Aardlekbeveiligingen, normen en verplichtingen

Bijna in iedere installatie zijn aardlekbeveiligingen toegepast. Vooral in moderne installaties worden aardlekbeveiligingen door verplichting van de wetgever veel toegepast. In diverse normen is vastgelegd wanneer een aardlekbeveiliging moet worden toegepast. De aardlekbeveiliging zelf moet gebouwd zijn volgens de norm NEN-EN-IEC 61008 en NEN-EN-IEC 61009.

Een aardlekbeveiliging, ook wel differentiaalbeveiliging genoemd, beschermt de installatie, mens en levende haven tegen de negatieven eigenschappen van een foutstroom door gebrekkige isolatie van spanningsvoerende delen.

Bescherming van mens en dier

Mens en dier moeten beschermd worden tegen de nadelige invloeden van elektriciteit om elektrocutie te voorkomen. Zenuwstelsels werken op basis van zeer kleine, pulserende, elektrische stromen. Door het pulserende karakter van de stromen wordt de aansturing van vitale delen eerder verstoord door een elektrische schok van wisselspanning dan van gelijkspanning.

Een elektrische schok is een ongewenste stroom door het lichaam als gevolg van het aanraken van een actief geleidend deel van de installatie. De grote van de stroom door het lichaam is afhankelijk van de totale weerstand (impedantie) van het stroomcircuit en de voedingsspanning. Er is aangetoond dat een stroom van meer dan10 mA blijvend letsel of elektrocutie kan veroorzaken. Elektrocutie is een dodelijk gevolg van een elektrische schok.

De gevaren voor elektrocutie worden sterk verminderd indien de stroom niet door de vitale delen van het lichaam vloeit. Een stroomdoorgang van vinger tot pols is minder gevaarlijk dan een stroomdoorgang van de linker- tot de rechterhand. Een stroomdoorgang van meer dan 10 mA door vitale lichaamsdelen moet direct afgeschakeld worden. Een stroom / tijd gevarencurve is opgenomen in de IEC 479-1.

In artikel 411.3.2.5 van de NEN 1010 staat dat een wisselspanning van 50 V of lager veilig is. Er wordt gesteld dat afschakeling niet noodzakelijk is om een elektrische schok te voorkomen. Uit onderzoek is gebleken dat in een vochtig milieu een spanning onder de 50 V een stroom van meer dan 10 mA door vitale lichaamsdelen kan veroorzaken en dus ook als gevaarlijk beschouwd moet worden.

Door het toepassen van een aardlekbeveiliging wordt getracht de gevolgen van een elektrische schok tot een minimum te beperken. Een aardlekbeveiliging detecteert een ongewenste stroom en schakelt vervolgens in zeer korte tijd het circuit af. Natuurlijk blijft het een verplichting vanuit de wetgeving om de kans op een elektrische schok tot een minimum te beperken.

Werking

Fabrikanten van aardlekbeveiligingen moeten voor de Nederlandse mark zorgen dat hun beveiligingen voldoen aan de normen NEN-EN-IEC 61008 en NEN-EN-IEC 61009. In deze normen staat beschreven waaraan de beveiliging minimaal moet voldoen.

De werking van de aardlekschakelaar is gebaseerd op twee basiswetenschappen.

De eerste wet van Kirchhoff:
"In elk knooppunt van een elektrische installatie is de som van alle stromen gelijk aan 0."

Elektromagnetisme:
"Rondom een geleider waar een elektrische stroom door loopt ontstaat een magnetisch veld."

De aardlekbeveiliging wordt zodanig in een voedend deel van een elektrisch circuit gemonteerd dat de in en uitgaande stroom onder normale condities gelijk is aan 0. De magnetische velden rondom de geleiders heffen elkaar door deze eigenschap ook op.

Door een defect kan dit evenwicht uit balans worden gebracht. Een gebrekkige isolatie van een geleider maakt het mogelijk dat er een ongewenste stroom (aardlekstroom) naar de voedingsbron gaat lopen. Deze stroom loopt buiten de aardlekbeveiliging om waardoor er een onbalans ontstaat in de stromen. De magnetische velden rondom de geleiders heffen elkaar niet meer op en er ontstaat een magnetisch veld.

Dit magnetische veld wordt door een spoel rondom de geleiders omgezet naar een elektrische stroom. Elektronica of een mechanisch systeem zet deze stroom om in een uitschakelcommando waardoor het te beveiligen circuit afgeschakeld wordt. Het moment van afschakelen (grenswaarden) en de tijd waarbinnen dit gebeurd is afhankelijk van de eigenschappen en instellingen van de aardlekbeveiliging.

Om de werking van de aardlekbeveiliging te controleren is er door de fabrikant een testknop aangebracht. Door middel van de testknop wordt er een aardlekstroom gesimuleerd die meerdere malen hoger is dan de grenswaarde van afschakelen.

Toepassing en Normen

Het toepassen van aardlekbeveiligingen wordt verplicht gesteld door verschillende normen. Niet alle normen zijn een verplichting maar worden wel gezien als de laatste stand der techniek. Er mag van afgeweken worden maar dan moet wel aangetoond worden dat de gekozen oplossing net zo veilig is als in de genoemde norm wordt voorgeschreven. Een norm kan ook voorgeschreven worden in het bestek van een opdracht waardoor de opdrachtgever de norm als verplicht stelt. Te allen tijde is het raadzaam om voor het gebruik van een aardlekbeveiliging de betreffende norm voor de toepassing te hanteren.

Algemeen kan worden gesteld dat een aardlekbeveiliging toegepast moet worden bij:

• wandcontactdozen tot 20A waar leken mee in aanraking kunnen komen
• verplaatsbare machines tot 32A voor buiten
• vochtige ruimtes
• tracing en verwarmingselementen
• TT-stelsels waarbij een goede aardverbinding niet gegarandeerd is.
• bescherming van dieren

Verplichtingen van de gebruiker

Na het installeren van de aardlekschakelaar is de gebruiker (installatieverantwoordelijke) verantwoordelijk voor het correct onderhouden en testen van de aardlekbeveiliging. Door de complexe werking en de kleine krachten die opgewekt worden om de beveiliging aan te laten spreken is correct onderhoud noodzakelijk.

De leverancier van de beveiliging is door de normen NEN-EN-IEC 61008, NEN-EN-IEC 61009 en wet, verplicht om instructies mee te leveren met het product. Worden deze instructies niet meegeleverd dan moet de leverancier op een andere manier deze instructies beschikbaar maken.

In deze instructies staan ondermeer de specificaties, installatievoorschriften en een procedure voor het periodiek testen van de beveiliging. Vanuit de normen NEN-EN-IEC 61008, NEN-EN-IEC 61009 worden deze gegevens verplicht gesteld. Door de normen voor installatie wordt voorgeschreven dat elektrische apparatuur volgens de instructies van de leverancier geplaatst en onderhouden moeten worden.

De installatieverantwoordelijke is dus verplicht om de instructies van de leverancier op te volgen en de periodieke test van de aardlekbeveiliging uit te voeren. Geeft de installatieverantwoordelijke geen gehoor aan de instructies dan ontstaat er een onbetrouwbare en dus gevaarlijke situatie. In het geval van een ongeluk wordt de installatieverantwoordelijke zelf aansprakelijk gesteld voor nalatig handelen. Een rechterlijke uitspraak zal in de meeste gevallen gebaseerd worden op de laatste stand der techniek (normen). De installatieverantwoordelijke moet vervolgens aan kunnen tonen dat de gekozen oplossing beter was dan in de normen wordt beschreven.