SIGRES

verliesstroomschakelaars voor speciale omgevingsvoorwaarden


Schadelijke gassen in de atmosfeer, bijv. in speciale industriële sectoren, werken in combinatie met luchtvochtigheid corroderend in op metalen onderdelen. Daardoor kan de correcte werking van de verliesstroomschakelaars worden beïnvloed en moeten ze vroegtijdig worden vervangen. Nu zijn ook duurzame varianten voor deze speciale omgevingsvoorwaarden leverbaar.

Een langere levensduur van de verliesstroomschakelaar bij gebruik in speciale omgevingen kan vooral worden gerealiseerd door een verbetering van het houdmagneetsysteem. Om de corrosie van de metalen onderdelen van het uitschakelrelais te voorkomen, dient men de condensatie van vocht op de metalen onderdelen tegen te gaan. Dit is mogelijk als de oppervlaktetemperatuur van de metalen onderdelen slechts enkele °C hoger ligt dan de omgevingstemperatuur. De directe verwarming van de houdmagneetuitschakelaar met minimaal vermogen produceert het gewenste effect. Omdat er geen condensatie optreedt, kunnen de schadelijke gassen ook geen corrosie veroorzaken.

De aldus uitgevoerde verliesstroomschakelaars "SIGRES" uit het gamma BETA modulair installatiemateriaal van Siemens gaan veel langer mee dan de standaard uitvoeringen. Deze verliesstroomschakelaars met actieve condensatiebeveiliging, waarvoor het patent aangevraagd is, worden gekenmerkt door het symbool i . Ze zijn leverbaar in een productgamma van 25 A tot 80 A in tweepolige (1+N) en vierpolige (3+N) uitvoering. Met nominale verliesstroomwaarden van telkens 30 mA en 300 mA (300 mA ook als selectieve uitvoering s ) bestaat er voor elke beschermingstaak een geschikt apparaat.

Werkingsprincipe van verliesstroomschakelaars


Een verliesstroomschakelaar (RCCB = Residual Current Operated Circuit Breaker) bestaat uit vijf essentiële onderdelen, die de schakelaar in staat stellen gevaarlijke verliesstromen te herkennen en de stroomkringen daarna ook veilig te onderbreken:

  • stroomtransformator voor de detectie van de verliesstroom

  • uitschakelkring voor de evaluatie van de verliesstroom en voor de omzetting naar het uitschakelrelais

  • uitschakelrelais om de elektrische meetgrootheid om te zetten in een mechanische uitschakeling

  • sluitingsmechanisme met overeenkomstige contacten,

  • teststroomkring


Toepassingsgebieden voor verliesstroominrichtingen


Toepassingsgebied

Vereiste nominale verliesstroom I?N in mA

Soort omgevingsinvloed

Zwembaden zone 1 en 2

= 30

Hoge luchtvochtigheid met Cl2O3

Land- en tuinbouwbedrijven algemeen

Stopcontactkringen

= 500
= 30

Hoge luchtvochtigheid met NH3

Chemische nijverheid


Luchtvochtigheid met diverse schadelijke gassen en oplosmiddelen

Galvaniserende bedrijven


Hoge luchtvochtigheid met diverse schadelijke gassen

Bouwwerven

Stopcontactenkringen (eenfasewerking) tot 32 A en voor in de hand gehouden bedrijfsmiddelen

Stopcontactenkringen tot
32 A en speciale stopcontactenkringen


= 30
= 30
= 30...500

Luchtvochtigheid met voor het milieu schadelijke gassen SO2, NOX, chemische materialen

Verkeerssignalisatiesystemen

Klasse T1

Klasse U1


= 300
= 30

Luchtvochtigheid met voor het milieu schadelijke gassen SO2, NOX

Vliegende constructies, wagens, woonwagens zoals van kermisreizigers, voedingspunten

= 500

Luchtvochtigheid met voor het milieu schadelijke gassen SO2, NOX

Fonteinen

Zone 2 algemeen

Zone 0 en 1


= 500
= 30
= 30

Luchtvochtigheid met voor het milieu schadelijke gassen SO2, NOX

Levensmiddelenindustrie

Hoge luchtvochtigheid met diverse schadelijke gassen, bijv. H2S

Mijnbouwinstallaties

= 500

Luchtvochtigheid met schadelijke gassen


Geselecteerde toepassingsgebieden waar het gebruik van verliesstroom-beveiligingsinrichtingen vereist is en waarbij verhoogde concentraties aan schadelijke gassen kunnen optreden.

De stroomtransformator omvat alle stroomvoerende geleiders van de te beveiligen stroomkring, dus ook de nulleider. In een foutvrije installatie heffen de magnetische werkingen van de met stroom doorvloeide geleiders zich op in de stroomtransformator. Er wordt geen spanning geïnduceerd in de secundaire wikkeling van de transformator. Pas als er bijv. door een isolatiefout in de te beschermen installatie een verliesstroom vloeit, ontstaat een spanning in de secundaire wikkeling, die via de uitschakelkring op het uitschakelrelais inwerkt. Als de uitschakelvoorwaarden (verliesstroom > aanspreekwaarde) worden bereikt, ontklinkt het uitschakelrelais het schakelslot en schakelt de gebrekkige stroomkring uit. De uitschakeling moet overeenkomstig de apparaatvoorschriften DIN VDE 0664 deel 10 en NBN 819 bij de nominale verliesstroom binnen 200 ms gebeuren.

De functie van de verliesstroomschakelaar kan met de op elk toestel voorziene testknop worden gecontroleerd. Door de testknop in te drukken, wordt een kunstmatige verliesstroom opgewekt, die de uitschakeling veroorzaakt. De goede werking van de verliesstroomschakelaar moet tijdens de ingebruikname van de installatie en op regelmatige tijdstippen, minstens om de zes maand, met het oog op de eigen veiligheid worden gecontroleerd.

Bescherming voor alle toepassingsgebieden


Om bij de omgang met elektrische energie de gevaren onder het grensrisico te houden, schrijft DIN VDE 0100 deel 410 beveiligingsmaatregelen voor. Op dit vlak heeft de verliesstroomschakelaar met uitschakeling in geval van storing al tientallen jaren goede diensten bewezen. De verliesstroomschakelaar kan in alle netsystemen worden gebruikt:

  • TT-systeem,

  • TN-systeem,

  • IT-systeem


Overeenkomstig de verschillende beveiligingsdoelstellingen maakt men op basis van de nominale verliesstromen I?N een onderscheid tussen de verschillende verliesstroom-beveiligingsinrichtingen (RCD = Residual Current Device), waarbij de grensstroom voor de hoofdtoepassing op I?N = 30 mA ligt.

  • I?N = 30 mA: als bijkomende beveiliging bij directe aanraking

  • I?N > 30 mA: als foutbeveiliging of beveiliging bij indirecte aanraking,

  • I?N = 300 mA: beveiliging tegen elektrisch ontstoken branden ten gevolge van isolatiefouten ten opzichte van aarde.


Dankzij de uitstekende beschermingswerking en de jarenlange positieve ervaringen met het gebruik van verliesstroomdetectie worden ze in talrijke toepassingsgebieden verplicht voorgeschreven.

Toepassingen in agressieve omgevingen


De toestelnorm DIN EN 61008-1 (VDE 0664 deel 10) definieert de standaardvoorwaarden voor de werking van de verliesstroomschakelaar. Met betrekking tot de omgevingsinvloeden geeft deze norm enkel informatie over de omgevingstemperatuur (-5 °C of -25 °C tot +40 °C), relatieve vochtigheid (50 % bij 40 °C) en het externe magneetveld (max. vijfmaal het aardmagneetveld). Over de invloed door schadelijke gassen in de omgevingslucht geeft deze norm geen informatie en worden dus ook geen vereisten geformuleerd. In de praktijk staan de verliesstroomschakelaars echter bloot aan verschillende schadelijke gassen in uiteenlopende concentraties.

DIN VDE 0100 deel 510 "Selectie en opbouw van elektrische bedrijfsmiddelen, hoofdstuk 51: Algemene bepalingen" schrijft voor dat overeenkomstig de definitie van het toepassingsgebied (paragraaf 510.1) de bedrijfsmiddelen zo moeten worden gekozen en gebouwd, dat de beschermingsmaatregelen en een tevredenstellende werking van de installatie bij voorgeschreven gebruik verzekerd blijven met betrekking tot de te verwachten externe invloeden. De verantwoordelijkheid ligt dus bij de bouwer van de installatie. Hij moet bij de keuze van de bedrijfsmiddelen, dus ook van de verliesstroomschakelaar, rekening houden met de omgevingsvoorwaarden.

Gevolgen van corrosie


Praktijkproeven hebben aangetoond dat het uitschakelrelais het gevoeligst reageert op externe invloeden. Door schadelijke gassen in de atmosfeer in combinatie met luchtvochtigheid kan er met name in de belastingspauzen condensatie optreden op de metalen onderdelen van de verliesstroomschakelaar. Deze corrosiebevorderende condensatie werkt ook in op de metalen oppervlakken van de houdmagneetuitschakelaar. In ongunstige omstandigheden kan dit leiden tot een vroegtijdige uitval van het toestel en dus een noodzakelijke vervanging van de verliesstroomschakelaar.
In de praktijk kan men bijv. ook bij inbouw in verdeelborden met hoge IP beschermingsgraad niet voorkomen dat door onderhoud, herstellingen, uitbreidingen of andere omstandigheden schadelijke gassen in het verdeelbord geraken. De corroderende invloed van de omgevingslucht kan worden vastgesteld aan de bedrijfsmiddelen van de installatie. Daarom dient men ook bij de keuze van de verliesstroomschakelaars rekening te houden met de externe omgeving en de mogelijke invloeden van schadelijke gassen.