Mei 2024
Veilig aan de slag met batterij-energieopslagsystemen
Hot topic
Werken aan, nabij of met accu- of batterijsystemen kan risicovol zijn. In Nen 3140 staan eisen beschreven aan de bedrijfsvoering van (accu-) laagspanningsinstallaties. Nen 4288 geeft aanvullend hierop de specifieke eisen voor (grote) batterij-energieopslagsystemen (BEOS).
Het werken aan, met of nabij batterij-energieopslagsystemen heeft de volgende gevaren:
• Elektrocutiegevaar. Daar waar cellen in serie zijn geschakeld en waarbij de spanning boven de 120 VDC komt, bestaat elektrocutiegevaar; stroom door het lichaam. Daar waar de spanning in omvormers wordt omgezet van gelijkspanning naar wisselspanning met een effectieve waarde groter dan 50 V is ook elektrocutiegevaar.
• Vlambooggevaar. Daar waar tussen de polen van accu’s of de daarop aangesloten installatie kortsluiting wordt gemaakt, kan de kortsluitstroom zeer hoog zijn. Dit geldt ook voor compacte accu’s, zoals die bijvoorbeeld worden toegepast in brandmeldcentrales. De vlamboog die daarbij ontstaat kan brandwonden veroorzaken, de installatie vernielen en het systeem laten exploderen.
• Brandgevaar. Een kortsluiting of beschadiging van een accu kan een vlamboog veroorzaken waarbij het systeem tot ontbranding komt en moeilijk is te blussen.
• Explosiegevaar. Tijdens het laden van een vloeistofaccu komt er zuurstof en waterstof vrij uit de accu. Het gasmengsel dat hierbij ontstaat met de aanwezige lucht is uiterst explosief en wordt daarom knalgas genoemd. Een ontstekingsbron, bijvoorbeeld open vuur of vonken, kan het mengsel ontsteken.
• Chemische gevaren. Vrijkomende zuren kunnen letsel veroorzaken.
• Mechanische gevaren. Een accu die uit elkaar klapt kan letsel veroorzaken.
In Nen 3140 worden beheersmaatregelen beschreven om het risico op incidenten te verkleinen.
Eisen Nen 3140
In Nen 3140, bijlage N, staat beschreven hoe werkzaamheden moeten plaatsvinden in accuruimten, accu-kasten en acculaadstations. Beheersmaatregelen voor het werken aan een BEOS volgens Nen 3140 zijn:
• Er mogen geen werkzaamheden plaatsvinden aan of nabij ongeïsoleerde actieve delen tijdens het laden en tot twee uur daarna (tenzij het een druppellader betreft). Het gasmengsel kan immers door een vonk ontsteken.
• Bedieningswerkzaamheden mogen niet worden uitgevoerd als door vonkvorming explosiegevaar kan ontstaan.
• BEOS waar actieve delen niet volledig zijn geïsoleerd, zijn uitsluitend toegankelijk voor bevoegden (VOP-ers en VP-ers die hiervoor bekwaam en bevoegd zijn gesteld door hun werkgever). Anderen, zoals leken en personen jonger dan 18 jaar, zijn voor dit werk niet bevoegd. Dat betekent dat een opstelruimte of het paneel waarin de accu’s zich bevinden moet zijn afgesloten; niet te openen door onbevoegden zonder gereedschap of sleutel.
• Als in een BEOS de spanning hoger is dan 120 VDC, dan mogen werkzaamheden alleen worden uitgevoerd onder ononderbroken toezicht van minimaal een (daarvoor) vakbekwaam persoon. Dat betekent dus minimaal werken met zijn tweeën.
Beheersmaatregel voor andere werkzaamheden in de nabijheid van een BEOS:
• Verbindingen tussen laders en accu’s mogen niet worden gemaakt of worden verbroken als de accu wordt geladen of de lader is ingeschakeld. De vonk die hierbij ontstaat, kan bij een vloeistof-accu een gasmengsel laten exploderen. Ook bij andere accu’s kan de vonk de aansluiting (de stekkerpennen en -bussen) beschadigen.
• Werkzaamheden waarbij vuur of vonken kunnen optreden, mogen niet worden verricht binnen 1 m van de accu tijdens het laden en binnen twee uur daarna, tenzij is geborgd dat er geen explosief mengsel kan ontstaan door voldoende ventilatie.
Werkzaamheden aan de accu
Als de accu’s zijn gescheiden van de lader en de installatie, moeten de accu-polen worden voorzien van isolatie over de aansluitpunten en isolatie over de eventuele verbindingsstrippen of aansluitingen van draden tussen de cellen. Bij alle werkzaamheden, zoals het schroeven, moet goedgekeurd geïsoleerd gereedschap worden toegepast dat geen kortsluiting kan veroorzaken. Dit gereedschap moet voldoen aan Nen-EN-IEC 60900. Passend is de hybrid variant, omdat deze aan de omtrek volledig is geïsoleerd.
Nen 4288
Nen 4288 geeft aanvullend op Nen 3140 eisen voor een BEOS met een groter vermogen dan 25 kW voor de veiligheid, de bediening en de prestaties van batterij-energieopslagsystemen. Meerdere accucellen in serie en parallel, zoals toegepast in een BEOS, kunnen een forse energie opslaan. Bij een incident kan deze energie in een fractie van een seconde vrijkomen met mogelijke catastrofale gevolgen. Nen 4288 richt zich dan ook op het voorkomen van gevaarlijke situaties door eisen te stellen aan een BEOS, het werken hieraan, waarschuwingspictogrammen, documentatie en de organisatie.
Geïsoleerde hybride ringsleutel.
Het systeem
Elk BEOS moet worden geïnstalleerd zoals de fabrikant het voorschrijft in de handleiding. Dit is ook het uitgangspunt in Nen 1010, bepaling 134. Omgevingsfactoren waarmee bij de plaatsing rekening moet worden gehouden zijn bijvoorbeeld de aanwezigheid van vocht, de temperatuur, werkruimte en vluchtruimte, toegang tot (gevaarlijke) delen, de gebruikers en de aanwezigheid van andere (elektrische) installaties. Nen 1010, bepaling 551, bevat specifieke eisen die aan de installatie met en om een BEOS worden gesteld.
Eisen aan een BEOS volgens Nen 4288 zijn bijvoorbeeld:
• Het systeem moet zijn voorzien van beveiligingen die de installatie automatisch uitschakelen bij een kort- of aardsluiting en bij overbelasting.
• Met één handeling moet het BEOS kunnen worden uitgeschakeld.
• Een (last)scheider moet aanwezig zijn die het BEOS volledig kan scheiden van de rest van de installatie, bijvoorbeeld de schakel- en verdeelinrichting. Het bedieningsmechanisme van de scheider moet kunnen worden vergrendeld en geborgd tegen ongewenst inschakelen.
• Een met het net gekoppeld BEOS moet zijn voorzien van een bewaking die automatisch het BEOS loskoppelt van het lokale net als de spanning wegvalt of te hoog wordt.
Werken aan een BEOS
Werkzaamheden aan een BEOS kunnen bijvoorbeeld zijn: bedienen, repareren en inspecteren. Waar dit mogelijk is, moet dit spanningsloos gebeuren.
Om veilig werken aan een BEOS mogelijk te maken, moet daarvoor (een zo groot mogelijk gedeelte) van de installatie worden veiliggesteld. Het systeem moet daartoe zijn uitgerust met mogelijkheden, zodat de schakel- en verdeelinrichting kan worden gescheiden van zowel de DC- (accu’s) als de AC-keten. In Nen 3140, bepaling 6.2, staan de vijf essentiële eisen beschreven: scheiden (van alle actieve delen), beveiligen tegen opnieuw inschakelen, controleren op spanningsloosheid, aarden en kortsluiten en actieve delen afschermen.
Echter, bij het werken aan batterijconfiguraties en elektrische installatiedelen die hiermee zijn verbonden, is spanningsloos werken vaak onmogelijk. De Arbowet en Nen 3140, bepaling 6.3, eisen dat medewerkers die onder spanning werken (en wellicht in een Atex-zone) hiervoor specifiek moeten worden getraind en uitgerust. De handleiding van de fabrikant van het BEOS bevat protocollen, waarschuwingen en beheersmaatregelen die onderdeel moeten vormen van deze training. In Nen 3140 staat ook beschreven met welke meetinstrumenten en op welke manier er metingen veilig moeten worden verricht in deze werkomgeving (Nen 3140, bijlage H).
Bedrijfsvoering
Nen 4288 beschrijft wat er in de technische documentatie moet worden vermeld, zodat een installatieverantwoordelijke, de gebruiker, de eigenaar en eventuele hulpdiensten weten wat de risico’s zijn en hoe ze moeten handelen bij calamiteiten.
Na oplevering stelt het Arbo-besluit, bepaling 3.4, eisen aan het beheer van de elektrische installatie. Zo is het verplicht dat de installatie zodanig is ingericht, aangelegd en wordt onderhouden en gekenmerkt, dat een veilig gebruik van elektriciteit zo goed mogelijk is geregeld. Ook moeten schema’s, tekeningen en overige informatie actueel en voorhanden zijn. Dit geldt ook voor het BEOS.
Om dit te waarborgen moet de BEOS worden beheerd door een IV-er (Nen 3140, bepaling 4.3). Omdat bij een calamiteit de brandweer op de hoogte moet zijn van de specifieke gevaren moet de veiligheidsregio worden ingelicht zodat een adequaat aanvalsplan kan worden opgesteld. De nieuwe PGS-richtlijn (publicatiereeks gevaarlijke stoffen) geldt bijvoorbeeld ook voor lithium-ion batterijen. PGS 37-1 richt zich specifiek op energieopslagsystemen.
Tekst en beeld: Anton Kerkhofs
In deze rubriek, tot stand gekomen in samenwerking met de afdeling Techniek & Markt van Techniek Nederland, behandelen wij actuele technische onderwerpen waar installateurs in hun vak mee te maken kunnen krijgen. Heeft u ook een Hot topic? Stuur hem dan naar media@technieknederland.nl.