Category: Bliksem- en overspanningsbeveiliging

De scheidingsafstand vormt de basis bij het ontwerpen van een bliksemopvanginstallatie. De scheidingsafstand is de minimale afstand die moet worden aangehouden tussen geaarde metalen delen of onderdelen van de elektrische installatie van het gebouw (zoals vb. bekabeling, gevelverlichting, camera’s, PV-panelen, luchtgroep) en delen van het bliksembeveiligingssysteem (opvangstaven, opvangmazennet, daalgeleiders, …) om gevaarlijke vonkoverslag te vermijden. Deze minimale afstand is afhankelijk van o.a. de hoogte van het gebouw, de vereiste bliksembeveiligingsklasse en het aantal daalgeleiders. In het algemeen geldt: hoe hoger het gebouw en hoe hoger de vereiste bliksembeveiligingsklasse, hoe groter de scheidingsafstand moet zijn.

Wordt die afstand niet gehaald? Dan is er een reëel risico op vonkoverslag bij blikseminslag, waarbij delen van de bliksemstroom ongewenst via metalen delen of elektrische leidingen het gebouw binnendringen – met brand, elektrische schade of zelfs lichamelijk letsel tot gevolg.

Bij conventionele bliksembeveiligingssystemen is het vaak moeilijk om de voorgeschreven scheidingsafstanden aan te houden. Soms is het praktisch onmogelijk of is het bij moderne architectuur om esthetische reden onwenselijk. In zo’n geval bieden geïsoleerde geleiders (zoals de HVI of high-voltage-resistant, insulated geleiders van DEHN) een oplossing.
Deze speciaal ontworpen hoogspanningsbestendige geleiders met isolerende coating mogen veilig naast andere geleidende installatiedelen worden geplaatst, zonder risico op vonkoverslag. Geïsoleerde HVI geleiders kunnen desgewenst discreet weggewerkt worden achter het gevelvlak en zijn overschilderbaar.

Belangrijk: HVI-geleiders moeten steeds volgens strikte installatieregels geplaatst worden om hun werking te garanderen.

Meer weten over de toepassing en de mogelijkheden van de isolerende HVI-geleiders van DEHN? Bekijk de link: https://www.stagobel.be/media/wysiwyg/dehn/files/DEHN_isolated_and_insulated_lightning_protection_ds151.pdf

Om op deze vraag een antwoord te formuleren baseren we ons op volgende documenten:

• het Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties (AREI)
• de basisnormen voor de preventie van brand en ontploffing
• de codex over het algemeen welzijn op het werk

1) Het algemeen reglement op de elektrische installaties (AREI), dat de wettelijke voorschriften vastlegt in verband met elektrische installaties, vermeldt volgende paragraaf:

Deel 4 – Elektrische bescherming tegen overspanning, artikel 136 - Principe

Personen en goederen moeten volgens de desbetreffende regels van goed vakmanschap beschermd worden tegen de schadelijke gevolgen van:

• een fout die kan voorkomen tussen de onder spanning staande delen van stroombanen op verschillende spanningen;

• overspanningen te wijten aan andere oorzaken, bijvoorbeeld atmosferische verschijnselen of eventuele overspanningen bij het schakelen.

De toestellen moeten derwijze uitgevoerd en geplaatst worden dat personen en goederen door hun werking niet in gevaar worden gebracht.

Dus JA, elektrische installaties dienen beschermd te worden tegen overspanningen afkomstig van bliksem en schakelhandelingen.

• Welke maatregelen moet ik dan nemen?

Hiervoor kan je terugvallen op de regels van goed vakmanschap. Deze vind je ondermeer terug in de van de geldende Belgische en Europese normering ter zake.

Het in 2016 uitgegeven normatieve document HD60364-4-443 kan een leidraad bieden om te bepalen of (via een vereenvoudigde risicoanalyse) het plaatsen van overspanningsbeveiliging voor een bepaalde installatie noodzakelijk is of niet. Het al dan niet noodzakelijk zijn hangt af van verschillende factoren zoals bliksemactiviteit in de regio, ondergronds of bovengrondse voeding, landelijke of stedelijke omgeving, …

Kort samengevat komt het hier op neer: indien overspanningen een invloed kunnen hebben op de veiligheid van mensenlevens (vb. brandmeldcentrale, ziekenhuisapparatuur,..), de beschikbaarheid van openbare dienstverlening (telecomcentra, …) of de werking van handels- en industriële activiteit (banken, bedrijven, hotels,…) dan MOET er overspanningsbeveiliging worden voorzien, ongeacht de uitkomst van een risicoanalyse. Voor alle andere gevallen wordt er een eenvoudige risicoberekening aangereikt waaruit kan afgeleid worden of overspanningsbeveiliging al dan niet noodzakelijk is.

Het normatieve document HD60364-5-534 legt vast aan welke karakteristieken overspanningsbeveiliging moet voldoen (wanneer een SPD Type 1 of Type 2 plaatsen, minimale afleidvermogen, … ), waar je deze moet plaatsen en welke de te respecteren montageregels zijn.

Meer informatie over beide HD documenten en over de vereenvoudigde risicoberekening vind je terug in dit document.

2) De “Basisnormen voor de preventie van brand en ontploffing” bepalen in België de minimumvoorwaarden waaraan het ontwerp, de bouw en de inrichting van nieuwe gebouwen (en uitbreidingen van bestaande gebouwen) moeten voldoen. Deze normen zijn wetten en dus bindend.

Daarin staat vermeld dat hoge gebouwen (>25m) moeten worden uitgerust met een beveiligingsinstallatie tegen bliksem gekozen op basis van een evaluatie van het risico.

Voor het evalueren van het risico wordt een beroep gedaan op de uitgebreide risicoanalyse in de norm NBN EN 62305-2 ‘Bliksembeveiliging – Risicomanagement’. Uit deze risicoanalyse vloeien de maatregelen voort die noodzakelijk zijn om het risico tot een aanvaardbare waarde te reduceren. Een van die mogelijke maatregelen kan het plaatsen van overspanningsafleiders zijn.

Risicoanalyse uit NBN EN62305-2 versus risicoanalyse uit HD60364-4-443

De vereenvoudigde risicoberekening uit HD60364-4-443 brengt enkel overspanningen in rekening die via het elektrische distributienetwerk (ook directe inslag in het netwerk) het gebouw binnendringen alsook overspanningen door schakelhandelingen. De uitgebreide risicoanalyse uit NBN EN62305-2 gaat veel verder en brengt ook de risico’s ten gevolge van directe of nabije blikseminslag op het gebouw in rekening.

3) De Codex over het welzijn op het werk verplicht de werkgever een risicoanalyse uit te voeren van de elektrische installatie waarvan hij de houder is.

De werkgever spoort tenminste de volgende risico’s op en evalueert ze:

Van toepassing voor ons uit de Codex: 
6° de risico’s te wijten aan overspanningen ten gevolge van inzonderheid fouten die kunnen ontstaan tussen actieve delen op kringen op verschillende spanning, van het schakelen en van atmosferische ontladingen;

De werkgever treft op grond van de risicoanalyse alle nodige preventiemaatregelen ter bescherming van deze risico’s.

Voor het evalueren van het risico kan een beroep gedaan worden op de vereenvoudigde risicoberekening in de HD60364-4-443, vermits enkel het risico van overspanningen op de elektrische installatie geëvalueerd moet worden. Maar ook de ruimere risicoanalyse in de norm NBN EN 62305-2 ‘Bliksembeveiliging – Risicomanagement’ kan worden gebruikt.

Uit de risicoanalyse vloeien de maatregelen voort die noodzakelijk zijn om het risico tot een aanvaardbare waarde te reduceren. Een van die mogelijke maatregelen kan het plaatsen van overspanningsafleiders zijn.

Hebt u nog vragen? Bel ons of stuur een mail naar dehn@stagobel.be               

Om zowel de kortsluitvastheid van de overspanningsafleider te verzekeren, alsook om de elektrische installatie te beschermen in geval van een fout in een overspanningsafleider moet deze met een gepaste overstroombeveiliging (= voorzekering) worden gecombineerd. De fabrikant legt de maximale toelaatbare nominale waarde van de voorzekering op. Heeft de voorgeschakelde installatiezekering F1 een gelijke of een lagere nominale waarde, dan kan er afgezien worden van deze bijkomende afleidervoorzekering F2 (figuur xx). De installatie wordt daardoor eenvoudiger en beter: minder plaats, minder materiaal, minder bekabeling en kortere aansluitleidingen.

Bij het bepalen van de juiste afleidervoorzekering voor overspanningsafleiders moet een belangrijk aspect in acht worden genomen. De voorzekering mag niet groter zijn dan deze die door de fabrikant is opgegeven. Maar zij mag ook niet willekeurig klein worden gekozen, omdat dan de vereiste stootstroom-afleidcapaciteit niet langer is gewaarborgd.

Conform de productnorm NBN EN61643-11 moet bij het beproeven van een overspanningsafleider ook de in de afleiderkring voorgeschakelde voorzekering mee in rekening worden gebracht. Dat betekent dat de door de fabrikant opgelegde voorzekering de aan de afleider toegewezen afleidstootstroom moeten kunnnen afleiden zonder door te smelten. De maximale stootstroom-capaciteit voor gangbare Type 2 afleiders ligt in het bereik tussen 25 en 40kA(8/20). In tabel 1 zijn de smeltwaardes van NH zekeringen bij belasting door 8/20 stootstromen opgenomen.

                                       Tabel 1

Uit deze tabel valt te herkennen dat bij een I_max van vb. 25(8/20) de afleidervoorzekering een minimale waarde van 63A gG/gL zou moeten hebben om de stootstroom te kunnen voeren. Een lagere voorzekering zal de afleidcapaciteit van de overspanningsafleider begrenzen. Dit zou als gevolg hebben dat de voorzekering bij stootstromen lager dan de afleidcapaciteit van de overspanningsafleider doorsmelt en daarmee de beschikbaarheid van deze laatste in het gedrang brengt. Voor een overspanningsafleider met een afleidcapaciteit van 40kA(8/20), zoals de DEHNguard , is een voorzekering van 125A gL optimaal.

De inplugbare modules van overspanningsafleiders kunnen probleemloos en veilig in- en uitgeplugd of vervangen worden zonder dat de elektrische installatie spanningsloos moet gezet worden of dat de beschermkap of beschermplaat in het verdeelbord moet weggenomen worden.

In omvangrijke elektrische installaties (industrie, tertiair…) kunnen er evenwel bijkomende veiligheidsvoorschriften van toepassing zijn voor het werken aan een installatie onder spanning. Houd daar rekening mee!

Sedert 2019 beschikt DEHN over een nieuwe DEHNguard familie, de DEHNguard ACI. Deze is uitgerust met de ACI technologie (Advanced Circuit Interruption), een gecombineerde vonkenbrug-schakelaar geïntegreerd in de afleider en die de voorbeveiliging voor zijn rekening neemt. Bij DEHNguard ACI behoort het kiezen en dimensioneren van een geschikte voorzekering tot het verleden. De voordelen om DEHNguard ACI toe te passen in plaats van een overspanningsafleider met aparte voorzekering zijn legio: naast de plaatsbesparing en de eenvoudige bekabeling bent u verzekerd dat afleider en voorbeveiliging perfect op elkaar zijn afgestemd, biedt de DEHNguard ACI een hogere weerstand tegen tijdelijke overspanningen (TOV), is de afleider lekstroomvrij en volstaat een draadsectie van 6mm² om hem te aan te sluiten.

Het sleutelbegrip bij overspanningsbeveiliging is potentiaalvereffening – m.a.w. voorkomen dat grote spanningsverschillen kunnen ontstaan tussen elektrische geleiders onderling en de aarde waardoor er vonkoverslag (en aldus schade) kan optreden wanneer de stootspanningsvastheid van de apparatuur werd overschreden.

Potentiaalvereffening betekent dat alle elektrische geleidende delen met elkaar en met de hoofdaardingsrail van de elektrische installatie worden verbonden. Actieve spanningsvoerende geleiders zoals het elektrisch voedingsnet, telefoonlijn of de distributiekabel worden in de potentiaalvereffening opgenomen door een overspanningsafleider. Deze wordt tussen de geleider en de aarding geplaatst. Stijgt het spanningsverschil tussen de actieve geleider en de lokale aardingsinstallatie naar een ontoelaatbare waarde, dan zal de overspanningsbeveiliging aanspreken en het spanningsverschil begrenzen tot een aanvaardbare waarde.

Belangrijk in een goed werkend beveiligingsconcept is dat ALLE geleiders die de woning binnenkomen in de potentiaalvereffening worden opgenomen, bij voorkeur zo dicht mogelijk  bij hun plaats van binnenkomst: de laagspanningsvoeding, de binnenkomende telefoonlijn, de tv-distributiekabel maar eventueel andere binnenkomende bedrading van vb. poolhouse in de tuin of van de videoparlofoon die, vrijstaand van de woning, aan de hekpilaar staat opgesteld.

In onderstaande figuur vindt u een overzicht waarin u voor de meest voorkomende situaties de juiste overspanningsbeveiligingen kan terugvinden, alsook de te respecteren installatieregels (lengte en sectie van de aansluitgeleiders).

Een overspanningsbeveiliging wordt in België in overeenstemming met het AREI altijd na de verliesstroomschakelaar aangesloten.

Op elke afleider zijn 2 aardingsklemmen voorzien. Beide klemmen zijn intern verbonden, dus maakt het niet uit welke klem wordt gebruikt voor het aansluiten van de aarding.

Een eerste verbinding met de aarding moet altijd gemaakt worden op de aardingsrail van het elektrisch bord waarin de module geplaatst wordt en dit met een zo kort mogelijke kabel.

De tweede klem kan bijvoorbeeld gebruikt worden voor een bijkomende potentiaalvereffening met bijv. de aardscheider, aardingsplaat…

Een langere aansluitleiding heeft een ongunstige invloed op het beveiligingsniveau van de afl eider. Probeer daarom reeds van bij de planningsfase rekening te houden met deze parameter.

Wanneer het respecteren van deze afstand toch onmogelijk blijkt, dan kan bijv. de overspanningsafleider bijkomend geaard worden aan het geaarde chassis van het bord (zie figuur).

Overspanningsbeveiliging werkt op basis van potentiaalvereffening. We spreken van een goede potentiaalvereffening als in de elektrische installatie geen potentiaalverschillen optreden op het moment van een overspanning. Hiervoor dienen de te beveiligen apparatuur én de afleider aangesloten te zijn op eenzelfde aarding; dit is de aardingsrail in het elektrisch bord (figuur 13).

Indien de overspanningsbeveiliging enkel wordt aangesloten op de aardscheider, wordt een te lange aansluitlengte gecreëerd (figuur 12). Hierdoor ontstaat een minder gunstig beveiligingsniveau (FAQ3).

Bekijk/download het volledige document hier.

Bij het meten van de isolatieweerstand wordt een spanning van 500V of hoger op de installatie geplaatst. De overspanningsbeveiliging zal deze overspanning afleiden naar de aarde en de isolatiemeting beïnvloeden. Door de lekstroom naar aarde zal de isolatieweerstand ongunstig zijn.

De beveiligingspatronen losmaken tijdens het meten is dus een must!

Neen, zolang de maximale capaciteit van de varistor niet overschreden wordt, keert de varistor terug naar zijn originele toestand. Een overspanningsbeveiliging kan dus meermaals zijn nominale afleidstootstroom (20kA 8/20μs) afleiden.