Brandveilige aardlekschakelaar: aanbevelingen voor de keuze, regels en montageschema's

Volgens de regels voor het ontwerpen van elektrische installaties en brandveiligheidsnormen moet het elektriciteitsnet bij de ingang van een appartement of een vrijstaande woning een brandbeveiligingsaardlekschakelaar hebben. Dit is een gewone differentieelschakelaar, maar met een hogere lekstroomwaarde dan de klassieke apparaten ter bescherming tegen elektrische schokken.

Bij de keuze van een dergelijk apparaat, bedoeld om brand te voorkomen, moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan. De installatie ervan vereist ook het naleven van specifieke elektrotechnische installatie-eisen.

Laten wij de bijzonderheden van de werking van dit apparaat, het toepassingsgebied en de belangrijkste punten waar u op moet letten bij het kiezen van deze apparatuur, bespreken.

Algemene functies van de differentieelschakelaar

In huishoudelijke en industriële elektriciteitsnetten worden verschillende soorten beveiligingsapparaten gebruikt die bedoeld zijn om brand en elektrische schokken te voorkomen. Ze zijn allemaal ontworpen om te activeren bij storingen in elektrische installaties of bij doorslag van de isolatie van de bedrading.

Het werkingsprincipe, de interne onderdelen en de bewaakte kenmerken zijn verschillend. Maar de taak is overal hetzelfde: bij problemen snel de voedingscircuit verbreken.

Men mag een aardlekschakelaar en een difautomaat niet verwarren; het apparaat en de functionaliteit verschillen. Het eerste apparaat bewaakt uitsluitend het optreden van lekstroom, terwijl het tweede ook is ontworpen om te activeren bij kortsluiting en overbelasting in het net.

Een aardlekschakelaar (differentieelschakelaar) is een elektrotechnisch apparaat dat de voedingslijn onderbreekt wanneer er een hoge lekstroom optreedt. Deze ontstaat bij doorslag van de isolatielaag in verschillende thermische elektrische verwarmingstoestellen en draden.

Als een mens op dat moment de behuizing van het defecte apparaat aanraakt, zal de elektrische stroom via hem naar de aarde vloeien. Dit kan leiden tot ernstig letsel. Om dit te voorkomen, wordt in het circuit een aardlekschakelaar (differentieelstroomonderbreker) geplaatst.

Een normale en een brandbeveiligingsaardlekschakelaar bestaan uit:

• een behuizing;
• een transformator met drie wikkelingen;
• een EDS-relais.

In normale werkconditie creëert de elektrische stroom die door de transformatorwikkelingen gaat magnetische fluxen met verschillende polen. Bij optelling ervan wordt een netto nul verkregen. Het relais bevindt zich in die toestand in gesloten toestand en laat stroom door.

Maar bij het optreden van een lek wordt het evenwicht in de wikkelingen verstoord. De betreffende automatische schakelaar reageert hierop door de stroomkring te openen. Als gevolg daarvan verdwijnt de spanning in het net – het defecte elektrische apparaat is spanningsloos en de persoon loopt geen gevaar meer. De aardlekschakelaar wordt binnen enkele milliseconden geactiveerd.

Elektrische apparatuur wordt een brandbron bij:

• kortsluitingen;
• overbelasting van het net en/of de elektrische installatie;
• bovennormatieve lekken als gevolg van isolatieveroudering.

In de eerste twee gevallen wordt de beveiligingsuitschakeling uitgevoerd door een differentieelschakelaar (thermische elektromagnetische ontkoppeling) of door het doorsmelten van een zekering. Voor de derde situatie bestaat juist de besproken aardlekschakelaar op basis van differentiaalstroom. Er zijn ook speciale isolatiebewakingsapparaten, maar die zijn duur en worden zelden in appartementen of huisverdeelkasten geïnstalleerd.

Hoe kan een aardlekschakelaar brand voorkomen?

Bij elektrische ongevallen ontstaan er geen vonken die brand kunnen veroorzaken. Maar brand kan toch optreden bij lekstroom. Het gaat om de bedrading en de elektrische stroom door de kabels. De aders zijn oorspronkelijk ontworpen voor strikt bepaalde spanningswaarden. Als deze parameters de ontwerpnormen overschrijden, is het niet lang voordat er open vuur ontstaat.

Als er door een beschadigde isolatie een sterke lekstroom ontstaat, begint het metaal van de draden, dat hier niet voor is ontworpen, overmatig te verhitten – dit leidt tot het smelten van de isolatiemantel en het verhitten van omliggende voorwerpen.

De taak van de brandveilige aardlekschakelaar is het bewaken van deze situatie en het voorkomen van oververhitting van de bedrading. Als de isolatie beschadigd is en er lekstroom ontstaat, schakelt het beveiligingsapparaat eenvoudigweg de problematische lijn los van het net. Als er een differentiaalschakelaar in het circuit aanwezig is, komt het niet eens tot overmatige verhitting van de adermetaal en het ontstaan van vuur.

Een lekstroom van 300–500 mA bij een spanning van 220 V – dit is een warmteafgifte gelijk aan de warmte die ontstaat bij een aangestoken aansteker. Een dergelijke warmteontwikkeling leidt onvermijdelijk tot ontbranding van de bedrading en alles in de buurt.

De hoofdfunctie van de beschouwde klasse aardlekschakelaars is niet de bescherming van personen, maar het verhogen van de brandveiligheid. Om elektrische schokken te voorkomen, worden na de brandbeveiligingsapparaten gewone apparaten met een lagere nominale lekstroom in het circuit geplaatst.

Functioneel beschermt de brandbeveiligende aardlekschakelaar:

1. De invoerkabel voor zichzelf.
2. De bedrading van de verbruikerslijn na zichzelf.
3. Aangesloten elektrische apparatuur, wanneer bij storingen de onderliggende standaard differentieelschakelaar niet reageert.

Een brandbeveiligingsaardlekschakelaar is een onderdeel van de cascadebeveiliging van het 220 V elektriciteitsnet. Het wordt niet gebruikt in rook- en branddetectiesystemen. In dergelijke systemen mogen dergelijke beveiligingsapparaten juist niet aanwezig zijn. In bepaalde situaties kunnen ze een dergelijk controlesysteem uitschakelen, wat volstrekt onaanvaardbaar is.

Selectiecriteria voor apparatuur

Bestaande aardlekschakelaars worden onderverdeeld in enkelfasig en driefasig. In huishoudens worden alleen de eerste apparaten gebruikt. Naar een appartement of een eengezinswoning loopt vanuit de elektriciteitskast vrijwel altijd een enkelfasige lijn. De differentieelschakelaar heeft hiervoor twee aansluitklemmen (ingang plus uitgang), terwijl de driefasige varianten vier aansluitklemmen voor draden hebben.

Alle aardlekschakelaars worden op basis van het type lekstroom ingedeeld in drie groepen: 'A', 'B' en 'AC'. Voor brandbeveiligingsdoeleinden dient men de variant 'AC' te nemen (alleen voor wisselstroom), 'A' en 'B' zijn duurder, omdat ze ook geschikt zijn voor pulserende en gelijkgerichte stromen.

Aardlekschakelaars zijn er in:

• elektronische dimmers;
• elektromechanische.

Eerstgenoemde zijn duurder, maar minder betrouwbaar. In vrijwel alle gevallen kunt u het beste een aardlekschakelaar van het elektromechanische type kiezen voor brandbeveiliging. Zo'n schakelaar heeft geen externe voeding nodig. De elektronische tegenhanger stopt met werken bij een onderbreking van de voedingslijn en kan dan niet meer controleren op isolatieschade. Bovendien neemt de reactietijd toe tijdens een spanningspiek.

De twee belangrijkste criteria voor de keuze van een brandbeveiligingsaardlekschakelaar zijn de selectiviteit van het apparaat (de mogelijkheid om een uitschakelvertraging in te stellen) en een hoge lekstroomwaarde (100–300 mA). Als aan een van deze voorwaarden niet is voldaan, zal het systeem van beveiligingsapparaten in de meterkast niet correct werken.

Een aardlekschakelaar van het selectieve type wordt op de behuizing aangeduid met de letter 'S'; deze moet u installeren als brandbeveiligingselement van de cascade (hij schakelt uit met een ingestelde tijdsvertraging).

Volgens de normen moet een brandbeveiligingsaardlekschakelaar minstens drie keer groter zijn dan de onderliggende gewone aardlekschakelaar wat betreft:

• lekstroom;
• reactietijd.

Als het verschil in deze parameters minder dan drie keer is, zal bij het aanspreken van de onderliggende aardlekschakelaar ook het brandbeveiligingsapparaat reageren en de stroomkring uitschakelen. Hierdoor wordt het moeilijker om de oorzaak van de uitschakeling te achterhalen en blijven alle verbruikers op de parallelle leidingen zonder stroom, terwijl daar geen problemen zijn.

Idealiter zou de cascadeconfiguratie van verschillende aardlekschakelaars zo moeten werken dat bij problemen alleen het apparaat reageert dat zich het dichtst bij de plaats van de isolatiedoorbraak bevindt. In dat geval wordt alleen het beveiligde circuit uitgeschakeld. De andere blijven onder spanning staan.

Wat betreft de vereiste van een hoge lekstroomparameter is de situatie als volgt. Bij normale aardlekschakelaars wordt deze gekozen tussen 10 en 40 milliampère. De werkstroom (maximaal verbruik van aangesloten apparaten op de lijn) bereikt in dit geval 16 tot 40 A. Voor verlichting en stopcontacten met huishoudelijke apparaten is dit ruim voldoende.

Echter, in elk elektriciteitsnet zijn er natuurlijke lekken. In het ontwerp van een appartement of huiselijk energiesysteem worden ze specifiek berekend om de juiste aardlekschakelaar te kiezen. Ze mogen niet meer dan 1/3 van de lekstroom van de geselecteerde differentieelschakelaar voor de betreffende lijn bedragen. Anders zal het beveiligingsapparaat regelmatig valse uitschakelingen vertonen.

Volgens de regels wordt de brandbeveiligingsaardlekschakelaar direct na de elektriciteitsmeter bij de ingang van het huis geplaatst; hierop worden de natuurlijke lekstromen opgeteld van alle in de woning aangesloten huishoudelijke apparaten.

Als u het beveiligingsapparaat kiest zoals in een normaal geval van 10-40 mA, dan zal het elektriciteitsnet voortdurend worden uitgeschakeld. Feitelijk zal de aardlekschakelaar continu lekken detecteren en de stroomtoevoer uitschakelen in alle voedingslijnen van het huis.

Schema's voor de installatie van de beveiligingsschakelaar

De aardlekschakelaar is niet ontworpen om overbelastingen in het elektriciteitsnet te detecteren, daarom moet deze altijd samen met een standaard 'automatiek' – een automatische schakelaar worden geplaatst. Zo is de beveiliging volledig op alle probleemgebieden.

Het standaardschema voor het aansluiten van beveiligingsapparaten in de verdeelkast ziet er als volgt uit:

1. Eerst komt de automaat aan de ingang.
2. Daarna wordt de elektriciteitsmeter geplaatst.
3. Vervolgens wordt de brandbeveiligingsaardlekschakelaar (100-300 mA) aangesloten.
4. Daarna wordt de stroomkring verdeeld in meerdere afzonderlijke verbruikersgroepen met aardlekschakelaars tegen elektrische schokken (10-40 mA).

In sommige schema's wordt de eerste automatische schakelaar vervangen door een draaischakelaar, en daarna worden de minder sterke automaten op de verbruikerslijnen geplaatst. Deze variant is ook niet in strijd met de regels.

Bij het aansluiten van draden is het belangrijk om erop te letten dat de uitgangen van de aardlekschakelaar niet worden samengevoegd op een gemeenschappelijke nul en in het algemeen nergens kruisen met andere nulgeleiders of de behuizing van de verdeelkast. Na dit beveiligingsapparaat moet de lijn direct naar een andere aardlekschakelaar of automaat gaan en vervolgens direct naar de verbruikers.

Na voltooiing van de montage moet de juistheid van de montage van het hele schema en de werking van het beveiligingsapparaat worden gecontroleerd.

Eerst wordt een apparaat in het stopcontact gestoken om een belasting in het net te creëren en wordt er spanning aangelegd. Als alles correct is en de isolatie overal intact is, mag er geen uitschakeling van de aardlekschakelaar optreden.

Vervolgens wordt de differentiaalschakelaar zelf gecontroleerd. De meeste aardlekschakelaars hebben hiervoor een knop 'T' ('TEST'). Door erop te drukken wordt een gesimuleerde lekstroom gegenereerd, waardoor de beveiliging normaal moet uitschakelen. De test moet werken ongeacht of er belasting is of niet.

Als de aardlekschakelaar bij het indrukken van 'TEST' de lijn niet uitschakelt, is hij defect. Het is mogelijk dat het simulatiecircuit voor lekstroom kapot is. In dat geval blijft het beveiligingsapparaat zijn functies uitvoeren zoals bedoeld. Toch is het beter om zo'n schakelaar direct te vervangen. Het wordt aanbevolen om deze controle eenmaal per maand uit te voeren.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De functies en parameters van brandbeveiligings- en gewone aardlekschakelaars moeten duidelijk worden gescheiden. Deze apparaten zien er uiterlijk hetzelfde uit en zijn van binnen identiek. Toch hebben ze verschillende taken. Om alle nuances van deze verschillen te begrijpen, raden we u aan om ook de onderstaande videomaterialen te bekijken.

Doel van de brandbeveiligingsaardlekschakelaar:

Wat is een aardlekschakelaar met beschrijving van nominale waarden en types:

Waarom huishoudelijke apparaten via een aardlekschakelaar aansluiten:

Een brandbeveiligingsaardlekschakelaar kan altijd zelf worden geïnstalleerd, aangezien de instructie eenvoudig en duidelijk is, zelfs voor een amateur. Het heeft slechts twee ingangen, er hoeven slechts twee draden te worden aangesloten. Het is alleen belangrijk om de nominale waarden van dit apparaat correct te kiezen, zodat het uitschakelt wanneer dat nodig is. Maar als u geen ervaring heeft met dergelijke aansluitingen, kunt u beter een elektricien inschakelen.

Heeft u ervaring met het zelf monteren van brandbeveiligingsaardlekschakelaars? Deel uw opgedane kennis met de bezoekers van onze website en stel vragen over het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok.