Op de blog van GP Prüfservice GmbH gaan onze experts regelmatig in op vragen over elektromotoren en elektrische installaties en lichten ze vaktermen toe. Hier gaan we in op het onderwerp hoe men met de lusimpedantie eenvoudig overstroombeveiligingen kan testen. En we beantwoorden de veelgestelde vraag of je de lusimpedantie met een multimeter kunt meten.
Inhoud van dit artikel
- Waarvoor dient het meten van de lusimpedantie
- Relevante normen voor het bepalen van de lusimpedantie
- Meet- en testapparatuur: kan ik de lusimpedantie met een multimeter meten?
- De invloed van de netconfiguratie volgens DIN VDE 0100 op de lusimpedantie
- Hoe bereken je de lusimpedantie?
Vragen over elektrische keuringen? Laat u nu adviseren!
Bij de berekening van wisselstromen is de impedantie het tegenstuk van de ohmse weerstand in gelijkstroomnetten. De term lusimpedantie komt vooral voor bij het ontwerpen en controleren van overstroombeveiligingen. Hier verwijst het naar de totale wisselstroomweerstand van de stroomlus die, bij een isolatiefout van een faseleider, via de aardgeleider en het daarmee verbonden lichaam terugloopt naar de faseleider.
Laat het door een expert controleren
GP Prüfservice GmbH heeft meer dan 50 jaar ervaring met elektromotoren en het testen van elektrische installaties en apparatuur. Vraag vandaag nog vrijblijvend advies.
Waarvoor dient het meten van de lusimpedantie?
Het praktische belang van de lusimpedantie (ZS) in verband met overstroombeveiligingen ligt in het feit dat een bepaalde minimale stroomsterkte vereist is om een voldoende snelle activering van de beveiligingsschakelaar te garanderen. De kortsluitstroom zelf is over het algemeen slechts met veel moeite te bepalen. Het meten van de lusimpedantie, waarvan deze afhankelijk is, is daarentegen eenvoudig. Deze mag bijvoorbeeld voor een leidingbeveiligingsschakelaar met karakteristiek B volgens DIN VDE 0641 in een 230 V-wisselstroomcircuit met een nominale stroomsterkte van 16 A de waarde 2,88 Ω niet overschrijden.
Relevante normen voor het bepalen van de lusimpedantie
Voor het bepalen van de lusimpedantie moet in de eerste plaats rekening worden gehouden met de normenreeks DIN VDE 100, die betrekking heeft op de aanleg van laagspanningsinstallaties tot 1000 V wisselstroom respectievelijk 1500 V gelijkstroom. Bijzonder interessant is groep 400 „Beschermingsmaatregelen“ en daarin de norm DIN VDE 0100-430 „Bescherming van kabels en leidingen bij overstroom“.
Verdere belangrijke informatie en definities vindt u in de norm DIN VDE 0413, die betrekking heeft op de constructievoorschriften voor testapparatuur, zoals die ook wordt gebruikt voor het meten van de lusimpedantie, bijvoorbeeld in DIN VDE 0413 deel 4 met de eisen aan meetapparatuur en in deel 3 met de toegestane gebruiksfouten.
Richtlijnen voor het ontwerp van gangbare aardlekschakelaars voor huishoudelijk gebruik vindt u in de norm DIN VDE 0641. De norm DIN VDE 0660 behandelt op haar beurt in haar verschillende delen schakelapparatuur en combinaties daarvan.
De invloed van de netvorm volgens DIN VDE 0100 op de lusimpedantie
De relevante voorschriften en normen staan met betrekking tot de aarding meerdere schakelvarianten toe. Deze worden aangeduid met lettercombinaties. Het eerste teken beschrijft de aarding van de stroombron. Hier staat ofwel een T, wanneer er op één punt een directe aardverbinding bestaat, ofwel een I, indien alle actieve delen geïsoleerd zijn van het aardpotentiaal of er slechts een verbinding via een impedantie aanwezig is.
Een tweede teken geeft de aarding van het lichaam van de elektrische installatie aan. Ook hier duidt een T op een directe aarding van een punt, ongeacht de aarding van de stroombron. Bij TN-systemen vindt de aarding daarentegen plaats via een bedrijfsaardleiding, die op haar beurt rechtstreeks met de aarde is verbonden.
Voor het bepalen van de lusimpedantie is een optionele extra letter van belang, die eventueel met een koppelteken wordt toegevoegd. Deze geeft informatie over het gebruik van nulleiders (N) en beschermingsgeleiders (PE). Deze zijn in een TN-C-net gecombineerd tot een PEN-geleider. Terwijl u de lusimpedantie normaal gesproken meet tussen de fasegeleider (L) en de beschermingsgeleider, gescheiden van de nulgeleider, is het tweede meetpunt voor de lusimpedantie in een dergelijke netconfiguratie de PEN-geleider.
Meet- en testapparatuur: Kan ik de lusimpedantie met een multimeter meten?
Een veelgestelde vraag in verband met de lusimpedantie luidt:
Vraag: Kan ik de lusimpedantie met een multimeter meten?
Antwoord: Nee. Voor het meten van de lusimpedantie zijn speciale testapparaten nodig.
Om dit te verklaren, moeten we even wat verder uitweiden: het bepalen van meetgrootheden die nodig zijn voor het vaststellen van de lusimpedantie en andere kenmerken van laagspanningsinstallaties behoort in principe weliswaar tot het functiebereik van in de handel verkrijgbare multifunctionele meetapparaten, de zogenaamde multimeters. Met name de handmultimeters, die bijzonder geschikt zijn voor mobiel gebruik, zijn echter vaak niet krachtig genoeg.
Digitale multimeters kunnen bijvoorbeeld bij de weerstandsmeting niet de stroomsterkte leveren die nodig is voor een correcte bepaling van de lusimpedantie. Ze voldoen daarom niet aan de eisen die zijn vastgelegd in DIN VDE 0413 deel 4 en zijn daarom niet geschikt.
Eisen aan meet- en testapparatuur
De meetspanning moet tussen 4 en 24 V liggen. De meetstromen moeten minimaal 0,2 A bij gelijkstroom en minimaal 5 A bij wisselstroom bedragen.
Voor de lusimpedantiemeting en andere installatietests zijn daarom doorgaans speciale testapparaten nodig, die in de handel worden aangeduid als lusweerstandsmeter. Dergelijke installatietesters bieden meestal het extra voordeel dat ze helpen bij het opstellen van de vereiste testrapporten, bijvoorbeeld door middel van bijbehorende opslagmogelijkheden. Aangezien de lusweerstandsmeter in vergelijking met een multimeter vrij duur is, is het uitbesteden van de vereiste tests meestal de betere oplossing, vooral voor kleinere bedrijven. GP Prüfservice GmbH doet u graag een offerte toekomen.
Hoe bereken je de lusimpedantie?
Nu we de betekenis, de voorschriften en de eisen aan meetapparatuur hebben besproken, blijft de vraag hoe de lusimpedantie eigenlijk wordt berekend. De lusimpedantie ZS kunt u bepalen aan de hand van de meetspanning en de meetstroom tussen een buitenleider en de aardgeleider, of de PEN-geleider in een TN-C-systeem. De berekening vindt plaats volgens de vergelijking ZS = U0 / Ia, waarbij U0 de nominale spanning aangeeft (sinds 1987 230 V eenfasig / 400 V driefasig) en Ia de uitschakelstroom.
Voor aardlekschakelaars met karakteristiek B volgens DIN VDE 0641 moet Ia worden vastgesteld op vijfmaal de nominale stroomsterkte IN van de beveiligingsinrichting; voor aardlekschakelaars met karakteristiek C op tienmaal. Hieruit volgen voor aardlekschakelaars met karakteristiek B in het 230 V-net bijvoorbeeld maximaal toegestane waarden voor de lusimpedantie van:
- 7,3 Ω bij IN = 6 A
- 4,6 Ω bij IN = 10 A
- 2,88 Ω bij IN = 16 A
- 2,3 Ω bij IN = 20 A
- 1,84 Ω bij IN = 25 A
- 1,44 Ω bij IN = 32 A
Volgens de in 2007 bijgewerkte versie moet bij het bepalen van de lusimpedantie bovendien rekening worden gehouden met de stijging die ontstaat door de opwarming van de geleiders in geval van een fout. Om deze reden moet de aanvankelijk bepaalde waarde van de lusimpedantie met de factor 2/3 worden gecorrigeerd. De voorbeeldtabel ziet er dan als volgt uit:
- 4,87 Ω bij IN = 6 A
- 3,07 Ω bij IN = 10 A
- 1,92 Ω bij IN = 16 A
- 1,53 Ω bij IN = 20 A
- 1,23 Ω bij IN = 25 A
- 0,96 Ω bij IN = 32 A
Daarnaast moeten eventueel nog correcties voor gebruiksfouten van de meetapparatuur worden meegerekend, die volgens DIN VDE 0413 deel 3 op 30 % moeten worden vastgesteld. De werkelijke stroom kan daarom binnen een bereik van -23 tot +43 % afwijken van de gemeten waarde.
Waar moet bij het meten van de lusimpedantie rekening mee worden gehouden?
De lusimpedantie omvat naast de impedanties van de buiten- en beschermings- of PEN-geleider ook de wisselstroomweerstand van de stroombron. De nauwkeurigheid van de lusimpedantiemeting hangt af van de spanningsconstantheid tijdens het meetproces. Bij uitschakeltijden die volgens de norm, afhankelijk van de eigenschappen van het betreffende circuit, 0,2, 0,4 of 5 seconden mogen bedragen, wordt aanbevolen de meetresultaten door middel van meerdere metingen te controleren.
Als bij de controle van de elektrische installatie de vereiste waarden voor de lusimpedantie niet worden bereikt, kunt u de doeltreffendheid van de beveiligingsinrichting onder andere door de volgende maatregelen waarborgen.
- Het aanleggen van een nieuwe leiding met een grotere doorsnede.
- Een extra beveiliging met een aardlekschakelaar (FI-schakelaar). De overstroombeveiliging dient dan alleen nog ter bescherming van de leiding. Gevaarlijke lichaamsstromen worden daarentegen vroegtijdig door de aardlekschakelaar onderbroken.
Wij adviseren u graag!
GP Prüfservice GmbH in Dortmund is uw expert voor DGUV V3-keuringen. Ons team kan bogen op meer dan 50 jaar ervaring met elektromotoren en industriële dienstverlening. Wij verzorgen voor u de keuring van elektrische installaties en bedrijfsmiddelen in Noordrijn-Westfalen en in heel Duitsland.