upbeveiliging het omgekeerde is van selectiviteit. Back-up sluit selectiviteit uit. Er moet dus gekeken worden welke risico’s spelen als er geen selectiviteit is. Worden deze risico’s op een andere manier getackeld, dan kan het beschermen van de installatie door middel van back-upbeveiliging prioriteit hebben. Andersom geldt dat als selectiviteit prioriteit heeft, gekeken moet worden hoe op een andere manier gezorgd kan worden om beschadiging van componenten bij kortsluiting te voorkomen. Bijvoorbeeld door het kiezen van componenten met een hogere kortsluitvastheid.

Bepaling 536.4.2 uit NEN 1010:2020 geeft aan dat wanneer twee SCPD’s (beveiligingstoestellen tegen korsluiting) worden gekozen voor een gecombineerde kortsluitbeveiliging de instructies van de fabrikant moeten worden toegepast.

Voorbeeld 1
Beveiliging B (uit figuur 2) is een aardlekautomaat met een afschakelvermogen van 6 kA. Als de kortsluitstroom na beveiliging B (zie figuur 3) groter is dan 6 kA, dan zal de aardlekautomaat niet meer goed kunnen afschakelen, wat tot beschadiging van de installatie en de component zelf zal leiden. De DS201 (B uit figuur 3) staat in serie met vermogensschakelaar XT2N (A uit figuur 3).

Figuur 2: DS201 – Aardlekautomaat DS201 B16 A30
Nominale kortsluitafschakelvermogen icn 6kA volgens EN 61009-1
 

Figuur 3: De DS201(B) staat in serie met de XT2N (A). (Bron: Powerpoint ABB Sales Specialist Suparada Chaowarat)

Figuur 4: Vermogensschakelaar XT2N

Bij gebruik van de softwaretool SOC (Selected Optimized Coordination) van fabrikant ABB is te zien dat de DS201 beveiligd wordt (Back-up) door de XT2 tot 25 kA. Naast beveiliging B uit figuur 3 zouden normaal gesproken meer groepen geplaatst zijn. Als beveiliging A aanspreekt, zijn ook die groepen uiteraard allemaal spanningsloos. Nogmaals, bij het kiezen voor back-upbeveiliging is er geen selectiviteit. Dat moet een bewuste keuze zijn, gebaseerd op een risicoanalyse.

Figuur 5: Pdf-export van de softwaretool SOC van ABB

Voorbeeld 2
Stel dat de kortsluitstroom in figuur 6 10 kA bedraagt. De vraag is dan of de aardlekautomaat kortsluitvast is geïnstalleerd. In figuur 6 staat al aangegeven dat het om een aardlekautomaat gaat met een kortsluitvastheid van 6 kA. Uit de technische gegevens van Hager is de volgende zinsnede te zien: “kortsluitvast 6 kA met voorzekering 63 A/gL”.

Figuur 6: Op het punt van de rode bliksemschicht is een kortsluiting (Bron: Hager zakboek)

Hoe werkt deze 63 A smeltpatroon als back-upbeveiliging?

Figuur 7: Let op de zinsnede: kortsluitvast 6 kA met voorzekering 63 A / gL

Daarvoor raadplegen we weer de gegevens van de fabrikant. In dit geval de fabrikant van de smeltpatroon (zie figuur 8). Op de x-as zien we de prospectieve kortsluitstroom (de prospectieve kortsluitstroom is de waarde van de stroom die in geval van kortsluiting zou gaan lopen als de smeltpatroon van 63 A uit figuur 6 er niet zou zijn). Daar gaan we bij 10 kA omhoog, tot de bovenste groene lijn (onze back-upbeveiliging van 63 A). Als we op dit punt naar links gaan, dan kom je op een kapstroom van 5 kA uit.

Figuur 8: Kapstroomdiagram 63 A smeltpatroon

De smeltpatroon begrenst dus op een waarde die lager ligt dan de prospectieve kortsluitstroom. De doorgelaten maximale waarde van de stroom wordt de kapstroom genoemd.

Figuur 9: Kapstroom en prospectieve kortsluitstroom (Bron: phasetophase 6.1.2)

Doordat de kapstroom van de back-upbeveiliging op 5 kA ligt, kan gezegd worden dat de aardlekautomaat van 6 kA kortsluitvast geïnstalleerd is bij een prospectieve kortsluitstroom van 10 kA. De smeltpatroon beschermt de automaat dus tegen een te hoge kortsluitstroom en vormt daarmee de back-up.

Auteur: Rob Kaspers