Aardlekschakelaar voor boiler: selectiecriteria + schema's en aansluitingsregels

De montage van een elektrische boiler moet verplicht worden uitgevoerd met gebruik van aardlekschakelaars. De aanwezigheid van dergelijke apparaten voorkomt elektrische schokken voor mensen en oververhitting van de bedrading.

Er bestaan echter veel modellen aardlekschakelaars voor boilers met verschillende kenmerken. U moet het beveiligingsapparaat zorgvuldig kiezen, zonder het te verwarren met andere automaten en schakelaars.

Wij leggen u uit hoe een aardlekschakelaar werkt, wat de verschillen zijn tussen een beveiligingsapparaat en een differentieelschakelaar, en welke parameters u absoluut moet overwegen bij het kiezen van een differentieelschakelaar. Bovendien hebben we een gedetailleerd aansluitschema voorbereid voor het aansluiten van een aardlekschakelaar op een boiler en hebben we mogelijke montagefouten aangegeven.

Waarom heeft een boiler een aardlekschakelaar nodig?

Een elektrische boiler combineert water en elektrische stroom, en bij de kleinste defecten in het verwarmingselement is dit een directe weg naar brand en elektrische schokken. Aan de veiligheid van de stroomtoevoer van de boiler moet bijzondere aandacht worden besteed.

Bij correct gebruik gaat dit apparaat de volledige levensduur mee, maar als er fouten worden gemaakt bij de montage, kunnen er problemen ontstaan die tot reparatie leiden.

Een mens wordt niet getroffen door elektrische spanning, maar door stroom – en hoe hoger deze in ampères is, hoe meer schade wordt toegebracht aan het menselijk lichaam dat in contact staat met een defecte boiler (+)

Het hoofddoel van een aardlekschakelaar is het onderbreken van de stroomtoevoer naar een elektrische installatie (de beveiligde uitschakeling van het net) bij het optreden van een lekstroom. Enerzijds voorkomt deze beveiligingsschakelaar elektrocutie van een persoon, anderzijds voorkomt het oververhitting van de aders van de draden.

Als het verwarmingselement of de kabel ernaartoe plotseling beschadigd raakt, worden condensatie aan de buitenkant en water in de boiler natuurlijke stroomgeleidende elementen, en bij contact hiermee of met de behuizing van de boiler krijgt een persoon een lekstroomschok.

Als gevolg – onaangename gevoelens, hartritmestoornissen en mogelijk de dood. Alles hangt af van de sterkte van de elektrische stroom in ampères.

De RCD onderbreekt de stroomkring bij een breuk van de nul- en beschermingsdraad, een verlaging van het isolatieniveau en een kleine waarde van de foutstroom – daarbij, in tegenstelling tot andere beveiligingsschakelaars, gebeurt de uitschakeling significant sneller (binnen enkele milliseconden).

Wanneer er een grote lekstroom in de kring verschijnt, beginnen de draden buiten hun limieten te werken. Maar de doorsnede van de aders is niet berekend op dergelijke belastingen. Als gevolg hiervan wordt de draad erg heet en brandt de isolatie door. Dit verhoogt onvermijdelijk het risico op brand in huis.

Daarom wordt aanbevolen om de boiler niet op het elektriciteitsnet aan te sluiten zonder RCD.

De meest voorkomende situaties waarin een aardlekschakelaar uitschakelt zijn:

• beschadiging van de draad en kortsluiting van de blanke ader met de behuizing van de boiler;
• beschadiging van de isolatielaag in het buisvormige elektrische verwarmingselement;
• onjuiste keuze van de parameters van de beveiligingsinrichting;
• onjuist aansluitschema van de boiler op de elektriciteitsvoorziening;
• storing van het lekstroombeveiligingsapparaat zelf.

In al deze gevallen, bij afwezigheid van een RCD, kan aanraking van de behuizing van de boiler of het daarin verwarmde water door een persoon leiden tot ernstig letsel.

Verschil van het aardlekschakelapparaat

U moet duidelijk onderscheid maken tussen een aardlekschakelaar (differentieelschakelaar) en een differentieelautomaat (differentieelautomaat, automatische differentieelschakelaar, RCBO). Ze hebben een enigszins verschillende functie, ze werken fundamenteel anders en hun interne constructie verschilt ook.

De RCD reageert uitsluitend op lekstroom. De differentieelautomaat is een complexer apparaat waarvan de aardlekschakelaar een onderdeel is. De differentiële stroomonderbreker schakelt niet alleen uit bij de hierboven beschreven lekstromen, maar ook bij kortsluitingen en overbelastingen in het elektriciteitsnet.

In de RCBO zijn naast de RCD bovendien thermische en elektromagnetische uitschakelmagneten aanwezig, die reageren op diezelfde zeer hoge stromen en kortsluitingen.

Ondanks de grote mogelijkheden van de differentieelautomaat hoeft deze niet in de kring met de boiler te worden geplaatst; in de elektrische verdeelkast staat al een normale stroomonderbreker die samen met de RCD dezelfde functies vervult. Het wordt niet aanbevolen om beveiligingsapparaten te dupliceren.

Het belangrijkste onderdeel van de RCD is een differentiële transformator met drie wikkelingen (toevoer, afvoer en sturing). De elektrische stroom die door het beveiligingsapparaat gaat, wekt op deze wikkelingen magnetische fluxen op met recht tegenovergestelde polen. Bij afwezigheid van lekken, wanneer de boiler in orde is, is de som van de stromen gelijk aan nul.

Maar bij defecten van het verwarmingselement of isolatiedoorbraak, als een persoon een blanke draad (of de metalen behuizing van de boiler) vasthoudt, begint er elektrische stroom door zijn lichaam naar de aarde te lekken – als gevolg hiervan wordt de som van de stromen van nul positief.

Dan wordt het evenwicht in de transformator verstoord en verbreekt de elektromotorische kracht die op het interne relais werkt onmiddellijk de stroomkring, waarna de RCD uitschakelt.

Aanvullende informatie over de verschillen tussen een aardlekschakelaar en een differentieelautomaat, evenals over de keuze van een schakelapparaat voor het uitschakelen van de belasting, wordt gegeven in dit artikel.

Soorten differentieelschakelaars

De aardlekschakelaars die met boilers en andere elektrische apparaten worden geïnstalleerd, worden onderverdeeld naar het type lekstroom, de werkstroom, het aantal fasen, en ook naar de aanwezigheid/afwezigheid van vertraging en de technologie van het uitschakelen van het beveiligingsapparaat.

Als de boiler krachtig en driefasig is, moet het beveiligingsapparaat (aardlekschakelaar) voor hem ook ontworpen zijn voor drie fasen (met vier polen/klemmen); een gewoon eenfasig apparaat heeft slechts één ingang en één uitgang (+).

Alle modellen aardlekschakelaars worden op basis van het type lekstroom in drie soorten verdeeld:

• «A» – ontworpen om te reageren op wissel- en pulserende elektrische stroom;
• «AC» – goedkope huishoudelijke apparaten die alleen reageren op wisselstroom;
• «B» – industriële varianten, ontworpen voor gebruik in netwerken met wissel-, gelijk- en gelijkgerichte elektrische stroom.

Als in de markering van de aardlekschakelaar op de behuizing «S» voorkomt, dan is het een apparaat met een instelbare selectieve uitschakelvertraging. Het verbreekt de stroomkring pas na een strikt ingestelde tijd, niet onmiddellijk. Dergelijke apparaten worden gebruikt in cascadesystemen met meerdere beveiligingscircuits. In huishoudelijke omgevingen worden ze vrijwel niet toegepast.

Naar het principe van het verbreken van de stroomkring zijn aardlekschakelaars:

• elektromechanisch;
• elektronisch.

Elektromechanische modellen hebben geen afzonderlijke externe voeding nodig en zijn betrouwbaarder. Ze zijn echter duurder dan de tweede. Maar ondanks de hoge prijs wordt aanbevolen om juist elektromechanische apparaten te installeren.

Elektronische varianten verliezen effectiviteit bij spanningspieken – in dergelijke situaties neemt hun uitschakeltijd toe. Plus, bij beschadiging van de nuldraad zal een dergelijke aardlekschakelaar eenvoudigweg stoppen met werken zonder voeding.

Hoe kiest u een beveiligingsapparaat?

De werkstroom van de aardlekschakelaar bepaalt de maximaal toegestane belasting in de stroomkring die erdoorheen zal gaan. Deze moet overeenkomen met het vermogen van de boiler.

Als de boiler bijvoorbeeld tot 2,3 kW verbruikt, moet het beveiligingsapparaat ontworpen zijn voor 10 A. Voor boilers van 5,5–7 kW is een apparaat van 32 A nodig. Maar voor boilers van 7–8 kW is een aardlekschakelaar van 40 A vereist.

De twee belangrijkste parameters van een aardlekschakelaar zijn de nominale werkstroom (in ampère, «A») en de lekstroom (in milliampère, «mA»). Bij huishoudelijke modellen zijn ze direct gekoppeld, maar er zijn ook speciale apparaten waarbij deze correlatie ontbreekt.

De lekstroom wordt aangegeven in mA (milliampère). Volgens elektrotechnische regels moet de berekening worden uitgevoerd op basis van 0,4 mA per ampère werkende elektrische stroom. Daarnaast wordt nog 10 μA per meter kabel naar de boiler toegevoegd.

Het is niet voor niets dat men aanraadt om de aardlekschakelaar direct naast de boiler te plaatsen, om de invloed van de tweede parameter in de berekeningen uit te sluiten.

Het besproken beveiligingsapparaat is, qua vorm en afmetingen, verkrijgbaar voor montage op een DIN-rail in de schakelkast en als een blok met stekker voor een normaal stopcontact.

Er zijn modellen waterverwarmers in de handel die standaard zijn uitgerust met een in de kabel ingebouwde aardlekschakelaar. Alle parameters van dergelijke beveiligingsapparaten zijn al vooraf berekend voor de specifieke boiler; u hoeft ze alleen maar in het stopcontact te steken.

Als u geen ervaring heeft met het installeren van elektrische bedrading, kunt u gebruikmaken van een aardlekschakelaar in de vorm van een stopcontactadapter – dan zullen er zeker geen problemen zijn met het aansluiten van de waterverwarmer; u hoeft alleen de parameters van het beveiligingsblok correct te kiezen.

Een ander aspect van het kiezen van een aardlekschakelaar is dat vrijwel elk elektrisch apparaat natuurlijke lekstromen heeft. Als deze aanwezig zijn, worden ze vermeld in het technische gegevensblad van de boiler.

De nominale parameters van de beveiligingsinrichting moeten deze technische gegevens ten minste drie keer overschrijden, anders zullen er steeds valse uitschakelingen optreden.

Onder de beste producenten van differentieelschakelaars vallen:

• Zweeds-Zwitserse ABB;
• Franse Legrand en Schneider Electric;
• Duitse Siemens en AEG;
• Russische «KEAS», IEK en DEKraft.

Bij Europese producenten zijn de prijzen wat hoger. Toch doen de producten van Russische bedrijven vaak niet onder in kwaliteit.

Aansluitschema's voor elektrische boilers

Voor een waterverwarmer kan men de aardlekschakelaar direct in de meterkast van het appartement of van de woning installeren, of direct aan de muur naast het verwarmingsapparaat.

Het principe van de aansluitvolgorde is in beide gevallen identiek: boiler, aardlekschakelaar, automaat van de lijn, meter en hoofdschakelaar. Daarbij kunnen de aardlekschakelaar en de automaat van de specifieke lijn met het stopcontact voor de waterverwarmer van plaats worden verwisseld; beide schema's zijn correct.

De klassieke manier om een aardlekschakelaar voor een boiler aan te sluiten, is het installeren op een speciaal voor de verwarmingsketel bestemde lijn na de automaat (+).

Een huishoudelijke waterverwarmer dient te worden aangesloten op een aparte groep van de elektriciteitskast. Bij voorkeur mogen er geen stopcontacten of andere elektrische apparaten op deze groep zijn aangesloten.

Een boiler is een tamelijk gevaarlijk apparaat. Het is het beste als de beveiligingsinrichting alleen voor dit apparaat werkt. Dit verhoogt de veiligheid van het gebruik van de verwarming en vereenvoudigt het opsporen van probleemzones in de gehele huisinstallatie.

Als u de aardlekschakelaar naast de waterverwarmer installeert, zal de draad van de beveiligingsinrichting naar de automaat in de kast onbewaakt zijn. Bij beschadiging van de isolatie van die draad zal de beveiliging van de boiler simpelweg niet aanspreken. Hij zal de lekstroom niet eens opmerken.

Echter, boilers worden vaak in badkamers geïnstalleerd, waar de luchtvochtigheid hoog is. Het is nog goed als er in de elektriciteitskast een extra algemene aardlekschakelaar voor het hele huis zit, die het net uitschakelt. Anders leidt zo'n doorslag onvermijdelijk tot elektrocutie van iemand die een douche wil nemen.

Mogelijke montagefouten

Fout nr. 1. Om een aardlekschakelaar correct te laten werken, zijn contacten tussen de 'werkende nul' en 'aarde' in het te beveiligen circuit niet toegestaan. Voor elke van deze draden moet een eigen rail worden gebruikt. Bovendien is 'aarding' helemaal niet aanwezig in de aansluiting van het beveiligingsapparaat. Deze geleider wordt nergens op aangesloten.

De voedingsdraad van de elektriciteitskast wordt aangesloten op de bovenste klemmen van de aardlekschakelaar, van de onderste klemmen gaat de lijn naar de boiler – omgekeerd mogen de aders niet worden aangesloten (+)

Fout nr. 2. De nominale stroom van de aardlekschakelaar wordt gekozen gelijk aan of iets hoger dan de nominale stroom van de stroomonderbreker in het circuit. Alleen op deze manier kan de stroomonderbreker het beveiligingsapparaat zelf beschermen tegen overbelasting.

Fout nr. 3. Onervaren elektriciens installeren vaak stopcontacten en aardlekschakelaars direct onder de boiler. Dit wordt ten strengste afgeraden.

Lekkages uit de boiler kunnen niet volledig worden uitgesloten, en bij een dergelijke plaatsing van stopcontacten en andere elektrische apparaten met blanke draden onder een potentieel 'waterval' is het niet ver tot een tragedie.

Fout nr. 4. De boiler mag niet alleen via een aardlekschakelaar of een enkele automaat worden aangesloten. Deze apparaten vullen elkaar aan, maar vervangen elkaar niet. Ze beschermen de boiler tegen fundamenteel verschillende probleemsituaties in het elektriciteitsnet.

Fout nr. 5. Als u een te gevoelige aardlekschakelaar kiest (met een lage lekstroom), zal deze onnodig vaak aanspreken en de stroomkring blokkeren. De boiler wordt constant uitgeschakeld. Hierdoor wordt het water niet goed verwarmd en kan de boiler door het continu in- en uitschakelen defect raken.

Na het voltooien van de elektrische installatie is het noodzakelijk om de werking van de aardlekschakelaar te controleren. De meeste boilers hebben hiervoor een 'TEST'-functie die een lekstroom simuleert. Als alles correct is aangesloten en de beveiliging werkt, zal deze uitschakelen en de boiler spanningsloos maken.

In het andere geval moet u kijken waar en wat niet naar behoren werkt. Bovendien wordt aanbevolen dergelijke controles eenmaal per maand en daarna te herhalen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Er zijn weinig nuances bij het installeren van een aardlekschakelaar, maar ze zijn er wel. Om het u gemakkelijker te maken deze vragen te begrijpen en het apparaat correct te kiezen, hebben we een selectie van relevante videomateriaal samengesteld. Hierin wordt in detail uitgelegd over de werkingsprincipes en aansluitschema's van een aardlekschakelaar in een netwerk met een boiler.

Aansluiting van beveiligingsapparaten in netwerken zonder aarding:

Wat is een aardlekschakelaar, waarom is het nodig in huis (aan de hand van het aansluiten van een wasmachine):

Het wordt afgeraden om de boiler op het elektriciteitsnet aan te sluiten zonder aardlekschakelaar. Alleen een beveiligingsapparaat dat stroomlekken detecteert, kan de gebruikers beschermen. Er zijn geen moeilijkheden bij de installatie van een dergelijk apparaat; u kunt het zelf in de stroomkring opnemen door de parameters af te stemmen op de elektrische stroom.

Heeft u persoonlijke ervaring met het kiezen en aansluiten van een aardlekschakelaar op een boiler? Wilt u uw opgedane kennis delen of vragen over het onderwerp stellen? Laat alstublieft reacties achter en neem deel aan de discussies – het feedbackformulier vindt u hieronder.