Spot op: Elektriciteit (collectieve bescherming)

We weten al lang dat de stroomsterkte verlaagt als we de spanning verlagen of de weerstand verhogen. Het komt er dus op aan om in de mate van het mogelijke de spanning te beperken en de weerstand te verhogen om elektrocutie te vermijden.

Stroomdoorgang in het menselijk lichaam kan ernstige gevolgen hebben: elektrocutie, brandwonden, verkramping …, maar er zijn ook risico’s voor de omgeving, namelijk brand of explosie.

De allereerste preventiemaatregel is spanningsloos werken, maar dat is uiteraard niet altijd mogelijk. Collectieve preventiemaatregelen zoals o.a. fysieke afscherming, isolatie, dubbele isolatie, de aardlekschakelaar en de zekering zijn belangrijke troeven in de strijd tegen het elektrische gevaar. We zetten ze voor je op een rijtje.

1. Fysieke afscherming

Hierdoor worden de onder spanning staande delen onbereikbaar gemaakt door het aanbrengen van een afscherming of omhulsel waardoor deze delen niet kunnen worden aangeraakt, noch met de vingers, noch met voorwerpen. Deze afscherming mag ook niet makkelijk te verwijderen zijn; er moet altijd een stuk gereedschap of een sleutel aan te pas komen. Enkele voorbeelden: een schakelkast, het omhulsel van een wasmachine, de kast van een tv-toestel.

2. Isolatie

Het onbereikbaar maken van spanningvoerende delen kunnen we door ze te omgeven met niet-geleidend materiaal. De enige manier om dit materiaal te verwijderen is door het te vernietigen. Rubber, kunststof en keramiek zijn enkele van die isolerende materialen. Ze worden o.a. gebruikt in draden, kabels, snoeren, hoogspanningslijnen.

3. Beschermingsgraad IP

Elektrisch materieel (bv. kasten, stopcontacten, industriële stekkers, installaties, kabelhaspels, …) is onderhevig aan uitwendige factoren zoals stof, water en mechanische belasting (schokken t.g.v. vallende voorwerpen …). Daarom moet het materieel in bepaalde omstandigheden een beschermingsgraad hebben. Die is vermeld met de letters IP, gevolgd door drie cijfers (in sommige gevallen wordt het laatste cijfer weggelaten).

Algemeen: IP XYZ
Het eerste cijfer (X) varieert van 0 tot 6 en geeft de bescherming tegen aanraking van onder spanning staande delen en bescherming tegen indringen van vaste voorwerpen weer
Het tweede cijfer (Y) varieert van 0 tot 8 en geeft de bescherming tegen indringen van vloeistoffen weer
Het derde cijfer (Z) varieert van 0,5 tot 11 en geeft de mechanische bescherming, de schokweerstand weer

Een concreet voorbeeld: IP 445
Eerste cijfer 4: beschermt tegen het binnendringen van vaste deeltjes groter dan 1mm
Tweede cijfer 4: beschermt tegen waterprojecties uit alle richtingen
Derde cijfer 5: beschermt tegen de schok van een voorwerp van 0,5kg dat valt vanop een hoogte van 40cm

Voor elektrisch materieel dat buiten wordt gebruikt is minstens een IP 44 beschermingsgraad vereist.

4. Dubbele isolatie

Naast de altijd noodzakelijke functionele isolatie (het omhulsel) is er een tweede extra isolatie in het gereedschap aangebracht tussen de ijzerkern en het omhulsel. Dit zorgt ervoor dat bij een inwendig defect de buitenkant van de machine geen gevaar oplevert. Bij een isolatiedefect in bv. een boormachine kan de ijzerkern onder spanning komen te staan.

De buitenkant is daarom extra beveiligd door een tweede isolerend omhulsel. Een toestel met dubbele isolatie wordt aangeduid met twee vierkanten. Deze toestellen worden niet geaard en het duidt eveneens niet op een bescherming tegen vocht en water.

5. Aarding

Een veiligheidsaarding is een verbinding van de uitwendige metalen delen van elektrische toestellen met de aarde.

Elektrische toestellen hebben vaak uitwendige metalen delen. Als er een defect optreedt in het apparaat kunnen die delen onder spanning komen staan en leveren dan gevaar op bij aanraking. Een veel toegepaste beveiliging is de verbinding van de metalen delen met de aarde. De elektrische stroom wordt dan via een aardelektrode naar de aarde geleid waar het weinig weerstand ondervindt. Elektriciteit kiest immers steeds de gemakkelijkste weg waardoor de stroom – bij een defect – via de aardleiding naar de aarde loopt.

Zo is bv. aarding van steigers verplicht wanneer zich in de nabijheid elektrische kabels, leidingen en/of elektrisch materieel (zoals handgereedschap) bevinden die onder een onveilige spanning staan. Ook bij het overpompen van een tank naar een andere moeten beide tanks geleidend met elkaar verbonden worden omdat er zo geen ladingsverschil kan ontstaan. Dit noemt met een equipotentiaalverbinding.

6. Aardlekschakelaar

De aardlekschakelaar (ook wel verliesstroomschakelaar of differentieelschakelaar genoemd) onderbreekt de stroom van zodra er ergens een minimale lekstroom ontstaat.

Een aardlekschakelaar staat in het begin van de installatie en vergelijkt de heengaande en de terugkomende stroom, die gelijk moeten zijn. Als dat niet zo is, betekent dit dat er een aardlek is en dat de stroom niet in de installatiedraden loopt, maar op één of andere manier zijn weg vindt naar de aarde bv. via de aarding. We spreken dan van stroomverlies.

Als er stroomverlies is boven een bepaalde vooraf ingestelde waarde, bv. door aanraking van een onder spanning staand deel van een toestel of leiding, dan onderbreekt de schakelaar het stroomcircuit en beveiligt zo tegen elektrocutie.

De aardlekschakelaar die in de aansluitkast op een werf wordt geplaatst, moet een extra veiligheid bieden en heeft een beveiligingswaarde van 30mA en schakelt dus uit bij een lekstroom van 30mA.

Het is belangrijk om de schakelaar regelmatig (bv. 1 maal per maand) te checken op zijn goede werking. Hiervoor moet je drukken op het daartoe voorziene knopje.

foto aardlekschakelaar.jpg — *Test de aardlekschakelaar regelmatig met de testknop*

7. Zekeringen

Dit zijn beveiligingen die de stroom verbreken wanneer een bepaalde stroomsterkte wordt overschreden. Ze beveiligen elektrische toestellen, installaties en kabels tegen overbelasting of bij kortsluiting en ze vormen bewust het zwakste punt van een stroomkring. Een zekering beveiligt dus de omgeving (het gebouw, de installatie) tegen brand, maar biedt geen bescherming tegen elektrocutie. Er bestaan 2 soorten:

Smeltzekering: Deze bestaat uit een smeltdraad (meestal van zilver) in een isolerend omhulsel, gevuld met een speciale zandsoort, die de warmte opslaat. Een teveel aan stroom veroorzaakt warmte in de smeltzekering waardoor de smeltdraad zal doorsmelten wanneer een bepaalde temperatuur wordt bereikt. Hierdoor wordt de stroom dan onderbroken wat deze zekeringen een goede beveiliging maakt tegen de gevolgen van kortsluiting.
De smeltdraad zit binnen in een omhulsel. Als dit niet zo is, mag je de zekering niet gebruiken. Je mag ze dan ook zeker niet herstellen door een verbinding te maken tussen de contactpunten en de geleider!

Automatische schakelaar: Deze schakelaar werkt met een bimetaal dat eveneens beveiligt tegen teveel stroom. Een automatische schakelaar kan bij een defect (bv. een kortsluiting) niet terug worden ingeschakeld voor het defect is weggenomen. Hij onderbreekt de stroomkring onmiddellijk bij een kortsluiting en op iets langere termijn bij overbelasting.