September 2017

Verdeel en beheers extra elektriciteit

Meterkast duurzame woning vraagt om aanpassingen

De opmars van duurzame installaties, zoals warmtepompen en pv-panelen, heeft ook gevolgen voor de meterkast in woningen. De gasaansluiting zal langzaam uit de meterkasten verdwijnen en nieuwe elektrische systemen en slimmere regelinstallaties zullen erbij komen. De verdeelinrichting zal daardoor ook een andere opbouw en omvang krijgen. Waar moet dan aan worden voldaan?

Het kabinet is van plan de Gaswet aan te passen, zodat het niet langer verplicht is om nieuwbouwhuizen aan te sluiten op het gasnet. In woningen zonder gasaansluiting komen meer elektrische installaties. Elektrische fornuizen zullen bijvoorbeeld steeds vaker het traditionele gasfornuis gaan vervangen. Een meterkast moet hierop worden aangepast. Zo kan bij kooktoestellen (inductie of keramisch) met een maximaal aansluitvermogen van 7.300 W, een kookgroep (twee mechanisch gekoppelde installatie-automaten op dezelfde fase) worden toegepast. Kooktoestellen met een groter vermogen moeten op een 3-fase aansluiting worden aangesloten.

De verwarming en het warm tapwater – nu nog vaak het domein van de gasgestookte cv-installaties – zal in toenemende mate worden verwarmd door zonnewarmte en aard- en luchtwarmte, ondersteund met elektrische bijverwarming op koude winterdagen. Warmtepompen hebben een aansluitwaarde van bijvoorbeeld 3 kW (afhankelijk van het gekozen systeem); een aanvullend verwarmingselement ongeveer 6 kW.

Een warmtepomp vergt dus een betrekkelijk groot elektrisch vermogen. Ook de warmtepomp en eventuele verwarmingselementen moeten op een afzonderlijke eindgroep worden aangesloten in de schakel- en verdeelinrichting.

Aansluitwaarde

De som van het elektrisch vermogen van toekomstige opgestelde systemen is beduidend groter dan van wat nu in een doorsnee woning staat opgesteld. De aansluitwaarde van een doorsnee woning bedraagt nu in het algemeen 1 x 25 A of 1 x 35 A, 1x 40 A of 3 x 25 A.

Die laatste, 3 x 25 A, is meestal voldoende voor een hedendaagse woning, ook wanneer er elektrisch wordt gekookt. Maar hierbij ook een warmtepomp of elektrische verwarming aansluiten kan tot problemen leiden. Zo kan bij het inschakelen van de motor van de warmtepomp de aanloopstroom zodanig hoog zijn dat de beveiligingen kunnen aanspreken. Dit betekent dat bij energiebesparende maatregelen zoals warmtepompen, waarbij de netaansluiting van 3 x 25 A naar 3 x 35 A of hoger moet, de energierekening toch hoger uitvalt ondanks dat er minder energie wordt gebruikt (tabel 1). De aansluitkosten (het vastrecht) gaan namelijk omhoog.

Ook een pv-installatie vraagt de nodige aanpassingen. Zo moet de nominale stroomwaarde van de hoofdbeveiliging op de pv-installatie worden afgestemd (tabel 2). Want als er geen elektrische energie wordt gebruikt in het huis, dan moet de energie kunnen worden teruggeleverd aan het openbare net, zonder dat de hoofdbeveiliging aanspreekt. Ook moet de beveiliging in de eindgroep selectief zijn ten opzichte van deze beveiliging van het netbedrijf.

Verdeelinrichting meterkast

Een schakel- en verdeelinrichting moet voldoen aan NEN-EN-IEC 61439. Om de veiligheid te waarborgen moeten daarin beveiligingscomponenten worden toegepast, zoals beschreven in NEN 1010. Eisen zijn bijvoorbeeld:

• Elke stroomketen moet kunnen worden gescheiden van elke actieve geleider van de voeding (NEN 1010, bepaling 536.2.1). Alle afgaande beveiligingstoestellen moeten daarom zijn voorzien van een N-contact. Ook de leidingen naar een inverter van de pv-installatie, een warmtepomp, elektrische bijverwarming, een opslagsysteem en dergelijke, moeten in de verdeelinrichting afzonderlijk worden aangesloten op een beveiligingstoestel.

• Elke schakel- en verdeelinrichting moet door één enkel toestel (bijvoorbeeld een lastscheider) kunnen worden gescheiden van het voedende net (NEN 1010, bepaling 536.2.1.5). Ook in de pv-installatie moeten scheiders zijn toegepast in het AC- en het DC-gedeelte.

• Elke faseleiding moet zijn beveiligd tegen overstroom en kortsluitstroom (NEN 1010, bepaling 431-432). Een nul-geleider moet zijn beveiligd tegen overbelasting in meer-fasestroomketens als de stroom in de nul-geleider de hoogst toelaatbare waarde voor de leiding kan overstijgen. Dit is bijvoorbeeld het geval als het aandeel hogere harmonische > 33 procent wordt. Dit kan gebeuren als er veel elektronische apparaten, zoals ledverlichting, zijn aangesloten. Als aanvullend op het vaste net een pv-systeem wordt geïnstalleerd, kunnen stromen in de verdeelinrichting hoger worden. Leidingen, rails en de nominale stroom van beveiligingscomponenten moet daarop worden afgestemd.

• Aardlekschakelaars I∆n 30 mA moeten worden toegepast als aanvullende bescherming voor contactdozen In ≤ 20 A voor algemeen gebruik. Dit geldt ook voor verlichting in woningen (NEN 1010, bepaling 411.3.3) en voor de laadinrichting voor elektrische voertuigen als deze niet galvanische zijn gescheiden van het voedende net (NEN 1010, bepaling 722.531).

• Vast aangesloten materieel en contactdozen hoeven dus niet altijd te worden beveiligd voor aanvullende bescherming door een aardlekschakelaar I∆n 30 mA. Dit is het geval als contactdozen zijn bestemd voor specifieke toestellen (elektrisch fornuis, warmtepomp, omvormer enzovoort). Voor materieel dat wordt aangesloten op een wcd, moet door plaatsing of codering dan wel duidelijk zijn, dat deze wcd niet voor algemeen gebruik is bestemd. In een TT-stelsel kan het wel nodig zijn om (ook voor de genoemde toestellen) een aardlekschakelaar toe te passen als maatregel voor foutbescherming (NEN 1010, bepaling 411.5.2). Dit is het geval als de circuitweerstand niet voldoende laag is waardoor de overstroombeveiliging niet als foutbescherming kan worden toegepast. Dit is bijvoorbeeld vaak het geval in TT-stelsels waar de bodemgesteldheid zodanig is dat een voldoende lage aardverspreidingsweerstand van het aardsysteem niet of lastig is te halen.

• Aardlekbeveiligingstoestellen moeten zo zijn gekozen en de belasting moet zo over de stroomketens zijn verdeeld, dat te verwachten lekstromen tijdens normaal bedrijf geen onnodige uitschakeling veroorzaken. NEN 1010, bepaling 531.2.1.3, stelt dat er op een tweepolig toestel maximaal vier eindgroepen per I∆n 30 mA aardlekschakelaar mogen worden aangesloten. Door het toenemende gebruik van elektronica, geregelde aandrijvingen, ledverlichting en dergelijke, wordt aangeraden om minder eindgroepen op deze aardlekschakelaar aan te sluiten, omdat de hogere mate van capacitieve stromen kunnen zorgen voor onbedoelde uitschakeling. Minder dan vier eindgroepen per aardlekschakelaar of een aardlekautomaat per eindgroep is een betere oplossing. De eis dat door te hoge capacitieve stromen een aardlekschakelaar in normale condities niet mag uitschakelen is vastgelegd in NEN 1010, bepaling 314.

PV-installaties

Een pv-systeem kan behoorlijk invloed hebben op de opbouw, inrichting en keuze van beveiligingscomponenten in de schakel- en verdeelinrichting. Dit komt doordat er bij een systeem van enige omvang nu grotere stromen dan voorheen lopen waarop componenten moeten zijn uitgerust. Als een aardlekschakelaar moet worden toegepast als foutbescherming of wordt voorgeschreven in de installatiehandleiding, moet wellicht een type B in plaats van type A worden toegepast als de omvormer niet galvanisch is gescheiden van het voedende net. Ook moeten in de verdeelinrichting pictogrammen worden geplaatst. Bij het voedingspunt van het netbedrijf (bij de hoofdzekeringen), bij de kWh-meter, indien deze niet nabij het voedingspunt is geplaatst, en bij de schakel- en verdeelinrichting waarop de omvormer is aangesloten.

Opslag

De elektrische energie die met een pv-systeem wordt opgewekt kan worden opgeslagen in een thuisaccu. Zeker wanneer de salderingsregeling vervalt kan het toepassen van een accusysteem interessant zijn. Het accusysteem zal energie opnemen en leveren via de meterkast en moet worden aangesloten op een afzonderlijke eindgroep.

Uniek hieraan is de hoge kortsluitstroom die een accusysteem kan genereren. Het materiaal in de meterkast moet hierop dan wel zijn aangepast. Het is belangrijk dat een accusysteem strikt wordt geïnstalleerd en toegepast zoals de fabrikant dit beschrijft in de gebruiksaanwijzing. Hiermee wordt voldaan aan NEN 1010, bepaling 133: ‘elektrisch materieel moet zijn bestand tegen de hoogst voorkomende spanningen en stromen onder normale condities, maar ook onder abnormale condities, zoals bij overspanningen, kortsluitingen en dergelijke.’