Spanningsafhankelijke aardlekbeveiligingen voor huishoudelijke toepassing, hoe te herkennen?

Techniek van aardlekbeveiliging

Er bestaan twee basistechnieken voor het maken van een aardlekbeveiliging. De spanning-onafhankelijke en de spanning-afhankelijke uitvoering.

Spanning-onafhankelijke aardlekbeveiliging

Bij de spanning-onafhankelijke (VI) technologie lopen de fase (I2) en nul (I1) door een sommatie stroomsensor waarbij de stromen vectorieel worden “opgeteld”. Zolang de stromen hetzelfde zijn zal de resultante nul zijn en er geen stroom (I3) lopen naar de tripspoel. Treed er een verschil op tussen I1 en I2 groter dan de aanspreekstroom, dan geeft dit een stroom I3 die zorgt dat de tripspoel aanspreekt. Een elektronisch circuit zorgt voor de juiste aanspreekwaarde en filtering (type A – AC).

Spanning-afhankelijke aardlekbeveiliging

Met de spanning-afhankelijke (VD) technologie meet de sommatiestroomsensor de aardlekstroom. Een elektronisch circuit detecteert het uitschakelniveau en stuurt vervolgens een opdracht naar de uitschakelspoel om het contacten te openen. In dit geval komen de voeding van het elektronische circuit en de energie voor de uitschakelspoel van de netspanning.

Normen

Aardlekbeveiligingen type A voor huishoudelijke toepassing zijn beschreven in de volgende normenseries:
NEN-EN-IEC 61008     Aardlekschakelaars
NEN-EN-IEC 61009     Aardlekautomaten

De normserie voor aardlekschakelaars (RCCB) is onderverdeeld in:
NEN-EN-IEC 61008-1     Aardlekschakelaars - algemene bepalingen
NEN-EN-IEC 61008-2-1  Aardlekschakelaars -  functioneel onafhankelijk van de netspanning
IEC 61008-2-2                 Aardlekschakelaars - functioneel afhankelijk van de netspanning

De normserie voor aardlekautomaten (RCBO) is onderverdeeld in:
NEN-EN-IEC 61009-1        Aardlekautomaten - algemene bepalingen
NEN-EN-IEC 61009-2-1    Aardlekautomaten -  functioneel onafhankelijk van de netspanning
IEC 61009-2-2                   Aardlekautomaten - functioneel afhankelijk van de netspanning

Belangrijk te vermelden is dat de spanning-afhankelijke aardlekbeveiligingen alleen een IEC norm hebben en geen Europese Norm (EN).

De eisen voor aardlekschakelaars en aardlekautomaten zijn voor wat betreft de aardlekbeveiliging gelijk van opzet. Voor de rest van het artikel ga ik verder met de normen voor de aardlekautomaat.

Markering op het product

In norm NEN-EN-IEC 61009-1 staan de algemene regels voor aardlekautomaten. In tabel Z3 staan de eisen voor markering op het product.

De volgende onderwerpen moeten ten minste zijn vermeld op de voorzijde (zichtbaar) na installatie:

-    Nominale stroom en karakteristiek (bv. B16)
-    Aardlek aanspreekstroom (bv. 30mA)
-    Symbool S indien het een selectieve uitvoering is
-    De letter T bij de testknop
-    Het symbool van type AC   of Type A 

De volgende onderwerpen moeten ook vermeld worden, maar dit mag op de zijkant of achterkant:

-    Fabrikant naam (bv. Schneider Electric)
-    Benaming of referentienummer (bv. R9D01616)
-    Nominale spanning (bv. 230V~)
-    Frequentie indien anders dan 50Hz
-    Onderbrekingscapaciteit (lcn) in een rechthoek in Ampere (bv. 6000 ) 
-    Montage positie indien nodig
-    Symbool volgens tabel Z1 indien functioneel afhankelijk van de netspaning (bv. E3)
-    Aansluitschema indien niet evident
-    Energie limitering klasse in een rechthoek (bv. 3) 
-    RCBO temperatuurbereik indien relevant
-    Indicatie van de nul aansluitklem met “N”
-    Aanvullende markeringen voor andere normen (bv. EN 61009-2-1 : Idm = 4500A)

De volgende informatie mag worden vermeld in de productcatalogus:

-    Referentie calibratietemperatuur indien anders dan 30°C
-    IP waarde (indien anders dan IP20)
-    Aardlek kortsluitstroom onderbrekingscapaciteit (Idm) indien anders dan Icn

Werkingsgebied van de spanning-afhankelijke aardlekautomaat

Voor de duidelijkheid: de norm IEC 61009-2-2 bevat slechts 2 inhoudelijke pagina’s en alle bepalingen verwijzen volledig terug naar NEN-EN-IEC 61009-1. Er zijn geen aanvullende eisen.

NEN-EN-IEC 61009-1 stelt in bepaling 8.12 eisen aan spanning-afhankelijke aardlekautomaten.
Samengevat staat er: RCBO's die functioneel afhankelijk zijn van de netspanning moeten correct werken bij elke waarde van de lijnspanning tussen 0,85 en 1,1 maal hun nominale spanning.

Bovengenoemde eisen zijn de enige wanneer we kijken naar de spanning-afhankelijke aardlekautomaat. De norm eist dus dat de aardlekautomaat werkt tussen 195Vac en 253Vac, uitgaande van 230Vac nominale spanning. Afhankelijk van de fabrikant kan het werkingsgebied lager liggen dan de 0,85xUn. Ook zijn er geen eisen voor de markering op het product. Het is dus onzeker wat precies het werkingsgebied is.

Schneider Electric is van mening dat het werkgebied een te hoge spanning is. Conform de norm zou de spanning-afhankelijke aardlekautomaat niet meer kunnen werken onder de 195Vac. Dit is beduidend hoger dan de veilige spanning grenswaarde van 50Vac die NEN1010 stelt. Nu zal de netspanning normaal gesproken binnen het werkgebied liggen, maar er zijn situaties waarbij de spanning tijdens een fase-aarde fout te veel kan dalen. Bijvoorbeeld bij een lange voedingskabel en door een elektronische omvormer gevoede installatie. Elektronische omvormers hebben een zeer beperkte kortsluitstroom capaciteit en gaan meestal in stroomlimitering waarbij de uitgangsspanning sterk daalt. Een spanning-afhankelijke aardlekautomaat werkt dan waarschijnlijk niet. 

Classificatie van aardlekautomaten op hun werkingsprincipe

Onderstaande paragraaf gaat over de parameter “Classificatie van typen RCBO op hun werkingsprincipe”. Hiervoor is in de norm NEN-EN-IEC 61009-1:2013 de volgende Europese toevoeging gemaakt. 
Hierbij is een opdeling gemaakt in de classificatie:

4.1.1    Aardlekautomaten (RCBO) functioneel onafhankelijk van de voedingsspanning
4.1.2    Aardlekautomaten (RCBO) functioneel afhankelijk van de voedingsspanning
4.1.2.1a    RCBO die automatisch opent wanneer de voedingsspanning uitvalt en automatisch weer inschakelt wanneer de voedingsspanning terugkeert.
4.1.2.2a    RCBO die niet automatisch opent wanneer de voedingsspanning uitvalt en afschakelt bij een gevaarlijke situatie (bijvoorbeeld fase-aarde fout)
4.1.2.2b    RCBO die niet automatisch opent wanneer de voedingsspanning uitvalt en niet in staat is af schakelen bij een gevaarlijke situatie (bijvoorbeeld fase-aarde fout)

^a Additional protection, provided only by RCBOs with IΔn ≤ 0,03 A.

^b Only devices integrated in one unit with a socket-outlet or designed exclusively for being associated locally with a socket outlet in a same mounting box.

^c This information is given for guidance only.

Protection – Indirect contact = foutbescherming volgens NEN1010:2015 bepaling 411
Protection – Additional protection = aanvullende bescherming volgens NEN1010:2015 – bep. 415

De meeste smalle spanning-afhankelijke aardlekautomaten in de Nederlandse markt zijn van het E3 type. Dit type is dus alleen geschikt om te dienen als aanvullende bescherming volgens NEN1010:2015 bepaling 415.1.1. Dit type aardlekautomaten is dus niet geschikt om te werken voor foutbescherming.

Normontwikkeling

Er wordt momenteel (2024) gewerkt aan een nieuwe versie van IEC 61009-2-2 (spanning-afhankelijke aardlekautomaat). Hierin wordt veel meer aandacht besteed aan de spanning werkgebieden. Het is echter een grote vraag of deze norm ook als Europese Norm wordt overgenomen. Ook toepassing conform NEN1010 is onzeker.

Conclusie

Een spanning-afhankelijke aardlekautomaat heeft volgens de norm een werkgebied van 0,85 – 1,1 x Un. Buiten deze werkgebieden zijn er geen eisen en is het afhankelijk van de fabrikant wat deze produceert. Als productmarkering zijn er geen eisen over het vermelden van het spanningwerkgebied. Let goed op de norm markering, alleen een EN 61009-1 markering zegt niets of het product spanning-onafhankelijk of spanning-afhankelijk is. Alleen de aanvullende markering EN 61009-2-1 zegt dat het product spanning-onafhankelijk is.

De norm kent nog de classificatie van type RCBO op hun werkingsprincipe. Veel in de markt verkrijgbare producten zijn E3 gemarkeerd, dit wil zeggen dat ze alleen als “aanvullende bescherming” mogen worden toegepast. Deze E3 producten mogen niet als “foutbescherming” worden toegepast.

Meer weten? Bekijk het document hieronder (in het Engels).