In deze serie artikelen over NEN 1010:2020 vestig ik de aandacht op enkele wijzigingen die concreet invloed hebben op de praktijk van de installateur, ontwerper, inspecteur of installatieverantwoordelijke.

Tekst: Rob Kaspers

Wel of geen overspanningsbeveiliging (SPD) toepassen?

Overspanningen in de elektrische installatie kunnen ontstaan door een atmosferische ontlading (blikseminslag). Ook schakelhandelingen in grote installaties kunnen overspanningen genereren. Via voedingskabels of communicatiekabels kan een overspanning een gebouw of woning binnentreden.

Overspanningen kunnen schade veroorzaken aan de elektrische installatie, elektrische apparatuur en verhogen ook de kans op brand.

Rubriek 443 uit NEN 1010:2020 behandelt ‘Beveiliging tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong of als gevolg van schakelhandelingen’.

Deze rubriek stelt geen eisen voor de beveiliging tegen transiënte overspanningen als gevolg van directe of nabije blikseminslagen op het gebouw zelf (bliksembeveiligingsinstallatie), maar gaat in op overspanningen die worden overgebracht door het voedende net (met inbegrip van directe inslagen op het voedende net).

De internationale normreeks NEN-EN-IEC 62305 wordt al jaren toegepast en gaat over het totaal van bliksembeveiligingsmaatregelen. Deel 2 beschrijft een methode voor een risicoanalyse voor het bepalen van de noodzaak tot bliksem en overspanningsbeveiliging. Deel 3 en 4 omschrijven de engineeringshulp en -eisen.

Rubriek 443 van NEN 1010:2020 geeft expliciet aan dat 443 niet van toepassing is op installaties in chemische industrieën of omgevingen met explosiegevaar. Juist voor deze type installaties moet NEN-EN-IEC 62305 worden gebruikt.

In 443.4 van NEN 1010:2020 wordt aangegeven dat overspanningsbeveiliging moet worden toegepast als de gevolgen van overspanning invloed hebben op:

  a) menselijk leven, bijvoorbeeld veiligheidsdiensten, medische zorgvoorzieningen;
  b) publieke diensten en erfgoed, bijvoorbeeld verlies van publieke diensten, datacentra, musea;
  c) commerciële of industriële activiteit, bijvoorbeeld hotels, banken, industrie, markten, boerderijen;
  d) een groot aantal personen, bijvoorbeeld grote gebouwen, kantoren, scholen.

In alle andere gevallen moet een risico-evaluatie volgens 443.5 worden uitgevoerd om te bepalen of beveiliging tegen transiënte overspanningen nodig is. Als de risico-evaluatie niet is uitgevoerd, moet de elektrische installatie worden voorzien van beveiliging tegen transiënte overspanning.

De risico-evaluatie uit 443.5 is een rekenmethode.

Citaat NEN 1010:2020:

Het risiconiveau (CRL, 'calculated risk level') wordt gebruikt om te bepalen of beveiliging tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong is vereist. De CRL volgt uit de volgende formule:

CRL = f_env /(L_P × N_g) waarin:

fenv de omgevingsfactor is, waarvan de waarde wordt bepaald volgens tabel 44.3;

De waarde van coëfficiënt F is 1 voor alle installaties. Echter, NC's (nationale normcommissies) mogen de waarde van coëfficiënt F aanpassen tussen 1 en 3 voor woningen. [nlb>Voor Nederland wordt de waarde 1 aangehouden.<nlb]

N_g is de blikseminslagdichtheid (aantal inslagen per km² per jaar) zoals van toepassing op de locatie van de voedingskabel en de daarmee verbonden constructie.

OPMERKING 2 Volgens NEN-EN-IEC 62305-2:2012, A.1, komen 25 onweersdagen per jaar overeen met 2,5 inslagen per km² per jaar. Dit is afgeleid van de formule N_g ≈ 0,1 × Td, met Td is het aantal onweersdagen per jaar (keraunisch niveau).

L_p is de risicolengte, die als volgt wordt berekend:

L_p = 2 L_PAL + L_PCL + 0,4 L_PAH + 0,2 L_PCH

met:

L_PAL is de lengte in km aan bovengrondse laagspanningsleiding;
L_PCL is de lengte in km aan ondergrondse laagspanningsleiding;
L_PAH is de lengte in km aan bovengrondse hoogspanningsleiding;
L_PCH is de lengte in km aan ondergrondse hoogspanningsleiding.

De totale lengte (L_PAL + L_PCL + L_PAH + L_PCH) wordt beperkt tot 1 km of tot de afstand van het eerste toestel voor overspanningsbeveiliging dat is geïnstalleerd in het distributienet naar het voedingspunt van de installatie, indien deze laatste afstand korter is.

Als de lengten van het distributienet geheel of gedeeltelijk onbekend zijn, dan moet L_PAL gelijk worden gesteld aan de resterende afstand zodat een totale lengte van 1 km wordt behaald.

Bijvoorbeeld, als alleen de lengte van de ondergrondse kabel bekend is (bijvoorbeeld 100 m), dan wordt voor L_PAL een lengte genomen van 900 m. Voor een weergave van een installatie met daarin de bepalende lengten, zie figuur 44.2.

Als CRL ≥ 1000, is geen beveiliging tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong nodig.

Als CRL < 1000, is beveiliging tegen transiënte overspanningen van atmosferische oorsprong vereist.

Einde citaat NEN 1010:2020

Voorbeeld 1:

Een woning in het buitengebied. Lengte ondergrondse laagspanningskabel naar het compactstation bedraagt 1300 m. Er is geen overspanningsbeveiliging geïnstalleerd in het distributienet. Meer informatie heb ik niet.

L_p = 2 L_PAL + L_PCL + 0,4 L_PAH + 0,2 L_PCH

L_PAL = 0 m, want er is alleen sprake van een ondergrondse kabel.

De totale lengte (L_PAL + L_PCL + L_PAH + L_PCH) wordt beperkt tot 1 km (443.5).

L_PAH en L_PCH zijn onbekend en er is geen resterende afstand, omdat L_PCL = 1,3 km.

L_P = 0 + 1,3 + ? + ? = 1,3 km.

Dus: CRL = 85 × 1/(1,3 × 2,5) = 26.

26 is kleiner dan 1000, dus overspanningsbeveiliging is vereist.

Voorbeeld 2:

Een woning in de stad. Lengte ondergrondse laagspanningskabel naar het compactstation bedraagt 200 m. Er is geen overspanningsbeveiliging geïnstalleerd in het distributienet. Meer informatie heb ik niet.

L_p = 2 L_PAL + L_PCL + 0,4 L_PAH + 0,2 L_PCH

L_PAL = 0 m, want er is alleen sprake van een ondergrondse kabel.

De totale lengte (L_PAL + L_PCL + L_PAH + L_PCH) wordt beperkt tot 1 km (443.5).

L_PAH en L_PCH zijn onbekend. De resterende afstand voor L_PAL bedraagt: 1 km – 0,2 km = 0,8 km.

L_P = 2 × 0,8 + 0,2 + ? + ? = 1,8 km.

Dus: CRL = 850 × 1/(1,8 × 2,5) = 189.

189 is kleiner dan 1000, dus ook in dit voorbeeld is overspanningsbeveiliging vereist.