3.1 Stroomstelsels
Stroomstelsels zijn de manieren waarop het laagspanningsnet in Europa is opgebouwd en geaard. De opzet bepaalt hoe een storing (bijvoorbeeld een kortsluiting) wordt afgeleid en hoe snel de beveiliging reageert. De naam van elk stelsel bestaat uit twee letters:
- Eerste letter: geeft de relatie van de voeding tot aarde aan.
- T (Terra): één punt van de voeding is direct geaard.
- I (Isolé): de voeding is zwevend of via een hoge impedantie geaard.
- Tweede letter: geeft de relatie van de installatie met aarde aan.
- T (Terra): de gestellen van de installatie zijn direct met een eigen aardelektrode geaard.
- N (Neutral): de gestellen van de installatie zijn verbonden met de geaarde neutrale geleider van de voeding.
Soorten Stroomstelsels
- TT-stelsel:
- Opbouw: Voeding is geaard, en de metalen delen (gestellen) van de installatie zijn apart geaard met hun eigen aardelektrode. De weerstand van de aardelektrode moet laag genoeg zijn voor de aangesloten aardlekschakelaars (RCD’s) om te reageren bij een fout.
- Eigenschappen: Veilig bij fouten in de installatie, omdat er snel een foutstroom door de aardlekschakelaar loopt, die de spanning uitschakelt. Het is een veelvoorkomend stelsel, vooral in oudere installaties en agrarische gebieden.
- TN-stelsel:
- Opbouw: De gestellen van de installatie zijn via een pengeleider (PEN), beschermingsgeleider (PE) of nulleider (N) met de geaarde voeding verbonden. Hierdoor ontstaat een gesloten circuit. Een storing leidt direct tot een hoge kortsluitstroom, die de zekering of installatieautomaat laat afschakelen.
- Eigenschappen: Zeer effectief en vereist geen aardlekschakelaar voor de basisbeveiliging. Dit stelsel kent drie varianten:
- TN-S: De PE (beschermingsgeleider) en de N (nulleider) zijn overal gescheiden. Dit is de veiligste en meest gebruikte variant in nieuwe installaties.
- TN-C: De PE en N zijn gecombineerd in één geleider: de PEN-geleider. Dit bespaart materiaal, maar is onveilig. Als de PEN-geleider onderbroken wordt, komen de behuizingen van de aangesloten apparaten onder spanning te staan. Dit wordt in nieuwe installaties niet meer toegepast.
- TN-C-S: Een combinatie van beide. De PEN-geleider is gecombineerd vanaf de voeding tot aan het distributiepunt, en daar gesplitst in een PE en N-geleider voor de rest van de installatie.
- IT-stelsel:
- Opbouw: De voeding is niet geaard (zwevend) of via een hoge weerstand geaard. De gestellen van de installatie zijn lokaal wel geaard.
- Eigenschappen: De stroom wordt bij een eerste fout niet meteen onderbroken. Er is dus geen direct gevaar, waardoor processen door kunnen blijven draaien. Dit is ideaal voor kritische toepassingen zoals in ziekenhuizen of operatiekamers. Er wordt een isolatiebewakingsrelais gebruikt dat een alarm geeft bij een eerste fout, zodat deze opgespoord kan worden voordat een tweede fout optreedt.
3.2 Veiligheidsketens
Veiligheidsketens zijn circuits die worden gebruikt om de spanning te verlagen tot een niveau dat voor mensen en dieren ongevaarlijk is, volgens de IEC 60364-4-41-norm.
- SELV (Safety Extra Low Voltage):
- Opbouw: Een circuit met een zeer lage spanning, gevoed door een veiligheidstransformator. Het is geheel gescheiden van andere circuits en heeft geen aarding.
- Eigenschappen: De veiligste van alle ketens. Ideaal voor locaties met een hoog risico op elektrische schokken, zoals in natte ruimtes.
- FELV (Functional Extra Low Voltage):
- Opbouw: Een keten met een lage spanning, maar zonder de volledige scheiding en aarding die SELV en PELV vereisen. De lage spanning wordt als functioneel gezien, niet als veilige spanning.
- Eigenschappen: Niet veilig op zichzelf. Om schokken te voorkomen, moet de installatie worden beveiligd met extra maatregelen, zoals een aardlekschakelaar of dubbele isolatie.
- PELV (Protective Extra Low Voltage):
- Opbouw: Vergelijkbaar met SELV, maar de geleiders of behuizingen zijn geaard. Dit biedt extra bescherming.
- Eigenschappen: Veilig, maar iets minder dan SELV, omdat de aarding in theorie een risico kan vormen bij een defect in het aardingssysteem.
- S-ketens (Scheiding):
- Opbouw: Scheiding van stroomketens, waarbij een transformator met een scheidingswikkeling wordt gebruikt.
- Eigenschappen: Zorgt ervoor dat bij een fout in één apparaat, de stroomkring niet gesloten wordt door een tweede apparaat. Dit wordt gebruikt in medische ruimtes, omdat het de kans op een elektrocutie verkleint.