De effecten van moderne belastingen

Hager toonde dit "live" op de beurs Elektrotechniek 2013

Door de ecotrend en het versneld verbieden van gloeilampen voor hoofdverlichting wordt maar liefst een elektriciteitsbesparing van zo’n 40 TWh (40 miljard kWh) per jaar verwacht. Alternatieven voor de vertrouwde gloeilamp, zoals LED-lampen en spaarlampen, zijn er intussen in overvloed en ze worden steeds beter betaalbaar. Het elektrisch gedrag van de elektronica in deze producten is echter totaal anders dan dat van gloeilampen, iets waar terdege rekening mee gehouden moet worden.

De succesvolle toepassing van LED-verlichting, PL-verlichting en spaarlampen heeft een nadeel waar bij de opzet van een elektrische installatie, en dan met name de schakel- en verdeelinrichting, terdege rekening mee gehouden moet worden. Vanwege de druk op duurzaamheid en energiebesparing wordt er immers steeds meer elektronica toegepast o.a. in verlichting om het vereiste rendement te halen. Vooral tijdens in- en uitschakeling veroorzaken LED-, spaar- en PL-lampen hogere piekstromen dan gloeilampen. In het ontwerp van de installatie zal rekening gehouden moeten worden met deze piekstromen. Het elektriciteitsnet is echter een eeuw geleden aangelegd, berekend op ohmse en inductieve belastingen. Elektronica belast het net echter anders en vooral goedkope elektronica veroorzaakt onvoorzien storingen en defecten als het in grote volumes wordt aangeschakeld. Ondanks de snelle groeiende toepassing van elektronica worden de gevolgen voor het elektriciteitsnet en de elektrische installatie onvoldoende begrepen door de installatiebranche. Daarnaast ontbreken de noodzakelijke gegevens van belastingen en schakelaars omdat hiervoor geen vastgelegde normen zijn. Het gevolg is dat componenten in e-installaties overbelast worden en de installatie uitvalt.

Twee problemen
De toenemende problemen ontstaan doordat het elektriciteitsnet, schakelaars en installatieautomaten- oorspronkelijk ontworpen zijn voor lineaire belastingen. Dit zijn bijvoorbeeld motoren, gloeilampen en verwarmingsapparatuur. Deze lineaire apparaten gebruiken de volledige sinusspanning om hun energie op te nemen en de opgenomen stroom is eveneens sinusvormig. Het eventuele faseverschil (Cosinus Phi) tussen spanning en stroom is bij inductieve belastingen (motoren, TL-lampen) eenvoudig te compenseren met condensatoren. Moderne apparatuur bevat echter elektronica en die werkt grotendeels alleen op een nette afgevlakte gelijkspanning. Om van de wisselspanning een nette gelijkspanning te maken, is een gelijkrichter nodig met een buffercondensator en stabilisatie elektronica. Condensators zijn op het lichtnet een bekende belasting echter bij elektronica is de buffercondensator achter de gelijkrichter geplaatst en dat zorgt ervoor dat de stroom pulsvormig wordt. Er gaat namelijk alleen stroom lopen op de toppen van de sinusvormige ingangsspanning. Alleen dan is immers de ingangsspanning hoger dan de spanning over de buffercondensator.
De opgenomen wisselstroom vanuit het net van een elektronische schakeling is dus verre van sinusvormig met als gevolg dat in een driefasennetwerk de fasestromen elkaar niet meer kunnen compenseren in de nulleider.

Voor het complete artikel klik hier

Voor de totale trainingsbrochure van Hager klik hier
Voor de actuele data van de trainingen van Hager klik hier