De bepalingen van dit hoofdstuk geven eisen voor de veiligheid van personen en materieel in de laagspanningsinstallatie wanneer een aardfout optreedt in het hoogspanningssysteem in het transformatorstation dat de laagspanningsinstallatie voedt.
De eisen voor de verbinding van de metalen gestellen van het transformatorstation met de aardingsvoorziening van het transformatorstation staan in HD 637 S1.
De eisen in deze rubriek zijn niet van toepassing op laagspanningssystemen die deel uitmaken van het openbare net.
In Nederland is HD 637 S1 geïmplementeerd als NEN 1041:2003 [in voorbereiding].
Aardfouten kunnen optreden zowel in het hoogspanningsgedeelte van het voedende transformatorstation als in het voedende hoogspanningsnet.
Dergelijke fouten leiden ertoe dat er een stroom loopt in de aardelektrode waarmee de metalen delen van het transformatorstation zijn verbonden. De grootte van de foutstroom hangt af van de impedantie van de foutstroomketen en de wijze waarop het hoogspanningssysteem is geaard.
[niet overgenomen]
Zie deel 0 voor de titels van de normen en andere publicaties.
[geen normtekst]
[geen normtekst]
De grootte en duur van de spanning met netfrequentie over isolatie van het laagspanningsmaterieel in de laagspanningsinstallatie als gevolg van een aardfout in het hoogspanningssysteem mogen de waarden in tabel 44A niet overschrijden.
| Toegelaten spanningen over isolatie in laagspanningsinstallaties Veff | Tijd s |
|---|---|
| U0 + 250 | > 5 |
| U0 + 1200 | ≤ 5 |
In IT-stelsels moet U0 worden vervangen door de fase-fase-spanning.
[geen normtekst]
Het transformatorstation moet zijn voorzien van een aardingsvoorziening die voldoet aan 9 van HD 637 S1.
In rubriek 442 worden de volgende symbolen gebruikt:
IE dat deel van de aardfoutstroom in het hoogspanningssysteem dat loopt door de aardingsvoorziening van het transformatorstation;
RE de weerstand van de aardingsvoorziening van het transformatorstation;
RA de weerstand van de aardingsvoorziening van de metalen gestellen van het materieel van de laagspanningsinstallatie;
RB de weerstand van de aardingsvoorziening van de nulleiding van het laagspanningssysteem, voor laagspanningssystemen waarbij de aardingsvoorziening van het transformatorstation en van de nulleiding van het laagspanningssysteem elektrisch onafhankelijk zijn;
U0 de fase-nul-spanning van het laagspanningssysteem;
Uf de spanning die in het laagspanningssysteem tussen metalen gestellen en aarde ontstaat zolang een fout aanwezig is;
U1 de spanning met netfrequentie over isolatie in het laagspanningsmaterieel van het transformatorstation;
U2 de spanning met netfrequentie over isolatie in het laagspanningsmaterieel van de laagspanningsinstallatie.
De volgende aanvullende symbolen worden gebruikt bij IT-stelsels waarin de metalen gestellen van het materieel van de laagspanningsinstallatie zijn verbonden met een aardingsvoorziening die elektrisch onafhankelijk is van de aardingsvoorziening van het transformatorstation:
Ih de foutstroom die loopt door de aardingsvoorziening van de metalen gestellen van het materieel van de laagspanningsinstallatie gedurende een periode wanneer er een fout in het hoogspanningssysteem en gelijktijdig een eerste fout in de laagspanningsinstallatie is (zie figuur 44E);
Id de foutstroom die loopt door de aardingsvoorziening van de metalen gestellen van de laagspanningsinstallatie gedurende de eerste fout in een laagspanningssysteem (zie figuren 44F en 44G);
Z de impedantie van de aardingsvoorziening van de nulleiding van het laagspanningssysteem, bij laagspanningssystemen waarbij de aardingsvoorziening van het transformatorstation en de nulleiding van het laagspanningssysteem elektrisch onafhankelijk zijn.
In deze situatie zijn de eisen van 442.5.1 van toepassing.
Wanneer in TN- en TT-stelsels de nulleiding is geaard via een aardingsvoorziening die elektrisch onafhankelijk is van de aardingsvoorziening van het transformatorstation (zie TN-b in figuur 44B en TT-b in figuur 44C), moet het isolatieniveau van het laagspanningsmaterieel geschikt zijn voor de spanning met netfrequentie over isolatie (RE x IE + U0).
Wanneer in IT-stelsels zowel de metalen gestellen in de installatie van de verbruiker als, indien aanwezig, de sterpuntsimpedantie zijn geaard via een aardingsvoorziening die elektrisch onafhankelijk is van de aardingsvoorziening van het transformatorstation (zie figuren 44F, 44G en 44H), moet het isolatieniveau van het laagspanningsmaterieel geschikt zijn voor de spanning met netfrequentie over isolatie (RE x IE + U0√3).
Aandacht moet worden besteed aan het feit dat, als de nulleiding in een driefasen TN-stelsel of TT-stelsel wordt onderbroken, zowel fundamentele, dubbele en versterkte isolatie als onderdelen die geschikt zijn voor de spanning tussen fase en nulleiding tijdelijk kunnen worden belast met de fase-fase-spanning. De spanning over isolatie kan ten hoogste bedragen U = U0√3.
Aandacht moet worden besteed aan het feit dat, als een faseleiding van een IT-stelsel onvoorzien contact maakt met aarde, zowel fundamentele, dubbele en versterkte isolatie die geschikt zijn voor de spanning tussen fase en nulleiding evenals onderdelen tijdelijk kunnen worden belast met de fase-fase-spanning. De spanning over isolatie kan ten hoogste bedragen U = U0√3.
Aandacht moet worden besteed aan de situatie van een kortsluiting tussen een faseleiding en de nulleiding waarbij de spanning over isolatie gedurende een tijd tot 5 s een waarde van 1,45 x U0 kan bereiken.
Deze rubriek behandelt de beveiliging van elektrische installaties tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong die worden overgebracht door het voedende net en tegen overspanningen als gevolg van schakelhandelingen die worden opgewekt door het materieel in de installatie.
Aandacht moet worden besteed aan overspanningen die kunnen optreden aan het begin van een installatie, het verwachte keraunisch niveau en de plaats en de eigenschappen van beveiligingstoestellen tegen overspanning, opdat de waarschijnlijkheid van storingen veroorzaakt door overspanningen tot een aanvaardbaar niveau is teruggebracht voor de veiligheid van personen en goederen alsmede de continuïteit van het bedrijf.
De waarden van transiënte overspanningen hangen af van de aard van het voedende net (onder- of bovengronds), de mogelijke aanwezigheid van een overspanningsbeveiligingstoestel vóór het begin van de installatie en de spanning van het voedende net.
Deze rubriek biedt een leidraad wanneer de beveiliging tegen overspanningen is gedekt door inherente maatregelen of is gewaarborgd door beschermingsmaatregelen.
Indien beveiliging volgens deze rubriek niet is voorzien, is isolatiecoördinatie niet gewaarborgd en moet het risico van overspanningen worden beoordeeld.
Bescherming volgens deze rubriek kan alleen worden verwacht indien het materieel ten minste voldoet aan de waarden van de stoothoudspanning in tabel 44B.
Stoothoudspanningscategorieën zijn er om onderscheid te maken in verschillende niveaus van beschikbaarheid van materieel in relatie tot de vereiste operationele beschikbaarheid en in een aanvaardbaar faalrisico. Door keuze van stoothoudspanningsniveaus van het materieel kan isolatiecoördinatie worden verkregen in de gehele installatie, wordt het afbreukrisico tot een aanvaardbaar niveau verminderd en wordt een basis gegeven voor beheersing van overspanningen.
Een hoger kenmerkend nummer van een stoothoudspanningscategorie duidt op een hogere kenmerkende bestandheid tegen overspanning van het materieel en biedt een ruimere keuze van mogelijkheden voor overspanningsbeheersing.
Het begrip stoothoudspanningscategorie wordt hier gebruikt voor materieel dat rechtstreeks wordt gevoed door het net.
Materieel van stoothoudspanningscategorie I is materieel dat is bedoeld om te worden aangesloten op de vaste installatie van gebouwen waarbij de beschermingsmaatregelen zich buiten het materieel bevinden - òf in de vaste installatie òf tussen de vaste installatie en het materieel - om transiënte overspanningen te begrenzen tot het kenmerkende niveau.
Materieel van stoothoudspanningscategorie II is materieel dat wordt aangesloten op de vaste installatie van gebouwen.
Materieel van stoothoudspanningscategorie III is materieel dat deel uitmaakt van de vaste installatie en ander materieel waarbij een hogere graad van beschikbaarheid wordt verwacht.
Materieel van stoothoudspanningscategorie IV is voor gebruik in of nabij het begin van de installatie vóór de hoofdschakel- en verdeelinrichting.
Indien de installatie van overspanningsbeveiligingstoestellen volgens deze rubriek is vereist, zijn de volgende eisen van toepassing.
Indien een installatie wordt gevoed door een geheel ondergronds laagspanningsnet en geen bovengrondse leidingen omvat, is de stoothoudspanningscategorie voor materieel volgens tabel 44B voldoende en is geen aanvullende beveiliging tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong nodig.
Indien een installatie wordt gevoed door een bovengrondse leiding of een bovengrondse leiding omvat en als voor de uitwendige invloeden de code AQ1 (≤ 25 dagen per jaar) van toepassing is is geen aanvullende beveiliging tegen overspanningen van atmosferische oorsprong nodig.
Indien een installatie wordt gevoed door een bovengrondse leiding of een bovengrondse leiding omvat moet een beveiligingsmaatregel tegen overspanningen van atmosforische oorsprong volgens 443.3.2.2 zijn toegepast indien voor de uitwendige invloeden de code AQ2 (> 25 dagen per jaar) van toepassing is.
Het beveiligingsniveau van het beveiligingstoestel mag niet hoger zijn dan het niveau van overspanningscategorie II zoals gegeven in tabel 44B.
Wanneer de omstandigheden van 443.3.2.1 van toepassing zijn, kan in de installatie van het gebouw in een beveiligingsmaatregel tegen overspanningen van atmosferische oorsprong worden voorzien door:
Materieel moet zo zijn gekozen dat de toegekende stoothoudspanningscategorie niet minder is dan de vereiste stoothoudspanning gegeven in tabel 44B. Het is de verantwoordelijkheid van de commissies voor installatiematerieel in de desbetreffende norm de toegekende stoothoudspanning gegeven in tabel 44B te eisen.
Materieel met een stoothoudspanning lager dan gespecificeerd in tabel 44B mag worden gebruikt, als het hogere risico op schade acceptabel is.
De overspanningsbeveiligingstoestellen en hun in serie geplaatste beveiligingsmiddelen moeten veilig de tijdelijke overspanningen volgens rubriek 442 kunnen weerstaan.
| Nominale spanning van de installatie1) V | Vereiste stoothoudspanning voor materieel kV | |||
|---|---|---|---|---|
| Stoothoudspanningscategorie IV (materieel met een zeer hoge stoothoudspanning) | Stoothoudspanningscategorie III (materieel met een hoge stoothoudspanning) | Stoothoudspanningscategorie II (materieel met een normale stoothoudspanning) | Stoothoudspanningscategorie I (materieel met een verminderde stoothoudspanning) | |
|
230/400 277/480 |
6 | 4 | 2,5 | 1,5 |
| 400/690 | 8 | 6 | 4 | 2,5 |
| 1000 | waarden worden bepaald door de systeemontwerpers of kunnen, bij de afwezigheid van informatie de waarden van de voorgaande regel worden gekozen | |||
| 1) Volgens NEN 10038. | ||||
Deze rubriek verschaft informatie aan architecten van gebouwen en aan ontwerpers en installateurs van elektrische installaties van gebouwen over enkele concepten van installaties waarmee elektromagnetische storing (EMI) kan worden beperkt. Hier worden basisoverwegingen gegeven om deze storingen te verminderen. In andere hoofdstukken of rubrieken van deze norm worden nog meer eisen gegeven, bijvoorbeeld in rubriek 548 [in voorbereiding], of in andere IEC-normen, bijvoorbeeld IEC 61000-2, IEC 61000-5, NVN-ENV 61024-1 en IEC 61312-1. De hier gegeven overwegingen voldoen aan bovengenoemde normen (zie figuur 44R).
[geen normtekst]
Te nemen maatregelen tegen elektrische en magnetische beïnvloeding van elektrisch materieel:
Elektrisch materieel moet voldoen aan de desbetreffende eisen ten aanzien van elektromagnetische compatibiliteit (EMC) en moet voldoen aan de van toepassing zijnde EMC-normen.
Tevens wordt verwezen naar 321.10: "Elektromagnetische, elektrostatische of ioniserende invloeden" en naar 515.3: "Elektromagnetische compatibiliteit (EMC)" [in voorbereiding] en 515.3.1: "Keuze van immuniteits- en emissieniveaus" [in voorbereiding].
Verder wordt verwezen naar rubriek 548 [in voorbereiding].
Door de betrokkenen moet bij de voorbereiding en het ontwerp van elektrische installaties ook aandacht worden besteed aan het volgende (zie ook figuur 44P) om het effect van geïnduceerde overspanningen en elektromagnetische storing te verminderen:
De plaats van potentiële storingsbronnen ten opzichte van gevoelig materieel.
De plaats van gevoelig materieel ten opzichte van een grote elektrische stroom zoals in rails of in materieel, bijvoorbeeld liften.
Toepassen van filters en/of overspanningsbeveiligingstoestellen in de stroomketens die gevoelig elektrisch materieel voeden.
Keuze van beveiligingstoestellen met voldoende tijdvertraging om ongewenst aanspreken bij transiënte verschijnselen te voorkomen.
Potentiaalvereffening van metalen omhulsels en afscherming.
Voldoende scheiding (door afstand of afscherming) tussen voedingsleidingen en signaalleidingen, en haakse kruisingen.
Voldoende scheiding (door afstand en afscherming) van voedingsleidingen en signaalleidingen ten opzichte van afgaande leidingen van bliksembeveiligingssystemen (zie NVN-ENV 61024-1 en figuur 44R).
Vermijden van inductielussen door het kiezen van een gemeenschappelijk tracé voor de bedrading van verschillende systemen (zie ook 444.4.4).
Gebruik van afgeschermde signaalleidingen en/of signaalleidingen met getwiste aderparen.
Vereffeningsaansluitingen moeten zo kort mogelijk worden gehouden.
Leidingsystemen met eenaderige leidingen moeten zijn omsloten door metalen omhulsels die zijn voorzien van potentiaalvereffening of gelijkwaardig.
Het vermijden van TN-C-stelsels in installaties met gevoelig materieel (zie figuur 44L en ook 548.4 [in voorbereiding]). Bij gebouwen waarin - of waarin waarschijnlijk - een aanzienlijke hoeveelheid informatietechnologiematerieel is geïnstalleerd, moet aandacht worden gegeven aan het gebruik van gescheiden beschermingsleidingen (PE) en nulleidingen (N) voorbij het punt van de inkomende voeding. Dit om de kans op elektromagnetische problemen te verminderen ten gevolge van het vloeien van nulstromen door signaalleidingen, die schade of storing veroorzaken.
Bij TN-C-S-stelsels in het gebouw zijn er, afhankelijk van de uitvoering van de onderlinge verbinding van materieel en vreemde geleidende delen, twee mogelijkheden:
Metalen buizen (bijvoorbeeld voor water, gas of verwarming) en leidingen zouden het gebouw op dezelfde plaats moeten binnenkomen. Metalen platen, kabelmantels, metalen buizen en verbindingen van deze delen moeten van potentiaalvereffening zijn voorzien en door middel van stroomgeleiders met lage specifieke weerstand op het basisvereffeningssysteem (MEB) van het gebouw (zie figuur 44N) zijn aangesloten.
Wanneer er sprake is van verschillende gebieden met afzonderlijke potentiaalvereffeningsleidingen, wordt het aanbevolen metaalvrije glasvezelleidingen of andere niet-geleidende systemen tussen deze gebieden toe te passen.
In gebouwen waarin een PEN-leiding is toegepast of waar door te weinig voorzieningen in de elektrische installaties elektromagnetische storing (EMI) op signaalleidingen aanwezig is (zie 548.5 [in voorbereiding]), kunnen de volgende methoden worden overwogen om het probleem te vermijden of te verminderen.
Gebruik van glasvezel voor signaalverbindingen.
Gebruik van materieel van klasse II.
Gebruik van lokale transformatoren met gescheiden wikkelingen (transformatoren met dubbele wikkeling) voor de voeding van informatietechnologiematerieel waarbij rekening wordt gehouden met de eisen van 321.2.3 en 413.1.5 voor IT-stelsels (lokale IT-stelsels) of van 413.5 voor beveiliging door elektrische scheiding (bijvoorbeeld transformatoren volgens IEC 60742).
Gebruik van een geschikt tracé voor de leidingen om het oppervlak van gezamenlijke lussen van de voedingsleidingen en signaalleidingen te beperken.
Wanneer een spanningsval of het wegvallen en weer terugkeren van de spanning gevaarlijke situaties met zich mee kan brengen voor personen of goederen moeten passende voorzorgsmaatregelen zijn getroffen. Ook moeten voorzorgsmaatregelen zijn getroffen indien een deel van de installatie of verbruikende toestellen kunnen worden beschadigd door een spanningsval.
Een beveiligingstoestel tegen onderspanning is niet vereist indien beschadiging van de installatie of van de verbruikende toestellen wordt beschouwd als een aanvaardbaar risico, mits er geen gevaar voor personen wordt veroorzaakt.
Beveiligingstoestellen tegen onderspanning mogen vertraagd functioneren indien het gebruik van het beveiligde materieel zonder gevaar een kortstondige onderbreking of spanningval kan doorstaan.
Indien gebruik wordt gemaakt van contactoren mag een vertraging in het uit- of wederinschakelen de onmiddellijke uitschakeling door bedienings- of beveiligingstoestellen niet belemmeren.
De karakteristieken van het beveiligingstoestel tegen onderspanning moeten in overeenstemming zijn met de normen voor het inschakelen en gebruik van materieel.
Indien de wederinschakeling van een beveiligingstoestel naar verwachting een gevaarlijke situatie kan doen ontstaan mag de wederinschakeling niet automatisch plaatsvinden.