Introductieles voor cursus NEN 3140 - Hoofdstuk 2

Introductieles NEN 3140

Hoofdstuk 2

De veiligste manier van werken aan een machine of installatie is spanningsloos werken. Dat betekent voldoende afstand tussen de bron en de verbruiker. De bevoegdheid om een installatie spanningsloos te maken, moet je zijn aangewezen als IV, WV, VP of VOP. Dat kan per organisatie verschillend zijn.

De veiligste manier voor spanningsloos maken van een elektrische installatie is wanneer er een vaste procedure wordt gevolgd. De procedure voor spanningsloos werken bestaat uit vijf stappen:

• schakelen en scheiden
• beveiligen tegen opnieuw inschakelen
• controleren of de installatie spanningsloos is
• indien nodig: kortsluiten en aarden
• indien nodig: spanningvoerende delen afschermen

In dit hoofdstuk leer je meer over:

• persoonlijke beschermingsmiddelen
• in bedrijfname
• beveiligingen

Figuur 26 Spanningsloos maken, altijd veilig

1. Schakelen en scheiden

Het gedeelte waaraan wordt gewerkt, moet eerst worden uitgeschakeld. Als alles is uitgeschakeld, loopt er ook geen stroom meer. Daarna kan veilig worden gescheiden. Er is pas een scheiding als alle actieve geleiders zijn onderbroken. Dat zijn de fasen én de nul.

Het scheiden kan op verschillende manieren gebeuren:

• door middel van het verwijderen van zekeringen;
• door middel van het uitschakelen van een lastscheider.
• De scheiding moet minimaal bestaan uit een luchtweg van voldoende afstand. Het verwijderen van zekeringen zorgt voor een goede scheiding. Bij het verwijderen van zekeringen is het wel belangrijk dat er geen stroom meer door de zekeringen heen loopt. Ook moeten de zekeringen aanrakingsveilig zijn. Is dat niet zo, neem dan contact op met je Werkverantwoordelijke of Installatieverantwoordelijke.

Bij het verwijderen van mespatronen is het belangrijk dat de desbetreffende groep is uitgeschakeld voordat de groep stroomloos wordt gemaakt. Er kan dan immers geen stroom meer lopen naar de verbruiker! Pas daarna kunnen de mespatronen stroomloos worden getrokken. Dit stroomloos trekken van de mespatronen is om te voorkomen dat er vlambogen kunnen ontstaan. Hierna is er voldoende scheiding aangebracht en is de groep spanningsloos gemaakt.

De klapscheider in figuur 27 is zo geconstrueerd dat meszekeringen wel onder een bepaalde belasting getrokken kunnen worden.

Figuur 27 Meszekering, aanrakingsveilig

Lang niet alle schakelaars zijn zo geconstrueerd dat ze ook geschikt zijn als scheider. De contactafstand in de schakelaar moet minimaal 4 mm zijn. Werkschakelaars hebben vaak die functie niet waardoor het uitschakelen hiervan niet voldoende scheiding biedt voor spanningsloos werken. Groepsschakelaars zoals bijvoorbeeld de meeste installatieautomaten zijn vaak wel geschikt als scheider. Op dit component moet dan het symbool van een scheider staan vermeld, zie figuur 28.

Figuur 28 Automaat met scheider symbool

Een schakelaar als lastscheider kan een veilige scheiding aanbrengen onder een bepaalde belasting, dus wanneer er een bepaalde stroom loopt door de schakelaar. In figuur 29 is zo’n lastscheider te zien met het symbool hiervan.

Figuur 29 Lastscheider met symbool

In figuur 30 is een overzicht te zien van symbolen van diverse scheiders en schakelaars.

Let op! Schroefzekeringen zekeren meestal alleen de fasen. Als de nul ook wordt gebruikt in een installatie, is het scheiden met alleen de zekeringen dus niet genoeg. Dan moet ook de nul worden gescheiden. Dit betekent meestal dat er (ook) een schakelaar zal moeten worden uitgeschakeld.

Het loskoppelen van een installatie met een stekker is natuurlijk ook een goede scheiding.

In de scheepvaart moet er extra aandacht worden besteed aan de aanwezigheid van meerdere voedingen (denk aan generators, omvormers, walvoeding) en het eerst onderbreken van belastingen voordat er gescheiden wordt.

De installatie moet eerst worden geïnspecteerd, voordat de spanning er weer op wordt gezet. Verder moet personeel, gereedschap en materiaal eerst worden weggehaald.

Figuur 31 D-type zekeringhouders, niet aanrakingsveilig

2. Beveiligen tegen opnieuw inschakelen

Als een installatie of installatieonderdeel is gescheiden, moet de spanning natuurlijk niet onbedoeld (of bedoeld) worden ingeschakeld. Daarom moet je de installatie beveiligen tegen opnieuw inschakelen. Dit kan bijvoorbeeld met een slot, een waarschuwingsbord (labelen) of een dummy. Voor verschillende situaties en componenten zijn er verschillende mogelijkheden.

Figuur 32 Vergrendeling van een installatieautomaat

Figuur 33 Toepassen van dummy’s op de plaats van de zekeringen

Vergrendelingen

Ook wanneer je aan een machine gaat werken, kun je deze vergrendelen tegen opnieuw inschakelen door de stekker te blokkeren en er eventueel een label aan te hangen. Dit noemen we de lock- en tag-out procedure (Loto).

Figuur 34 De stekker is beveiligd tegen inschakeling

Bij een installatieautomaat vergrendelen we de automaat, om veilig te kunnen werken.

Figuur 35 Klem automaat

De lock- en tag-out procedure wordt niet alleen door monteurs gebruikt. Veel bedrijven passen die procedure ook toe tijdens het periodiek reinigen van een machine of installatie.

Als het in de scheepvaart niet mogelijk is om een slot te plaatsen, is labelen ook toegestaan.

3. Controleren of de installatie spanningsloos is

Voordat je aan het werk gaat moet je zeker weten dat de installatie spanningsloos is. Deze controle doe je door te meten. In de praktijk worden er vaak vergissingen gemaakt met de wijze waarop wordt gemeten en de gebruikte meter.

Meten in een installatie

Bij het meten in een installatie moeten we alle combinaties nameten. Bij een-fase is dat tussen de nul en fase, tussen de fase en aarde en tussen de nul en de aarde. Bij drie-fase is dat tussen de fases onderling, tussen de fases en aarde en tussen de fases en de nul. Voorafgaand aan de meting en direct daarna controleer je of de meter correct werkt.

Conform de NEN 3140 toon spanningsloosheid aan door te meten.

Figuur 36 Meten in een installatie

Welke meter geschikt voor het aantonen van spanningsloosheid?

NIET: Spanningzoeker

De spanningszoeker mag niet worden gebruikt bij het aantonen van spanningsloosheid. Bij een storing in de spanningzoeker is er namelijk kans op elektrocutie! Daarnaast levert deze meting geen betrouwbaar resultaat op.

Figuur 37 De populaire maar ook zo “beruchte” spanningzoeker

NIET: de voltstick

De voltstick detecteert de aanwezigheid van een elektrisch veld. De meeste voltsticks ‘zien’ dit elektrisch veld pas als de spanning meer is dan 100V. En dat is ver boven de veilige grens. Daarom is ook deze meter niet geschikt.

Figuur 38 Voltstick

NIET: de multimeter

De multimeter wordt vaak gebruikt voor het aantonen van spanningsloosheid. Maar daarvoor is hij ongeschikt. Als de meter in de verkeerde stand staat, kan de meter een onjuiste waarde aangeven of géén waarde aangeven. De meter kan zelfs kortsluiting veroorzaken. Er bestaan maar enkele modellen waar een uitzondering voor geldt.

Figuur 39 Multimeter: vaak ongeschikt voor het aantonen van spanningsloosheid

WEL: De dubbelpolige spanning aanwijzer

Voor het aantonen van spanningsloosheid is maar één instrument geschikt; de dubbelpolige spanning aanwijzer. Controleer wel of de meter voldoet aan de NEN EN IEC 61243-3. Want niet elke dubbelpolige spanning aanwijzer is ook meteen veilig. 

De meetpennen moeten zo zijn geïsoleerd dat deze geen kortsluiting kunnen veroorzaken.

Figuur 40 Dubbelpolige spanningsaanwijzers

De hiervoor gebruikte dubbelpolige spanningsaanwijzer, zoals de zogenoemde duspol, moet vooraf op een goede werking en visueel op veiligheid worden gecontroleerd. In de NEN 3140 staat dat zowel voor- als na de meting je de meter moet testen. Het is immers gevaarlijk wanneer een meter tijdens een meting defect is geraakt en vervolgens daarom nul aangeeft, terwijl er nog spanning op staat.

Gebruik van persoonlijke beschermingsmiddelen bij metingen

Wanneer metingen worden verricht binnen een afstand van 5 cm van aanraakbare spanningvoerende delen, moet je isolerende handschoenen gebruiken.

Wanneer er in een installatie die is beveiligd met een automaat van meer dan 25A en er een kans op kortsluiting bestaat (vlambooggevaar), gebruik je een gelaatscherm, vlamboogbeschermende kleding en -handschoenen.

4. Aarden en kortsluiten

Als er ondanks de hiervoor genoemde maatregelen, toch een kans is dat er spanning op de installatie komt te staan, moet deze worden geaard en kortgesloten. Als de installatie dan toch per ongeluk onder spanning komt te staan, zal deze door de kortsluiting worden uitgeschakeld. In de meeste installaties is deze vierde stap in het veilig stellen niet nodig.

De risico’s tijdens het aanbrengen van aarding kunnen groot zijn. Dit is dan ook specialistenwerk. Informeer of aarden en kortsluiten bij jouw bedrijf is opgenomen als bedrijfsprocedure. Materieel voor aarding en kortsluiting moet geschikt zijn voor de hoogste kortsluitstroom die kan optreden.

Figuur 41 Aard- en kortsluitset

5. Actieve delen afschermen

De vijfde stap in het spanningsloos maken is het afschermen van eventuele spanningvoerende delen. Dit kan bijvoorbeeld nodig zijn als er gewerkt wordt in een kast die voor een gedeelte spanningvoerend is. In deze situatie kun je met speciale materialen de spanningvoerende delen afschermen. Na het afschermen werk je spanningsloos en hoef je niet continu je PBM's te dragen.

Hoewel deze maatregel als vijfde stap wordt genoemd, kan het noodzakelijk zijn om deze stap al als eerste te nemen.

Figuur 42 Isolerende afschermdoek en knijpers

Werken in de nabijheidszone

In de scheepvaart moeten er obstakels, schermen of isolatie worden geplaatst om aanraking met actieve delen te voorkomen. Als dat niet mogelijk is, moet er tijdens de werkzaamheden voor passend toezicht worden gezorgd.

Persoonlijke beschermingsmiddelen

Wanneer je een installatie spanningsloos maakt en je tijdens je werkzaamheden in de buurt komt van spanningvoerende delen, moet je beschermingsmiddelen gebruiken.

Mogelijke persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) zijn:

• schoenen met een goede rubber zool;
• rubber mat;
• rubber handschoenen;
• isolerend afschermdoek;
• gelaatscherm;
• vlamboog vaste kleding.

Binnen de norm is vastgelegd wanneer je welke PBM moet gebruiken. Let wel op dat het PBM het juiste keurmerk heeft. Niet alle rubber soorten zijn bijvoorbeeld isolerend.

Figuur 43 Voorbeelden van PBM’s met keurmerk isolatieweerstand

In bedrijfname

Als onderhoudswerkzaamheden zijn afgerond, moet gecoördineerde overdracht plaatsvinden door de Werkverantwoordelijke. Wanneer we een installatie weer in bedrijf gaan nemen, moeten we dit doen op een veilige manier. We moeten dus zeker weten dat niemand spanningvoerende delen kan aanraken. Maar ook geen bewegende delen waardoor iemand klem kan komen te zitten. De installatie moet dus eerst worden geïnspecteerd. Verder moet personeel, gereedschap en materiaal eerst worden weggehaald voordat de spanning er weer op gezet kan worden.

Kortom: bij het inschakelen moet je de installatie goed kunnen overzien. Ook kan hier de lock- en tag-out procedure van kracht zijn. Dat betekent dat de hiervoor beschreven procedure in omgekeerde volgorde moet worden uitgevoerd. Dat klinkt logisch. Maar als we er niet bewust bij stil staan, kan dat levensgevaarlijke situaties opleveren. Bijvoorbeeld doordat een installatie weer wordt ingeschakeld als deze nog is geaard. Het controleren van de juiste aansluitvolgorde van een motor door middel van meting is een vereiste. Hiermee wordt voorkomen dat de motor de verkeerde kant op draait waardoor er een onveilige situatie kan ontstaan

In veel bedrijven wordt het inschakelen aan de monteur overgelaten. Hiervoor kunnen bedrijfsvoorschriften worden opgesteld. Het risico is dat de hele installatie kan uitvallen wanneer wordt ingeschakeld op een (montage) fout. In een aantal gevallen bevat een bedrijfsvoorschrift van zelf inschakelen dan ook een beperking dat de eindgroep niet zwaarder dan bijvoorbeeld 250 A mag zijn afgezekerd.

Het toepassen van een aard- en kortsluitset is niet alleen noodzakelijk bij meerdere inkomende voedingen. Voor werkzaamheden achter de afgaande velden is dit nodig maar wel op de plaatsen waar dit tot grote risico’s kan leiden. Bij werkzaamheden aan het railsysteem bijvoorbeeld. Zie figuur 44.

Figuur 44 Aard- en kortsluitnet

Een nieuw risico wordt gevormd door de toepassing van No-break en UPS apparatuur. Bij het wegvallen van de spanning (ook bij het vrijschakelen van de voedende groep)) gaat deze spanning gewoon door. Dit kan onverwacht tot ernstige ongelukken leiden. Dit geldt ook voor het aanwezige accu systeem. Uitschakelen van accu’s is niet mogelijk. Zie figuur 45 en 46.

Figuur 45 Eén fase UPS voor de voeding van servers

Figuur 46 Principeschema van een UPS

Er zijn meerdere systemen denkbaar voor de uitvoering van de UPS. Bijvoorbeeld bij normaal bedrijf en het net aanwezig is draait de via de static bypass. De accu’s worden dan geladen en op peil gehouden door gelijkrichter/lader. Valt de spanning weg dan wordt de gelijkspanning van de accu’s omgezet in een 1 of 3 fase spanning voor de belasting. Bij onderhoud aan het systeem kan het systeem worden overbrugt door de maintenance bypass. Voorwaar drie mogelijkheden voor een dodelijke schok of ernstige kortsluiting.

Vooral kortsluiting in het accusysteem kan leiden tot ernstige ongelukken vanwege de enorme stromen die daar kunnen lopen in de grotere systemen. Zie ook figuur 47 en 48.

Figuur 47 Drie fase UPS van een middelgroot vermogen

Figuur 48 Schematische voorstelling van de toepassing van een UPS in een net

Beveiligingen

Om de elektrische installatie zelf en de gebruikers te beschermen worden beveiligingen toegepast.

Figuur 49 Zeker in vochtige ruimtes zijn veiligheidsmaatregelen van cruciaal belang.

Voorbeelden van beveiligingen kunnen zijn:

• Smeltveiligheden
• Installatie-automaten
• Aardlekschakelaars

In oudere groepenkasten worden meestal smeltveiligheden (D-patronen) toegepast. Deze smelten door wanneer er een te hoge stoom gaat lopen. De moderne variant van een D-patroon is de installatie-automaat. Deze kan na uitschakelen weer met de hand ingeschakeld worden. Beiden beschermen de installatie tegen de gevolgen van overbelasting en kortsluiting. We hebben gezien dat voor een mens een stroom van 30mA al erg gevaarlijk kan zijn. Een 16A beveiliging, maar bijvoorbeeld ook een 2A is dus niet geschikt als “persoonsbeveiliging”. Deze schakelen namelijk pas uit boven de vermelde waarde.

Daarom worden in de praktijk aardlekschakelaars toegepast, afhankelijk van omgevingsrisico’s (denk bijvoorbeeld aan vocht) en het type gebruiker. Om die reden zijn in huisinstallaties (gebruik door leken) 30 mA aardlekschakelaars verplicht, maar bijvoorbeeld ook in een bedrijfskeuken.

In een gesloten stroomkring komt er net zoveel stroom terug als er aangevoerd wordt. Lekt er een deel weg naar aarde via een gebruiker dan detecteert een aardlekschakelaar dit en schakelt uit.

Of en waar aardlekschakelaars worden gebruikt hangt ook af van het stroomstelsel dat is toegepast.

Test jouw kennis

Er is een 10-vragentest over NEN 3140! In deze korte test kun je gratis jouw huidige technische kennis over NEN 3140 testen, zodra de test is afgerond wordt direct online een advies gegeven over passende cursussen. Let op: in deze test worden meer onderwerpen behandeld dan in deze introductieles.

Inschrijven

Heb je de smaak te pakken gekregen, schrijf je dan in voor één van de NEN 3140 cursussen van ROVC, bekijk hier het totale aanbod. Nog advies nodig, bel dan met de studieadviseurs! Kies ROVC als opleider voor opleiden zonder ballast.