Basisprincipes van overspanningsbeveiliging - Van het ontstaan van overspanningen tot en met een allesomvattend beveiligingsconcept

Basisprincipes van overspanningsbeveiliging - Van het ontstaan van overspanningen tot en met een allesomvattend beveiligingsconcept | Phoenix Contact

Wereldwijd in dialoog met klanten en partners Phoenix Contact is een wereldwijd toonaangevende onderneming op het gebied van elektrotechniek, elektronica en automatisering. Het familiebedrijf is opgericht in 1923 en telt tegenwoordig ongeveer 14.000 medewerkers. Een verkoopnetwerk met wereldwijd meer dan 50 verkooporganisaties en 30 andere handelspartners garandeert dat wij direct ter plaatse dicht bij de klant zijn. Ons programma omvat producten voor de meest uiteenlopende elektrotechni- sche applicaties. Daartoe behoren veelsoortige aansluittechnieken voor apparaat- fabrikanten en de machinebouw, alsook componenten voor moderne schakel- kasten. Daarnaast bieden wij op maat gemaakte oplossingen voor veel verschillende toepassingen en branches Iceland Finland Venezuela Ghana Nigeria Norway Sweden Denmark Ireland Netherlands United Kingdom Belgium Estonia Latvia Lithuania Belarus Poland Blomberg, Germany Russia Luxembourg Czech Republic France Austria Slovakia Ukraine Kazakhstan Spain Portugal Switzerland Slovenia Croatia Bosnia and Herzegovina Italy Hungary Romania Serbia Kosovo Montenegro Morocco Algeria Tunisia Macedonia Greece Cyprus Egypt South Korea Japan Bulgaria Georgia Turkey Azerbaijan China Lebanon Iraq Israel Kuwait Pakistan Jordan Bahrain Qatar Saudi Arabia UAE Oman Bangladesh India Sri Lanka Taiwan Thailand Philippines Malaysia Vietnam Singapore Indonesia Uganda Kenya Tanzania Zambia Mozambique Namibia Zimbabwe Botswana South Africa Australia New Zealand zoals de automobielindustrie, windenergie, solarenergie, procesindustrie of applicaties op het gebied van watermanagement, energie-overdracht/-verdeling en ver- keersinfrastructuur. Mexico Guatemala Honduras Nicaragua Costa Rica Panama Colombia Ecuador Peru Canada USA Brazil Bolivia Paraguay Chile Uruguay Argentina 2 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging Wij willen u niet alleen met overtuigende oplossingen, maar ook met raad en daad ter zijde staan. Daartoe behoort basisinformatie met betrekking tot techniek en elektronica die voor iedereen van belang is. Deze brochure verschaft inzicht op het gebied van de overspannings- beveiliging. U wordt op heldere, beknopte wijze op de hoogte gebracht van de belangrijkste feiten. Blader door de brochure om te zien welke oplossingen er voor de gevarieerde eisen op dit gebied beschikbaar zijn. Of breid uw kennis uit met betrekking tot verbanden en achter- gronden die alleen bij specialisten bekend zijn. Wij wensen u veel leesplezier! Oplossingen volgens de laatste stand der techniek Bij Phoenix Contact wordt bijzonder veel waarde gehecht aan ontwikke- lings-knowhow en een hoge productie- diepte. Alle belangrijke technologieën, van complete engineering, werktuig- bouw, metaalbewerking en kunststof- productie tot aan elektronica-ont- wikkeling en -productie, zijn in-house beschikbaar. Al sinds 1983 ontwikkelt en produceert Phoenix Contact over- spanningsbeveiligingsmodulen en is op dit moment technologisch marktleider op dit gebied. Het bedrijf biedt een groot aantal innovatieve oplossingen voor elke branche en toepassing, bij- voorbeeld voor de • voeding • M&R-techniek • datatechniek en • zend- en ontvanginstallaties Phoenix Contact onderscheidt zich niet alleen door de jarenlan- ge ervaring in dit bereik, maar ook door de omvangrijke knowhow op het gebied van ontwikkeling en pro- ductie. Hiertoe behoort niet in de laatste plaats het in-house, wereldwijd meest krachtige en geaccrediteerde bliksem- en hoogspanningslaboratori- um. Het vormt de basis voor exacte, continu aangepaste testprocedures en een toepassingsgericht fundamenteel onderzoek – en daarmee voor oplos- singen waarin de nieuwste bevindin- gen uit de wetenschap en de praktijk direct worden geïmplementeerd. Kort gezegd: producten van de hoogste kwaliteit en volgens de nieuwste stand der techniek. PHOENIX CONTACT 3

Vragen en antwoorden Misschien heeft u veel vragen – van de fundamentele vraag hoe overspanningen eigenlijk ontstaan tot aan vragen met betrekking tot technische details van netsys- temen of afzonderlijke onderdelen van een overspanningsbeveiligingsconcept, of vragen over het apparaat zelf. Antwoorden vindt u op de volgende pagina's: Wat is overspanning? Hoe ontstaat dit? Hoofdstuk 1, pagina 6 Waaruit bestaat een compleet overspanningsbeveiligingsconcept? Hoofdstuk 2.3 e.v., pagina 13 Welke schade kunnen overspanningen veroorzaken? Hoofdstuk 1.5, pagina 9 Hoe werkt een overspannings- beveiliging? Hoofdstuk 2.1, pagina 10 Welke wettelijke of normatieve eisen worden er aan een overspannings- beveiliging gesteld? Hoofdstuk 2.2, pagina 11 Hoe kan de kwaliteit van overspan- ningsbeveiligingsmodulen (officieel) worden bewezen? Hoofdstuk 4, pagina 22 Hoofdstuk 3.3, pagina 18 Bij welke toepassingen is overspan- ningsbeveiliging belangrijk? Hoofdstuk 6, pagina 28 Begripsverklaringen Hoofdstuk 7, pagina 56 4 PHOENIX CONTACT

Inhoud 1. Overspanningen 1.1 Het fenomeen overspanning 1.2 Oorzaken 1.3 Soorten inkoppeling 1.4 Uitwerkingsrichting 1.5 Gevolgen 2. Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? 2.1 Zo werkt een overspanningsbeveiliging 2.2 Normen met betrekking tot bliksem- en overspanningsbeveiliging 2.3 Algemene beveiligingsmaatregelen en -systemen 2.4 Bliksembeveiligingszones 2.5 Het beveiligingskringprincipe 3. Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen 3.1 Eisen volgens de productnorm IEC 61643 3.2 Beslissende parameters voor overspanningsbeveiligingsmodulen 3.3 Onderhoud en controle volgens IEC 62305 3.4 Testtechniek voor impulsen en hoge stromen 4. Kwaliteitskenmerken 4.1 CE-conformiteitsverklaring 4.2 Onafhankelijke productcertificeringen 4.3 Knowhow op het gebied van overspanningsbeveiliging 5. Het bliksemstroom-meetsysteem 5.1 Intelligente bewaking 5.2 Bliksemstroommeting 6 6 7 8 8 9 10 10 11 13 14 15 16 16 17 18 20 22 22 23 24 26 26 27 6. Toepassingsgebieden 28 28 6.1 Beveiliging van wisselstroomsystemen 40 6.2 Beveiliging van gelijkstroomsystemen met lineaire spanningsbronnen 41 6.3 Beveiliging van fotovoltaïsche installaties 46 6.4 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de M&R-techniek 6.5 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de informatietechniek 52 6.6 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de telecommunicatietechniek 54 6.7 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in zend- en ontvanginstallaties 55 7. Woordenlijst 8. Literatuurlijst 56 59 PHOENIX CONTACT 5

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningen 1 Overspanningen In elektrische installaties en elektronische systemen treden verschillende vormen van overspanning op. Ze onderscheiden zich hoofdzakelijk in duur en energie. Afhankelijk van de oorzaak kan een overspanning enkele honderden microseconden duren, maar ook paar uur of zelfs dagen aanhouden. De amplitude kan van luttele millivolt tot aan enkele tienduizenden Volt lopen. Een bijzondere oorzaak van overspanningen vormen de directe of indirecte gevolgen van blikseminslagen. Hierbij kunnen tijdens de duur van de over- spanning ook hoge stootstromen met amplituden tot wel enkele tienduizenden Ampère optreden. De gevolgen zijn dan zeer ernstig. Want de schadelijke uitwerking hangt in de eerste plaats af van de energie van de betreffende overspanningsimpuls. 1.1 Het fenomeen overspanning Elk elektrisch apparaat heeft een bepaalde isolatievastheid. Overschrijdt de hoogte van een overspanning deze vastheid, dan kunnen er storingen of beschadigingen optreden. Overspannin- gen in het hoge, dus het kilovoltbereik, zijn doorgaans zogenaamde transiënte overspanningen, d.w.z. van relatief korte duur. Ze duren meestal enkele honder- den micro- tot een paar milliseconden. Omdat de maximale amplitude van der- gelijke transiënten tot wel enkele kilovolt kan bedragen, heeft dit vaak zeer steile spanningsstijgingen en -verschillen tot gevolg. Daar helpt alleen een overspannings- beveiliging tegen. In de meeste situaties zal de exploitant van een elektrische installatie de materiële schade aan zijn installatie vergoed krijgen dankzij een hiervoor afgesloten verzekering. De tij- delijke uitval van de installatie tot deze is gerepareerd vormt echter een eigen risi- co. Deze uitval is vaak niet verzekerd en kan binnen de kortste tijd tot een grote financiële belasting leiden – vooral verge- leken met de kosten van een bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept. 6 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningen 1.2 Oorzaken Afhankelijk van de oorzaak kunnen een specifieke duur en amplitude van de overspanning worden onderscheiden. Bliksemontladingen Bliksemontladingen (lightning electro- magnetic pulse, LEMP) hebben van alle oorzaken het hoogste destructiepo- tentieel. Ze veroorzaken transiënte overspanningen die zich over grote afstanden kunnen verspreiden en vaak gepaard gaan met stootstromen met hoge amplituden. Zelfs de indirecte gevolgen van een blikseminslag kunnen tot een overspanning van meerdere kilo- volt en stootstromen van tienduizenden Ampère leiden. Ondanks de zeer korte duur – enkele honderden microseconden tot een paar milliseconden – leidt een dergelijk voorval tot een totale uitval of zelfs destructie van de getroffen instal- latie. Afb. 1: Bliksemontladingen hebben een extreem hoog destructiepotentieel kortsluitingen vloeien er binnen enkele milliseconden zeer hoge stromen. Deze kortstondige stroomveranderingen lei- den tot transiënte overspanningen. Een plotselinge ladingsvereffening leidt tot een kortstondige stootspanning. Dit vormt vooral voor gevoelige elektroni- sche componenten een gevaar. Schakelhandelingen Elektrostatische ontladingen Schakelhandelingen (switching electro- magnetic pulse, SEMP) kunnen geïndu- ceerde overspanningen genereren die zich via voedingskabels kunnen ver- spreiden. Bij hoge inschakelstromen of Elektrostatische ontladingen (electrosta- tic discharge, ESD) treden op wanneer componenten met verschillende elek- trostatische potentialen elkaar naderen en er een ladingsvereffening plaatsvindt. Afb. 2: Elektromotoren met een hoog vermogen induceren overspanningen als gevolg van hoge inschakelstromen Afb. 3: Elektrostatische ontladingen vormen een gevaar voor alle gevoelige elektronica PHOENIX CONTACT 7

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningen 1.3 Soorten inkoppeling Overspanningen kunnen op verschil- lende manieren in een stroomcircuit terechtkomen. In werkelijkheid gaat het doorgaans om een opeenstapeling van afzonderlijke soorten inkoppeling. Bevindt zich binnen dit magnetische veld een andere ader dan ontstaat er over deze geleider, als gevolg van de verande- rende magnetische veldsterkte, volgens de inductiewet, een spanningsverschil. Galvanische inkoppeling Capacitieve inkoppeling Twee stroomcircuits die elektrisch gelei- dend met elkaar zijn verbonden, kunnen elkaar rechtstreeks beïnvloeden. Een spannings- of stroomverandering in het ene circuit veroorzaakt een bepaalde reactie in het andere circuit. Inductieve inkoppeling Een snel stijgende stroom door een ader genereert een magnetisch veld met een snel veranderende sterkte om de ader. Tussen twee punten met verschillend potentiaal is een elektrische veld aanwe- zig. De ladingdragers van componenten die zich binnen het veld bevinden, wor- den overeenkomstig de veldrichting en -sterkte volgens het natuurkundige prin- cipe van inductie gericht. Zo ontstaat ook in het component een potentiaal- verschil, dus een spanningsverschil. 1.4 Uitwerkingsrichting Common mode spanning (asymmetrische spanning) Differential mode spanning (symmetrische spanning) Asymmetrische overspanningen vormen in eerste lijn een risico voor componenten die zich tussen actieve potentialen (fasen en nulader) en het aardpotentiaal bevinden. Symmetrische overspanningen vormen in eerste lijn een risico voor componenten die zich tussen twee actieve potentialen bevinden. L/+ N/- PE UL UL UQ L/+ N/- PE Afb. 4: Common mode spanning Afb. 5: Differential mode spanning 8 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningen 1.5 Gevolgen Het GDV (Gesamtverband der Deut- schen Versicherungswirtschaft) publi- ceert regelmatig statistieken waaruit, afhankelijk van de diverse oorzaken, conclusies met betrekking tot de ont- wikkeling van schadeposten kunnen worden getrokken. Volgens deze statis- tieken veroorzaken blikseminslagen en overspanningen, na brand en storm, de meeste schade. In 2012 bedroeg het aan- deel hiervan aan alle verzekerde schade 18 %. Anders gezegd: bijna elke verze- kerde schade is terug te leiden naar een overspanning. Uitval van of defecten aan appara- ten zijn dus veel vaker dan gedacht het gevolg van overspanningen. Volgens de statistieken van het GDV zijn overspan- ningen zelfs de meest voorkomende oorzaak van schade. En deze aantallen hebben uitsluitend betrekking op schades waaruit brandschade is ontstaan. Afb. 6 toont dat het aantal schades als gevolg van blikseminslagen en overspan- ningen in 2013 ongeveer 20 % is afgeno- men vergeleken met het jaar daarvoor. De uitgekeerde verzekeringsbedragen dalen echter slechts met 10 %. Neemt men de waarden uit het vergelijkbare jaar 2010 als grondslag, dan kan er een kostenstijging van ongeveer 20 % worden vastgesteld. Volgens de verzekeraars is een van de oorzaken dat er ener- zijds steeds meer en anderzijds steeds gevoeligere elektronische apparaten in huishoudens worden gebruikt. In 2013 bedroeg het bedrag van een gemiddelde bliksem- resp. overspanningsschade dat in de boeken terechtkwam 800 €. Dat is het hoogste bedrag sinds het bijhouden van de statistieken. Bij commerciële installaties zijn de gevolgen van een uitval echter meestal veel ernstiger, zoals bijvoorbeeld stil- standtijden of dataverliezen. De uitval van een bedrijfsmatig gebruikt apparaat of een machine leidt zeer vaak tot kos- ten die de reparatie van het defecte apparaat met een veelvoud overstijgen. Zo kunnen de kosten die ontstaan door het uitvallen van een mobiele zend- mast voor de exploitant oplopen tot wel een paar euro per seconde. Omgerekend naar een hele dag betekent dit een scha- depost van meer dan 100.000 €. Daarom is een allesomvattend over- spanningsbeveiligingsconcept voor indus- triële en commerciële installaties drin- gend noodzakelijk. Het gaat niet alleen om een effectieve beveiliging tegen brand en persoonlijk letsel, maar ook om het uitsluiten van een groot financieel risico. Een ander aspect dat de noodzaak van een bliksem- en overspanningsbeveiliging in de toekomst zal onderstrepen, is de toename van de statistische waarschijn- lijkheid van blikseminslagen. Diverse studies voorspellen nu al dat de fre- quentie van onweersbuien als gevolg van de wereldwijde klimaatverandering zal toenemen. Deze ontwikkeling beperkt zich daarbij niet alleen tot regio's waar al een hoog inslagrisico bestaat, maar heeft betrekking op alle delen van de wereld. 340 miljoen verzekeringsuitkeringen in euro's 280 miljoen s e d a h c s l a t n a a 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 2006 2006 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Afb. 6: Aantal schades als gevolg van blikseminslagen en overspanningen alsmede de hoogte van de verzekeringsuitkeringen PHOENIX CONTACT 9

2 Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? Een effectieve overspanningsbeveiliging wordt niet zomaar geïnstalleerd. Het systeem dient te zijn afgestemd op de te beveiligen installatie en op de ter plaatse heersende omgevingsomstandigheden. Daarom dienen planning en concept allesomvattend te zijn. Dit betekent: van het in acht nemen van normen en eisen tot aan de indeling op basis van bliksembeveiligingszones dient rekening te worden gehouden met een groot aantal details. 2.1 Zo werkt een overspanningsbeveiliging Een overspanningsbeveiliging dient te waarborgen dat overspanningen geen schade aan installaties, bedrijfsmiddelen of eindapparaten kunnen veroorzaken. Daarom dienen overspanningsbeveili- gingsmodulen (surge protective device, SPD) primair twee taken te vervullen: • de amplitude van een overspanning begrenzen, zodat de isolatievastheid van de apparaten niet wordt over- schreden. • de aan overspanningen gekoppelde stootstromen afleiden. actieve aders en de aardleiding resp. het aardpotentiaal (Afb. 9). De werking van een overspanningsbevei- liging kan eenvoudig aan de hand van het voedingsschema van een bedrijfsmiddel worden uitgelegd (Afb. 7). Zoals in het vorige hoofdstuk 1.4 beschreven, kan een overspanning als differential mode spanning tussen de actieve aders ontstaan (Afb. 8) of als common mode spanning tussen de L/+ N/- PE L/+ N/- PE L/+ N/- PE Afb. 7: Voedingsschema van een bedrijfsmiddel Afb. 8: Gevolgen van een overspanning als differential mode spanning Afb. 9: Gevolgen van een overspanning als common mode spanning 10 PHOENIX CONTACT

Daarom worden overspanningsbevei- ligingsmodulen zowel parallel aan het bedrijfsmiddel tussen de actieve aders onderling (Afb. 10) alsmede tussen de actieve aders en de aardleiding geïnstal- leerd (Afb. 11). Een overspanningsbeveiligingsmoduul functioneert analoog aan een schakelaar die zich gedurende de korte tijdsduur van de overspanning sluit. Daardoor ont- staat en quasikortsluiting, stootstromen kunnen richting aarde of richting het voedingsnet wegvloeien. Op die manier wordt het spanningsverschil begrensd (Afb. 12 en 13). Deze quasikortsluiting is hierbij slechts aanwezig gedurende de duur van de overspanning, doorgaans enkele microseconden. Het te bevei- ligen bedrijfsmiddel wordt daardoor beschermd en functioneert probleem- loos verder. L/+ N/- PE SPD L/+ N/- PE SPD Afb. 10: SPD tussen de actieve aders Afb. 11: SPD tussen de actieve aders en de aardleiding L/+ N/- PE SPD L/+ N/- PE SPD Afb. 12: SPD tussen actieve aders bij een differential mode spanning Afb. 13: SPD tussen actieve aders en de aardleiding bij een common mode spanning 2.2 Normen met betrekking tot bliksem- en overspanningsbeveiliging Nationale en internationale normen bieden een leidraad bij het opbouwen van een bliksem- en overspanningsbe- veiligingsconcept en bij het configureren van afzonderlijke beveiligingsmodulen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen de volgende beveiligingsmaatregelen: • Beveiligingsmaatregelen tegen blikseminslagen: deze zijn opgenomen in de zogenaamde bliksembeveiligings- norm IEC 62305 [1] [2] [3] [4]. Cen- traal bestanddeel is een uitgebreide risico-analyse met betrekking tot de noodzaak, de omvang en de effectivi- teit van een beveiligingsconcept. • Beveiligingsmaatregelen tegen atmo- sferische invloeden of schakelhande- lingen: deze maatregelen zijn opgeno- men in IEC 60364-4-44 [5]. Vergele- ken met IEC 62305 gaat deze norm uit van een verkorte risico-analyse waaruit de betreffende maatregelen worden afgeleid. Naast de vermelde normen dienen even- tuele andere wettelijke en landspecifieke eisen in acht te worden genomen. PHOENIX CONTACT 11

semontladingen met geringe amplituden niet worden afgevangen. Afb. 14 toont, afhankelijk van het gevarenniveau, de kleinste topwaarde van bliksemontladin- gen die nog veilig kunnen worden afge- vangen alsmede de grootste topwaarde van bliksemontladingen die veilig kunnen worden afgeleid. Dit wordt beschre- ven door de bliksembeveiligingsklas- sen I t/m IV. Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? 2.2.1 Bliksembeveiliging volgens IEC 62305 Deel 1: Eigenschappen van blikseminslagen In deel 1 van deze norm [1] worden de kenmerkende eigenschappen van blikseminslagen, de waarschijnlijkheid van optreden en de mogelijke gevaren beschreven. Deel 2: Risico-analyse aan de hand van de volgende vergelijking: hoe verhouden de totale jaarlijkse kos- ten voor een bliksembeveiligingssysteem zich tot de kosten van een mogelijke schade zonder bliksembeveiligingssys- teem? Basis voor de kostenanalyse vor- men de kosten voor planning, installatie en onderhoud van het bliksembeveili- gingssysteem. Deel 3 en 4: Engineeringshulp en -eisen De risico-analyse volgens deel 2 van deze norm [2] beschrijft een methode waarmee vervolgens de noodzaak van een bliksembeveiliging voor een con- structie wordt geanalyseerd. Verschil- lende schadebronnen, bijvoorbeeld een directe blikseminslag in een gebouw, worden daarbij net zo goed uitgelicht als de daaruit resulterende soorten schade: • verlies van gezondheid of het leven van personen • verlies van publieke technische services • verlies van onvervangbaar cultuurgoed • economische verliezen Het economisch voordeel wordt bepaald Geeft het risicomanagement aan dat een bliksembeveiliging noodzakelijk en effectief is, dan kunnen het type en de omvang van concrete beveiligingsmaat- regelen aan de hand van de delen 3 [3] en 4 [4] van deze norm worden gepland. Maatgevend voor het type en de omvang van de maatregelen is het zogenaamde gevarenniveau, dat uit het risicomanage- ment naar voren komt. Bij constructies die een extreem hoge mate van veiligheid vereisen, dienen nagenoeg alle bliksemontladingen veilig te worden afgevangen en afgeleid. Bij installaties waarbij een hoger restrisico acceptabel is, wordt aanvaard dat blik- I II III IV 3 – 200 kA 99 % van ontlading 5 – 150 kA 97 % 10 – 100 kA 16 – 100 kA 91 % 84 % 10 50 100 150 i/[kA] 200 Afb. 14: Bliksembeveiligingsklassen 12 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? 2.2.2 Overspanningsbeveiliging volgens IEC 60364-4-44 Deze norm [5] beschrijft onder welke omstandigheden overspanningsbeveili- gingsmodulen in laagspanningsinstallaties dienen te worden toegepast voor het beveiligen van de elektrische installatie tegen overspanningen. Het toepassings- bereik beperkt zich daarbij tot overspan- ningen die worden veroorzaakt door atmosferische invloeden of als gevolg van schakelhandelingen die via het voedings- systeem worden overgedragen. Er wordt geen rekening gehouden met directe blikseminslagen in een constructie, maar alleen met inslagen in of in de buurt van voedingskabels. Ook constructies met explosiegevaar, vallen niet onder de norm. Net als constructies waarbij een beschadiging het milieu zou kunnen beïn- vloeden (bijv. petrochemische installaties of kernreactoren). Voor deze procedures mag uitsluitend de bliksembeveiligings- norm IEC 62305 worden toegepast. Er dienen overspanningsbeveiligings- modulen te worden toegepast wanneer transiënte overspanningen gevolgen kun- nen hebben voor de volgende aspecten: • mensenlevens, bijv. veiligheidsinstalla- ties, ziekenhuizen • openbare en culturele instellingen, bijv. verlies van publieke diensten, IT-centra, musea • activiteiten op het gebied van indus- trie of commercie, bijv. hotels, ban- ken, productie-installaties, boerderijen In alle andere situaties dient volgens de internationale norm een risico-analyse te worden uitgevoerd. 2.3 Algemene beveiligingsmaatregelen en -systemen Voor een allesomvattende beveiliging van een constructie tegen blikseminslagen en overspanningen zijn meerdere, op elkaar afgestemde beveiligingsmaatregelen resp. beveiligingssystemen noodzakelijk. Hier- onder volgt een grove onderverdeling: • externe bliksembeveiliging • interne bliksembeveiliging • aarding en potentiaalvereffening • gecoördineerd SPD-systeem 2.3.1 Externe bliksembeveiliging De externe bliksembeveiliging (Afb. 15) heeft als taak de bliksemontladingen die de te beveiligen constructie naderen af te vangen en de bliksemstroom vanaf het inslagpunt naar aarde af te leiden. Daar- bij mag geen schade ontstaan als gevolg van thermische, magnetische of elektri- sche uitwerkingen. De externe bliksem- beveiliging is een systeem: het bestaat uit de opvangrichting, de geleiders naar aarde en de aardingsinstallatie. Doorslaggevend voor de planning en installatie van externe bliksembeveili- gingssystemen is deel 3 van de norm IEC 62305 [3]. De basis wordt gevormd door het vaststellen en vastleggen van de bliksembeveiligingsklasse. Deze vloeit voort uit de risico-analyse. Zijn er geen voorschriften of specificaties aanwezig voor de externe bliksembeveiliging, dan wordt ten minste bliksembeveiligingsklas- se III aanbevolen. Ook de positie van de bliksemaflei- ders op een gebouw dient te worden bepaald. Hiervoor bestaan drie metho- den: • opvangstaven • beschermingshoekmethode • daknetten met mazen Afb. 15 Voorbeeld van een externe bliksembeveiliging bij een woning PHOENIX CONTACT 13

• indeling van de constructie in zoge- naamde bliksembeveiligingszones • opname in de lokale potentiaalvereffe- ning van alle kabels die de zonegren- zen kruisen, via geschikte SPD's • coördinatie van verschillende typen SPD: de beveiligingsmodulen dienen selectief aan te spreken om overbelas- ting van afzonderlijke componenten te voorkomen • korte leidingen voor de parallelle aan- sluiting van SPD's tussen de actieve aders en de potentiaalvereffening • gescheiden leggen van afgeschermde en niet-afgeschermde kabels • aarding van apparatuur alleen via de betreffende SPD (aanbevolen) Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? 2.3.2 Interne bliksembeveiliging 2.3.3 Aarding en potentiaal- Het interne bliksembeveiligingssysteem dient gevaarlijke vonkvorming in de installatie te voorkomen. Vonken kunnen als gevolg van de bliksemstroom in het externe bliksembeveiligingssysteem of in andere geleidende delen van de con- structie worden veroorzaakt. Het interne bliksembeveiligingssys- teem bestaat uit de potentiaalvereffening en de elektrische isolatie van externe bliksembeveiligingssystemen. De bliksembeveiligingspotentiaal- vereffening is een verzameling maat- regelen om potentiaalverschillen te voorkomen. Primair verbinden ze het bliksembeveiligingssysteem met metalen constructies, interne systemen alsmede elektrische en elektronische systemen in de installatie. Dit gebeurt via poten- tiaalvereffeningsleidingen, overspan- ningsbeveiligingsmodulen of isolerende vonkbruggen. Voor de isolatie van het externe blik- sembeveiligingssysteem is een minimale afstand tussen de elektrische kabels en de metalen constructies vereist, de zogenaamde scheidingsafstand. vereffening De aardingsinstallatie heeft als taak de naar aarde afgeleide bliksemstroom over de aarde te verdelen. Daarbij is de vorm van de aardingsinstallatie belangrijker dan de aardweerstand. Want de bliksem- stroom is een zeer korte impuls die zich als een hoogfrequente stroom gedraagt. Ook een effectieve potentiaalvereffening is van belang. De potentiaalvereffening verbindt alle elektrisch geleidende delen – actieve aders beveiligd door overspan- ningsbeveiligingsmodulen – via kabels met elkaar. Zo biedt de potentiaalver- effening bescherming tegen alle soorten inkoppeling. 2.3.4 Gecoördineerd SPD-systeem Onder een gecoördineerd SPD-systeem wordt een systeem van meertraps, op elkaar afgestemde overspanningsbeveili- gingsmodulen verstaan. De volgende stappen worden aanbe- volen om een krachtig SPD-systeem te installeren: 2.4 Bliksembeveiligingszones Het vaststellen van de inbouwpositie van overspanningsbeveiligingsmodulen in een constructie wordt door het zogenaam- de bliksembeveiligingszoneconcept uit deel 4 van de bliksembeveiligingsnorm IEC 62305 [4] bepaald. Het concept splitst een constructie op in bliksembeveiligingszones (lightning protection zone, LPZ). Dit vindt van buiten naar binnen plaats, met afnemend gevarenniveau. Zo kunnen in de externe zones alleen ongevoelige bedrijfsmidde- len worden toegepast, in de interne zone daarentegen ook gevoelige apparaten. De afzonderlijke zones zijn als volgt gekenmerkt en benoemd: 14 PHOENIX CONTACT LPZ 0A Onbeveiligd bereik buiten een gebouw, waar directe blikseminslagen mogelijk zijn. Directe inkoppeling van bliksemstro- men in kabels, ongedempt magnetisch veld bij bliksemontlading. LPZ 1 Bereik binnen een gebouw, waar nog rekening moet worden gehouden met energierijke overspanningen resp. stootstromen en krachtige elektromag- netische velden. LPZ 0B Bereik buiten het gebouw, dat bijvoor- beeld door een bliksemafleider tegen directe blikseminslagen is beveiligd. Ongedempt magnetisch veld bij blik- semontlading, alleen geïnduceerde stootstromen in kabels. LPZ 2 Bereik binnen een gebouw, waar reke- ning moet worden gehouden met al beduidend afgezwakte overspanningen resp. stootstromen en elektromagneti- sche velden.

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Overspanningsbeveiliging: waar moet op worden gelet? LPZ 3 Bereik binnen een gebouw, waar alleen nog rekening moet worden gehouden met extreem lage of helemaal geen over- spanningen resp. stootstromen en zeer zwakke tot niet aanwezige elektromag- netische velden. Bij alle kabels die zonegrenzen kruisen, dienen gecoördineerde overspanningsbe- veiligingsmodulen te worden toegepast (Afb. 16). De vermogenswaarden daar- van zijn gebaseerd op de te bereiken beschermklasse, die volgens wettelijke eisen of aan de hand van de risico-ana- lyse werd bepaald. Uitgangspunt bij het kiezen van overspanningsbeveiligingsmo- dulen is, dat overeenkomstig de norm 50 % van de bliksemstroom naar aarde wordt afgeleid. De andere 50 % van de bliksemstroom komt via de hoofdpoten- tiaalvereffening in de elektrische installa- tie terecht en dient van daaruit door het SPD-systeem te worden afgeleid. Afb. 16: Bliksembeveiligingszoneconcept 2.5 Het beveiligingskringprincipe De zogenaamde beveiligingskring (Afb. 17) geeft een duidelijke weergave van het bliksembeveiligingszoneconcept. Daarbij dient een denkbeeldige kring om de te beveiligen constructie te worden getrokken. Op alle punten waar kabels deze kring kruisen, dienen overspan- ningsbeveiligingsmodulen te worden geïn- stalleerd. Hierdoor is het gebied binnen de beveiligingskring zodanig beveiligd, dat kabelgebonden overspanningsinkoppelin- gen consequent worden vermeden. Daarbij dienen alle elektrische en elektronische overdrachts- lijnen van de volgende bereiken in de beveiligingskring te worden opgenomen: • voeding • M&R-techniek • informatietechniek • zend- en ontvanginstallaties Afb. 17: Beveiligingskring PHOENIX CONTACT 15

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen 3 Classiﬁ ceren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen Overspanningsbeveiligingsmodulen dienen over gedefinieerde beveiligingsfuncties en ver- mogensparameters te beschikken om geschikt te zijn voor toepassing in specifieke bevei- ligingsconcepten. Hiervoor worden ze volgens eigen internationale productnormen ont- wikkeld, getest en geclassificeerd. Maar ook tijdens het latere gebruik dient regelmatig de werking en daarmee het behoud van de beveiligingsfunctie te worden gecontroleerd. Net zoals dat bij andere veiligheidsrelevante componenten van elektrische installaties en elektronische systemen is vereist. 3.1 Eisen volgens de productnorm IEC 61643 ligingsmodulen voor toepassing in laagspanningsinstallaties – eisen en tests voor overspanningsbeveiligings- modulen voor toepassing in fotovolta- ische installaties [8] Deze serie dient in de toekomst met het volgende deel te worden uitgebreid: • IEC 61643-41: Overspanningsbeveili- gingsmodulen voor toepassing in laag-/ gelijkspanningsinstallaties – eisen en tests De overspanningsbeveiligingsmodulen/ SPD's worden volgens hun vermogens- waarden, afhankelijk van de bescherm- klasse en de toepassingslocatie, alge- meen geclassificeerd. Dit is opgenomen in de productnorm IEC 61643. Daar bevinden zich begripsdefinities, algemene eisen en testmethoden voor overspan- ningsbeveiligingsmodulen. De norm is daarbij onderverdeeld in: • IEC 61643-11: Overspanningsbevei- ligingsmodulen voor toepassing in laagspanningsinstallaties – eisen en tests [6] • IEC 61643-21: Overspanningsbevei- ligingsmodulen voor toepassing in telecommunicatie- en signaalverwer- kende netwerken – prestatie-eisen en beproevingsmethoden [7] • IEC 61643-31: Overspanningsbevei- 16 PHOENIX CONTACT Afb. 18: IEC 61643 – De productnorm voor overspanningsbeveili- gingsmodulen

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen 3.2 Beslissende parameters voor overspanningsbeveiligingsmodulen Nominale spanning (UN) Nominale waarde van de spanning van een stroom- of signaalcircuit, gebaseerd op de beoogde toepassing van de SPD. Max. continue spanning (Uc) Maximale effectieve waarde van de span- ning, die continu op de beveiligingscir- cuits van de SPD aanwezig mag zijn. De vermelde nominale spanning voor een SPD komt overeen met de systeem- spanning van de specifieke toepassingslo- catie van de SPD, voor een standaard draaistroomsysteem is dit bijvoorbeeld 230/400 V AC. Er kunnen ook lagere systeemspanningen door de SPD worden beveiligd. Bij hogere systeemspanningen dient per situatie te worden bekeken of een SPD kan worden toegepast en of daarbij rekening moet worden gehouden met beperkingen. Nominale belastingsstroom (IL) Maximale effectieve waarde van de nominale stroom, die naar een op de beveiligde uitgang van de SPD aangeslo- ten ohmse belasting kan vloeien. Deze maximale waarde wordt bepaald door de bedrijfsstroomvoerende delen in de SPD. Deze dienen in staat te zijn de continue stroombelasting thermisch te weerstaan. Kortsluitvastheid (ISCCR) Maximale niet-beïnvloede kortsluit- stroom van het elektrische netwerk waarvoor de SPD, in combinatie met een upstream geïnstalleerde overstroombe- veiliging, is ontworpen. De kortsluitvastheid geeft aan tot welke verwachte kortsluitstroom de SPD op de inbouwlocatie mag worden toegepast. De betreffende tests voor het bepalen van deze waarde wor- den in combinatie met de upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging (overcurrent protective device, OCPD) uitgevoerd. Bij speciale overspannings- beveiligingsmodulen voor fotovoltaïsche installaties komt de waarde ISCPV over- een met de maximale gelijkstroom-kort- sluitstroom van een installatie tot welke de SPD mag worden toegepast. De maximale continue spanning dient ten minste 10 % hoger te zijn dan de waarde van de nominale spanning. In sys- temen met grotere spanningsschomme- lingen dienen SPD's te worden toegepast die een grotere afstand tussen Uc en Un realiseren. Beveiligingsniveau (Up) Maximale spanning die over de aan- sluitklemmen van de SPD kan onstaan tijdens de belasting met een door een impuls bepaalde spanningssteilheid en tijdens de belasting met een door een afleidstootstroom bepaalde amplitude en golfvorm. Nominale afleidstootstroom (In) Topwaarde van de door de SPD vloeien- de stroom met de impulsvorm (8/20 μs). De impulsvorm (8/20 μs) van een stootstroom is kenmerkend voor de gevolgen van een indirecte blikseminslag of een schakelhandeling. De waarde van de nominale afleidstootstroom wordt gebruikt voor het uitvoeren van diverse tests bij een SPD, o.a. ook voor het bepalen van het beveiligingsniveau. Afhankelijk van de vermelde bliksembe- veiligingsklasse voor een bliksembeveili- gingssysteem dienen SPD's met betrek- king tot deze waarde te voldoen aan de betreffende minimale waarden. Nullastspanning (UOC) Nullastspanning van een hybridegenera- tor op de aansluitpunten van de SPD. Deze waarde kenmerkt de beveiligen- Een hybridegenerator genereert een zogenaamde gecombineerde stoot, d.w.z. de generator levert tijdens nullast een spanningspulsgedefinieerde impulsvorm, doorgaans (1,2/50 μs), en tijdens kort- sluiting een stroomimpulsgedefinieerde impulsvorm, doorgaans (8/20 μs). De gecombineerde stoot is kenmerkend voor de gevolgen van geïnduceerde over- spanningen. Afhankelijk van de vermelde beschermklasse voor een bliksembevei- ligingssysteem dienen SPD's met betrek- king tot deze waarde te voldoen aan de betreffende minimale waarden. de werking van de SPD. Bij een optre- dend overspanningsfenomeen binnen de vermogensparameters van de SPD wordt de spanning bij de beveiligde aansluitin- gen van de SPD veilig op maximaal deze waarde begrensd. Impulsafleidstootstroom (Iimp) Topwaarde van de door de SPD vloeiende stroom met de impulsvorm (10/350 μs). De impulsvorm (10/350 μs) van een stootstroom is kenmerkend voor de gevolgen van een directe bliksemin- slag. De waarde van de impulsafleid- stootstroom wordt gebruikt voor het uitvoeren van speciale tests bij een SPD om de capaciteit met betrekking tot energierijke bliksemstromen aan te tonen. Afhankelijk van de vermelde blik- sembeveiligingsklasse voor een bliksem- beveiligingssysteem dienen SPD's met betrekking tot deze waarde te voldoen aan de betreffende minimale waarden. PHOENIX CONTACT 17

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen Normatieve stootstroomimpulsen De spanningsbegrenzende functie van SPD's wordt getest aan de hand van stootstromen met impulsvorm (8/20 μs) (Afb. 19), d.w.z. met een aanspreektijd van 8 μs en een halveringstijd van 20 μs. Deze bijzonder dynamische impulsvorm geeft ook een indicatie van het aan- spreekgedrag van de SPD. De aan deze stootstroom gekoppelde spanningsstij- ging is zeer steil, zodat de spanningsbe- grenzende functie van de SPD in zeer korte tijd moet worden ingezet. SPD's, die voor de beveiliging tegen directe bliksemstromen zijn ontworpen, worden bovendien met stootstromen met impulsvorm (10/350 μs) (Afb. 20) belast. De maximale amplitude is daarbij geba- seerd op de door de fabrikant gespeci- ficeerde impulsafleidstootstroom. Deze impulsvorm bevat bij een gelijke ampli- tude, vergeleken met de impulsvorm (8/20 μs) een veelvoud aan elektrische lading. De SPD wordt daardoor energe- tisch gezien aanzienlijk sterker belast. 100 90 I (%) 50 10 0 8 20 t (µs) 100 90 I (%) 50 10 0 10 350 t (µs) Afb. 19: Verloop van een (8/20 μs)-impuls Afb. 20: Verloop van een (10/350 μs)-impuls 3.3 Onderhoud en test volgens IEC 62305 Om een hoge beschikbaarheid van de installatie te bereiken, dienen installa- tiegebruikers hun elektrische installatie regelmatig te inspecteren en onderhou- den (Tabel 1). Dit wordt, afhankelijk van het betreffende installatietype, door wetgevers, toezichthouders of beroepsorganisaties voorgeschreven. Het periodiek testen en onderhouden van bliksembeveiligingssystemen – externe en interne bliksembeveiliging – wordt eveneens verplicht gesteld in Bijlage E.7 van de bliksembeveiligingsnorm IEC 62305-3 [3]. Voor het deskundig testen van bliksembeveiligingssystemen is speciale kennis noodzakelijk. Daarom is het verplicht dat deze tests door een zogenaamde bliksembeveiligingsspecia- list worden uitgevoerd. Het testen van SPD's valt onder deze werkzaamheden. Volgens de norm is het ook verplicht het onderhoud overzichtelijk te documente- ren. De drie volgende punten verdienen bijzondere aandacht: bliksembeveiligingsklasse visuele controle (jaarlijks) uitgebreide test (jaarlijks) uitgebreide test bij kritische situaties (jaarlijks) I en II III en IV 1 2 2 4 1 1 Tabel 1: Testintervallen volgens IEC 62305 18 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen Voordelen Het modulair opgebouwde en intelligen- te testapparaat is uitgevoerd met een touchdisplay, een barcodescanner, een PLC alsmede een op afstand bedienbare en stroombegrenzende hoogspannings- bron. Met behulp van de testadapters kan de CHECKMASTER 2 eenvoudig aan verschillende overspanningsbeveili- gingsmodulen worden aangepast. Deze testadapters kunnen zonder gereed- schap worden verwisseld, ook hoeft het testapparaat niet te worden uitgescha- keld. De CHECKMASTER 2 herkent niet alleen defecte overspanningsbeveili- gingsmodulen. Het apparaat is ook in staat beschadigde overspanningsbeveili- gingsmodulen te herkennen waarvan de elektrische parameters zich op de grens van het gedefinieerde tolerantiebereik bevinden. Om ook toekomstige overspan- ningsbeveiligingsmodulen te kunnen testen, kunnen er via een USB-stick software-updates worden uitgevoerd. Er zijn updates beschikbaar voor de com- ponentendatabank, de firmware en alle operationele talen Het testprotocol met testresultaten, inbouwlocaties en alfanumerieke waar- den wordt ook bij een netuitval veilig opgeslagen en kan via de USB-interface op een USB-stick worden opgeslagen. Het protocol kan met de standaard Office-software (MS-Word, MS-Excel etc.) worden verwerkt. CHECKMASTER 2 Met de CHECKMASTER 2 kunnen steekbare overspanningsbeveili- gingsmodulen comfortabel en vol- ledig automatisch worden getest. Defecte en beschadigde overspan- ningsbeveiligingsmodulen worden herkend en kunnen preventief wor- den vervangen. Alle testresultaten worden volgens de normen gedo- cumenteerd. • „Uitgebreide tests bij kritische situa- ties“ hebben betrekking op construc- ties die gevoelige systemen bevatten of op installaties waar een groter aan- tal personen werkzaam is. • Explosiegevaarlijke constructies die- nen elke 6 maanden aan een visuele controle te worden onderworpen. Het uitvoeren van een elektrische test bij de installaties dient eenmaal per jaar plaats te vinden. • Voor installaties waaraan hoge veilig- heidstechnische eisen worden gesteld, kan bijvoorbeeld de wetgever een uitgebreide test voorschrijven. Dit kan nodig zijn indien de bliksem bin- nen een bepaalde straal rondom de betreffende installatie is ingeslagen. 3.3.1 Elektrische test Op dit punt rijst de vraag, wat een uitge- breide test precies inhoudt. Want alleen een visuele controle is vaak onvoldoende om de efficiënte werking van een SPD te waarborgen. Daarentegen kan een elek- trische test een duidelijke indicatie geven van het prestatievermogen van de SPD. Bij het uitvoeren van een elektrische test bij SPD's wordt de isolatiespanning zodanig gekozen, dat de SPD geleidend wordt. De meetresultaten worden ver- volgens vergeleken met referentiewaar- den en beoordeeld. 3.3.2 Testapparaat CHECKMASTER 2 De CHECKMASTER 2 (Afb. 21) is een draagbaar, robuust en veilig te bedie- nen hoogspanningstestapparaat van Phoenix Contact voor steekbare over- spanningsbeveiligingsmodulen. Het voert een automatische, elektrische test bij steekbare SPD's uit. Afb. 21: Hoogspanningstestapparaat CHECKMASTER 2 PHOENIX CONTACT 19

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen 3.4 Testtechniek voor impulsen en hoge stromen Overspanningsbeveiligingsmodulen zijn effectiever naar mate ze nauwkeuriger zijn afgestemd op de eisen en bijzonder- heden van het betreffende toepassings- gebied. De ontwikkeling van overspan- ningsbeveiligingsmodulen vraagt daarom om laboratoriumtechnische simulaties van de toepassingsomstandigheden – nauwkeuriger gezegd, de elektrische omstandigheden alsmede de te verwach- ten overspanningsfenomenen. Realistische simulatie van overspanningen Voor een testtechnische kwalificatie van krachtige SPD's van elk type zijn krachtige laagspanningsvoedingssyste- men noodzakelijk. Om transiënte over- spanningscondities te creëren, wordt deze simulatie aan een stootgenerator gekoppeld. Alleen met een dergelijke testopstelling kunnen het vermogen van de beveiligingsmodulen en de interacties met verschillende voedingssystemen worden bepaald. De norm IEC 61643- 11 [6] beschrijft in deze context een testverloop, dat als conditioneringstest wordt aangeduid. Bij deze test wordt het overspanningsbeveiligingsmoduul bloot- iImpulse Ip stoot- generator D P S Utest 50 Hz voedingssysteem UMV Afb. 23: 3-fase 50 Hz-testinstallatie voor hoge stromen voor het simuleren van verschillende laagspanningsvoedingssystemen gesteld aan stootstroomimpulsen, terwijl het op een gedefinieerd geparametreerd voedingssysteem is aangesloten. De basis- opbouw van een dergelijke testinstallatie – primair bestaand uit stootgenerator, overspanningsbeveiligingsmoduul en net- frequent voedingssysteem – is weergege- ven in Afb. 23. Simulatie van bliksemstootstromen Stootgeneratoren (Afb. 26) zijn belang- rijke bestanddelen van het hoogspan- ningslaboratorium: ze helpen niet alleen om het afleidvermogen te bepalen en componenten van de externe bliksem- beveiliging te testen, maar ook om de werking van allesomvattende overspan- ningsbeveiligingsconcepten aan te tonen. Ze simuleren bliksemstootstromen Afb. 22: Weerstanden en inductiviteiten aan de hoog- en laagspanningszijde van een testtransformator Afb. 24: Testplaatsen van de testinstallatie voor hoge stromen 20 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Classificeren en testen van overspanningsbeveiligingsmodulen Afb. 25: Volledig geautomatiseerde testinstallatie voor het bepalen van het overbelastings- en uitvalgedrag van overspanningsbeveiligingsmodulen overeenkomstig IEC 61643-11 [6] Afb. 26: Bliksemstootgenerator met amplituden tot 100 kA en scha- kelstootstromen met amplituden van 200 kA en hoger. Die in deze context toegepaste impulsvorm wordt aangeduid als (10/350 μs)-impuls en is beschreven in IEC 62305-1 [1]. Volledig automatische tests De eisen aan overspanningsbeveiligings- modulen overeenkomstig IEC 61643- 11 [6] stellen het uitvoeren van tests (Afb. 25) die het overbelastings- en uitvalgedrag analyseren verplicht. Een belangrijke test, die een veroudering van het overspanningsbeveiligingsmo- duul als gevolg van stijgende lekstromen simuleert, is de zogenaamde thermische stabiliteitstest. De testprocedure kan daarbij enkele uren duren. Op dezelfde manier zijn in IEC 61643-21 [7] tijds- en resource-intensieve testsequenties voor SPD's die in signaaloverdrachtscircuits worden toegepast gedefinieerd. Accreditatie volgens DIN EN ISO / IEC 17025 Niet alleen de technische uitrusting van het testlaboratorium telt: net zo belangrijk zijn de deskundigheid van de accreditatie-instelling DAkkS worden gecontroleerd en bevestigd. medewerkers, de effectiviteit van een managementsysteem voor kwaliteits- bewaking alsmede de onafhankelijkheid en onpartijdigheid van de testcriteria. Belangrijke eisen die aan de bekwaam- heid van test- en kalibratielaboratoria worden gesteld, zijn beschreven in DIN EN ISO/IEC 17025. Het realiseren van en het voldoen aan deze standaards kan bijvoorbeeld door de Duitse Laboratoriumonderzoek op het hoogste niveau • Elk overspanningsfenomeen kan worden gesimuleerd. Phoenix Contact kan alle eigenschappen van laagspanningsvoedingssystemen realistisch simuleren – in de eigen, 3-fase 50 Hz-testinstallatie voor hoge stromen. Hier worden de hoogste kortsluitstromen tot wel 50000 A gerealiseerd. Bovendien kunnen de testparameters zeer fijn worden ingedeeld en ingesteld – de ideale basis om op maat gesneden overspanningsbeveiligingssystemen te ontwikkelen. • Eenvoudig te reproduceren testre- sultaten, efficiënt laboratoriumon- derzoek. Het laboratorium van Phoenix Contact is in hoge mate geautomatiseerd en is daardoor bij- zonder geschikt voor een continue kwaliteitsbewaking. • Aantoonbaar de hoogste en onaf- hankelijk bevestigde kwaliteit. Het impuls- en hoogspanningslaborato- rium van Phoenix Contact is geac- crediteerd volgens DIN EN ISO/ IEC 17025. PHOENIX CONTACT 21

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Kwaliteitskenmerken 4 Kwaliteitskenmerken De kwaliteit en capaciteit van overspanningsbeveiligingsmodulen is voor de klant moeilijk te beoordelen. De correcte werking kan alleen in betreffende laboratoria worden getest. Naast het uiterlijk en de ergonomie kan de klant dus alleen op de door de fabrikant gespecificeerde technische gegevens afgaan. Des te belangrijker is een betrouwbare ver- klaring van de fabrikant met betrekking tot de prestaties van een SPD en het doorstaan van uitgevoerde tests volgens de betreffende productnorm uit serie IEC 61643. 4.1 CE-conformiteitsverklaring Een eerste bevestiging van de kwaliteit is de CE-conformiteitsverklaring. Hier- in wordt de overeenstemming van het product met de laagspanningsrichtlijn 2014/35/EU van de Europese Unie aan- getoond. Bij overspanningsbeveiligings- modulen wordt vooral de nadruk gelegd op het voldoen aan de productnormen- serie EN 61643, die zijn gebaseerd op de normenserie IEC 61643. Let op: de CE-conformiteitsbeoordeling en -verklaring wordt afgegeven door de fabrikant. Het is daarmee geen testmar- kering van een onafhankelijk instituut of een overeenkomende verklaring van onderzoek en beoordeling van het pro- duct door derden. De CE-markering betekent alleen dat de fabrikant beves- tigt dat de betreffende voorschriften met betrekking tot zijn product zijn nageleefd. Bij bewijs van het niet aanhou- den van de betreffende voorschriften of misbruik van de CE-markering kan door de Europese toezichthouder een juridi- sche procedure worden gestart die tot verbod op het in de handel brengen van het product kan leiden. officieel CE-logo voor de markering van producten 22 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Kwaliteitskenmerken 4.2 Onafhankelijke productcertiﬁ ceringen Een echt bewijs van de kwaliteit vormen de productcertificeringen van onafhanke- lijke testinstituten. Zij kunnen eveneens bevestigen of aan de betreffende pro- ductnorm is voldaan. Bovendien kunnen zij aanvullende eigenschappen van de producten documenteren, zoals bijvoor- beeld de ongevoeligheid ten opzichte van schokken en trillingen of veiligheidseisen van bepaalde binnenlandse markten. De normatieve eisen aan SPD's lei- den deels tot zeer tijdrovende tests, die wereldwijd in slechts enkele testlabora- toria volledig kunnen worden uitgevoerd. Met steeds meer fabrikanten en aan- bieders van SPD's, vooral in het lagere prijssegment, kunnen bovendien de prestatiegegevens van de apparaten ter discussie worden gesteld. Zo krijgt een onafhankelijke certificering van SPD's en daarmee de bevestiging van de prestatie- gegevens een nog grotere betekenis. KEMA, VDE, ÖVE en andere Deze testmarkeringen van onafhankelijke testinstituten bevestigen dat een pro- duct voldoet aan de actuele versie van de betreffende productnorm uit serie IEC 61643. UL, CSA, EAC en andere Deze toelatingen zijn voorbeelden van eisen voor bepaalde binnenlandse mark- ten. UL en CSA stellen daarbij met eigen standaards eisen op het gebied van veiligheid aan producten voor de Noord-Amerikaanse markt of gebieden onder de Amerikaanse invloedssfeer val- len. EAC is daarentegen meer een admi- nistratieve vrijgave van producten voor de Euraziatische economische ruimte. Deze vrijgave komt overeen met de CE-conformiteitsverklaring en kan ook op basis hiervan worden verkregen. GL, ATEX, IECEx en andere Deze toelatingen testen het gedrag van producten onder bepaalde omgevings- omstandigheden. GL certificeert daarbij de ongevoe- ligheid van producten ten opzichte van externe invloeden in maritieme omge- vingen resp. op zee, zoals bijvoorbeeld schokken, trillingen, luchtvochtigheid of zoutconcentratie. ATEX en IECEx bevestigen de geschiktheid van producten voor toepas- sing in explosiegevaarlijke omgevingen die bijvoorbeeld vaak in de procesindus- trie voorkomen. Onafhankelijk bevestigde kwaliteit Phoenix Contact rust een groot deel van het productassortiment overspanningsbeveiliging uit met onafhankelijke certificeringen. Hier- mee wordt normconformiteit en de hoogste productkwaliteit voor de gebruiker gedocumenteerd. Afb. 27: Productcertificeringen van onafhankelijke testinstituten PHOENIX CONTACT 23

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Kwaliteitskenmerken 4.3 Knowhow op het gebied van overspanningsbeveiliging Applicatiekennis Het verder ontwikkelen van de elek- trische installatie- en systeemtechniek leidt telkens weer tot nieuwe techno- logieën en als gevolg daarvan ook tot volledig nieuwe technische oplossingen. Oplossingen die zeer specifieke eisen aan de overspanningsbeveiliging stellen. Een voorbeeld is de systeemtechniek voor het gebruik van duurzame energie (zonne-energie en windenergie). Daar- om is het belangrijk om het betreffende te beveiligen systeem en de omgeving daarvan goed te begrijpen, om op maat gesneden overspanningsbeveiligingsmo- dulen te kunnen ontwikkelen. Research & Development De basis voor een verdere ontwikkeling is een sterke betrokkenheid bij funda- menteel onderzoek en technologische ontwikkeling. De volgende taken worden daarbij uitgevoerd: • het bepalen van nauwkeurige eisen aan overspanningsbeveiligingsmodulen (beveiligingsdoelen) • het ontwikkelen van nieuwe, geschik- totale productieproces. te materialen voor toepassingen Van belang hierbij zijn kwaliteitswaar- borgende maatregelen die in de serie- productie als stuktests dienen te worden uitgevoerd. Voor overspanningsbeveili- gingsmodulen zijn bijvoorbeeld destruc- tietests zinvol, die de producteigen- schappen tot aan de vermogensgrenzen en daaroverheen vastleggen. Zo kunnen mogelijke afwijkingen tijdens de produc- tieprocessen en daardoor in de product- kwaliteit vroegtijdig worden herkend. • het ontwikkelen en beheersen van innovatieve basistechnologieën • het structureren van ontwikkelings- processen • het ontwikkelen van nieuwe beveili- gingsconcepten en -modulen met op maat gesneden eigenschappen Test en kwalificatie Testinstallaties die realistische omstan- digheden kunnen realiseren, zijn dringend noodzakelijk voor de ontwikkeling van overspanningsbeveiligingsconcepten en -modulen. Dat geldt ook voor laborato- riumtechnische tests. Productie en kwaliteitsbewaking De productie van marktconforme over- spanningsbeveiligingsmodulen op het hoogste kwaliteitsniveau vereist al in de ontwikkelingsfase van deze producten de bewaking van procesrelevante aspecten. Dit vereist een vroegtijdige integratie van alle ontwikkelingsactiviteiten in het Afb. 28: Praktische toepassing Afb. 29: Ontwikkeling door research 24 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Kwaliteitskenmerken Afb. 30: Kwaliteitsbewaking tijdens het productieproces Afb. 31: Realistische testomstandigheden bliksem- en overspanningsbeveili- ging mogelijk maakt. • Nauwe integratie van product- en procesontwikkeling waardoor het mogelijk is dat productie-aspecten die noodzakelijk zijn om producten op de het hoogste kwaliteitsniveau te garanderen, vanaf het begin bij het ontwerpproces van het pro- duct worden betrokken. • Gestandaardiseerde kwaliteitstests die als geautomatiseerde stuk- tests productieprocesbegeleidend of chargegerelateerd tijdens een destructieve steekproeftest worden uitgevoerd. Dit geeft de garantie van producten op het hoogste kwaliteits- en veiligheidsniveau. Partner met ervaring en knowhow Met Phoenix Contact als aanbieder van oplossingen op het gebied van overspanningsbeveiliging profiteert u van vele voordelen: • In-house fundamenteel onderzoek en technologische ontwikkelingen, waarmee gericht nieuwe tech- nologieën en materialen voor de overspanningsbeveiliging kunnen worden ontwikkeld en toepasbaar gemaakt. • Productontwikkeling via het net- werk door technologische en wetenschappelijke samenwerking alsmede actieve deelname aan rele- vante nationale en internationale commissies en werkgroepen. • Gebruik van het eigen, volgens ISO/IEC 17025 geaccrediteerde impuls- en hoogspanningslaborato- rium dat een volledige kwalificatie van overspanningsbeveiligingsmodu- len overeenkomstig alle wettelijke standaards op het gebied van de PHOENIX CONTACT 25

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Het bliksemstroom-meetsysteem 5 Het bliksemstroom-meetsysteem Blikseminslagen veroorzaken onherstelbare beschadigingen aan gebouwen en installaties. Ze vormen een gevaar voor niet-beschut gelegen bouwwerken, zoals offshore-wind- parken, zendmasten, recreatieparken of hoge gebouwen. Het continu observeren door personen is bij niet-beschutte of grootschalige installaties vrijwel onmogelijk, zodat de beschadigingen te laat worden opgemerkt. Het bliksemstroom-meetsysteem LM-S registreert en analyseert blikseminslagen in real- time. Het systeem geeft online informatie over de kracht van de inslag op basis van spe- cifieke bliksemstroomparameters. Door het combineren van de bedrijfsparameters van de installatie en de meetgegevens biedt het systeem een betere beslissingsgrondslag voor controle- en onderhoudswerkzaamheden. ren, zo niet onmogelijk. Beschadigingen aan de installatie worden daarom vaak pas opgemerkt door de gevolgschade die ontstaat. Daarom worden er steeds vaker intelligente monitoring-systemen ingezet. Deze bewaken permanent de diverse functies in een installatie. Resultaten sturen ze direct door naar een centrale besturing. Hierdoor kan direct op sto- ringen worden gereageerd waardoor gevolgschade en lange uitvaltijden wor- den voorkomen. 5.1 Intelligente bewaking Blikseminslagen kunnen onherstelbare beschadigingen aan gebouwen en instal- laties veroorzaken. Dit kan tot ernstige verwoesting leiden die ook gevolgschade tot gevolg kan hebben. De schade is afhankelijk van de energie en lading van de bliksem. Maar ook de uitvoering van het bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept heeft invloed op de omvang van de schade. Installaties met een zeer hoge kans op blikseminslag zijn onbeschut gelegen of zeer uitgestrekt, bijvoorbeeld wind- turbines, energieopwekkingsinstallaties, uitgestrekte industriële bedrijven en spoorweginstallaties. Bij dergelijke instal- laties zijn volledig dekkende bliksembe- veiligingsmaatregelen moeilijk te realise- 26 PHOENIX CONTACT Afb. 32: Lightning Monitoring System

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Het bliksemstroom-meetsysteem 5.2 Bliksemstroommeting Het bliksemstroom-meetsysteem LM-S (Afb. 32) biedt de mogelijkheid voor het meten van bliksemstromen: slaat de bliksem in de opvangstaaf in, dan wordt er om de bliksemstroomvoerende aflei- der een magnetisch veld opgebouwd. Het LM-S maakt gebruik van het Fara- day-effect om deze stroom te meten. Hiervoor wordt het licht over het gehele meettraject in de sensor gepolariseerd. Het door de blikseminslag ontstane magnetische veld verdraait het eerder gepolariseerde licht meetbaar (Afb. 33). Het systeem draagt het lichtsignaal van de sensor via de lichtgeleiderkabel over aan de analyser. De kenmerkende para- meters van de blikseminslag – maximale amplitude, bliksemstroomsteilheid, spe- cifieke energie en lading – worden bere- kend en voorzien van datum en tijd van de inslag opgeslagen. Wanneer in gebouwen of windturbines bliksemontladingen worden gemeten, kunnen op elk moment conclusies wor- den getrokken uit de relatie tussen de bliksemstroomparameters en de daar- mee gepaard gaande schade of versto- ringen. Bovendien kunnen uit de analyse conclusies met betrekking tot de effici- entie van het bliksembeveiligingssysteem worden getrokken. Ook bij een schaderegeling wordt informatie over blikseminslagen met behulp van blikseminformatiesystemen binnengehaald. Deze systemen kunnen een blikseminslag met een nauwkeurig- heid van 200 meter lokaliseren. Maar of en op welke plek de bliksem een gebouw of installatie heeft getroffen, kan alleen met een bliksemstroom- meetsysteem zoals LM-S worden vastge- steld. Afb. 33: Functieprincipe Faraday-effect Bliksemstroom-meetsysteem LM-S Het Lightning Monitoring System registreert blikseminslagen in het bliksembeveiligingssysteem van een gebouw of installatie. Alle meet- gegevens kunnen op afstand via diverse interfaces, zoals de geïnte- greerde webinterface of Modbus, worden opgevraagd. De gemeten grootheden van de impulsstroom zijn daarbij: • amplitude Ipeak • stijlheid di/dt • lading Q • specifieke energie W/R Afb. 34: Burj-Khalifa-toepassing LM-S PHOENIX CONTACT 27

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6 Toepassingsgebieden De productnorm IEC 61643 rubriceert de toepassingen waarin overspanningsbeveili- gingsmodulen worden gebruikt in laagspanningsinstallaties, telecommunicatie- en signaal- verwerkende netwerken alsmede fotovoltaïsche installaties. Over het algemeen gelden voor alle bereiken zeer uiteenlopende, specifieke systeemvereisten. Dienovereenkomstig kan er ook een enorm verschil zitten tussen de oplossingen resp. de stappen daarnaar- toe. Het is de moeite waard deze toepassingen nader te bekijken. 6.1 Beveiliging van wisselstroomsystemen 6.1.1 SPD-typen en technologieën Het bliksembeveiligingszoneconcept biedt voor alle kabels die de zonegren- zen kruisen op elkaar afgestemde over- spanningsbeveiligingsmodulen. De ver- mogenswaarden daarvan zijn gebaseerd op de te bereiken beschermklasse. Afhankelijk van de zone-overgang zijn er daarom verschillende typen nodig (zie Tabel 2). De eisen die aan de afzonderlijke SPD-typen worden gesteld, zijn gedefinieerd in de productnorm voor overspanningsbeveiligingsmodulen IEC 61643- 11 [6]. Hieruit kan een meertraps beveili- gingsconcept worden afgeleid (Afb. 35). zone-overgang SPD-type benaming LPZ 0A LPZ 0B LPZ 1 LPZ 2 LPZ 1 LPZ 1 LPZ 2 LPZ 1 Type 1 Type 2 Type 2 Type 3 bliksemstroomafleider overspanningsbeveiliging overspanningsbeveiliging apparaatbeveiliging Tabel 2: Bliksemstroombeveiligingszone-overgang en bijbehorend SPD-type voedingspunt van de elektrische installatie, bijv. hoofdverdeling rondom het voedingspunt van apparaten en de elektrische installatie, elektrische verbruiksartikelen bijv. onderverdelingen overspanningscategorie overspanningscategorie overspanningscategorie IV D P S III D P S III/I D P S SPD-type 1 of SPD-type 2 SPD-type 2 of SPD-type 3 SPD-type 2 of SPD-type 3 Afb. 35: Meertraps beveiligingsconcept 28 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden De meertraps uitvoering begrenst het gevarenniveau van zone naar zone. De amplituden en specifieke energie van de te verwachten overspanningen resp. stootstromen nemen steeds verder af. Daardoor daalt ook de spanningswaarde waarop de afzonderlijke SPD's over- spanningen dienen te begrenzen. Dit wordt bereikt door een overeenkomstig laag beveiligingsniveau van de SPD's: de bovengrenzen daarvan zijn gebaseerd op de isolatievastheid van het in de direc- te nabijheid te beveiligen bedrijfsmid- del. De isolatievastheid wordt volgens IEC 60664-1 [9] ingedeeld in de over- spanningscategorieën I t/m IV (Tabel 3). 6.1.2 Type 1: bliksemstroom- afleider Overspanningsbeveiligingsmodulen van Type 1 dienen te voldoen aan de hoog- ste eisen met betrekking tot amplitude en specifieke energie van overspanningen resp. stootstromen, want zij moeten ook bescherming bieden tegen directe blikseminslagen. In de specifieke installa- tie-omgeving van de hoofdverdeling is de aanspraak op de kortsluitvastheid vaak zeer hoog. Om aan deze eisen te vol- doen, is een krachtige technologie nodig, bijvoorbeeld de vonkbrugtechnologie. Vonkbrugtechnologie Het functieprincipe van een vonkbrug is in eerste instantie vrij eenvoudig: twee elektroden bevinden zich op een gede- finieerde afstand tegenover elkaar en vormen een isolerende toestand (Afb. 36). Is er tussen beide elektroden een spanning aanwezig die de doorslag- vastheid van de lucht (ca. 3 kV/mm) op deze afstand overstijgt, bijvoorbeeld als gevolg van een overspanning, dan ont- staat er een vlamboog. Vergeleken met de isolerende toestand met een impe- dantie in het Gigaohm-bereik is de impe- dantie van de vlamboog te verwaarlozen, en daarmee ook de spanningsval via de vonkbrug. Deze eigenschap is optimaal voor nominale spanning van het voedingssysteem (net) volgens IEC 60038 3-fase 1-fase V V 120 – 240 230/400 277/480 400/690 1000 spanning ader naar nulader, afgeleid van de nominale wissel- of gelijkspanning test- stootspanning overspanningscategorie t/m V 50 100 150 300 600 1000 I V 330 500 800 II V 500 800 1500 III V 800 1500 2500 IV V 1500 2500 4000 1500 2500 4000 6000 2500 4000 4000 6000 6000 8000 8000 12000 Tabel 3: Overspanningscategorieën afhankelijk van de nominale spanning het afleiden van bliksemstromen: hoe lager de zogenaamde restspanning van de vonkbrug, des te geringer is de te beheersen energieopname. Met betrek- king tot het abrupt wisselen van impe- dantie en daarmee het spanningsverschil via de vonkbrug, wordt de niet-lineaire karakteristiek aangeduid als spannings- schakelend. Een groter voordeel dat uit de lage restspanning ontstaat, is de geringe belasting van het te beveiligen apparaat door spanningen die hoger zijn van de gespecificeerde nominale span- ning resp. maximale continue spanning. Gedurende de relatief lange duur van bliksemstromen ligt de restspanning van een vonkbrug zeer laag, in het bereik van de maximale continue spanning van het te beveiligen apparaat. SPD's van Type 1 met spanningsbegrenzende componenten liggen vaak enkele honderden Volt daar- boven – een aanzienlijk grotere belasting van het te beveiligen apparaat. Moderne vonkbruggen zijn doorgaans ingekapseld in robuuste stalen behuizin- gen, zodat er tijdens het afleidproces geen door de vlamboog gegenereerde, ioniserende gassen in de omgeving kun- nen terechtkomen. Daarnaast zijn de vonkbruggen vaak getriggerd: ze zijn voorzien van een extra schakeling Afb. 36: Symbool van een ingekapselde vonkbrug ten gunste van het ontsteken van de vonkbrug. Dit resulteert in een bevei- ligingsniveau op een zeer laag niveau – aanzienlijk lager dan de spanning die alleen op basis van de doorslagvastheid van de lucht zou worden gegenereerd. Ook wanneer de installatie-omgeving van SPD's van Type 1 het meestal niet ver- eist: het beveiligingsniveau van moderne getriggerde vonkbruggen ligt vaak op het niveau van de laagste overspanningscate- gorie I (met betrekking tot de nominale spanning van het systeem). PHOENIX CONTACT 29

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Volgstroomblusvermogen Een specifieke parameter voor vonk- bruggen is het zogenaamde volgstroom- blusvermogen Ifi. Wordt een vonkbrug door een overspanning ontstoken, dan ziet het aangesloten voedingsnet dit als een quasi-kortsluiting die door de stroom wordt aangestuurd. De vonkbrug dient daarom in staat te zijn om na het afleidproces zelfstandig de netstroom te onderbreken, zonder hierbij de upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging te laten aanspreken. Het volgstroomblus- vermogen geeft aan tot welke verwachte kortsluitstroom op de inbouwlocatie dit is gewaarborgd. Moderne vonkbruggen dienen twee functies uit te voeren: • het afleiden van hoge energieën van kortstondige bliksemstromen • het zelfstandig blussen van 50Hz volg- stromen van krachtige voedingsnetten Bij bliksemstromen is de impedantie van de vonkbrug in de meest optimale situatie zeer laag, om de energieopna- me zo gering mogelijk te houden en de robuustheid te verhogen. Bij volgstro- men daarentegen dient de impedantie 2000 V 1500 V 1000 V 500 V 0 V 20 kA (8/20 µs) 15 kA 10 kA 5 kA 0 kA 0 µs 10 µs 20 µs Afb. 37: Specifieke restspanningscurve van een getriggerde vonkbrug bij belasting met een (8/20 μs)-impuls zo hoog mogelijk te zijn om een snelle blussing te waarborgen. Om hoge bliksemstroomamplituden tot maximaal 50 kA bij voedingsnetten met verwachte kortsluitstromen tot 100 kA te kunnen weerstaan, is de con- structie van moderne vonkbruggen daar- om vaak complex en bestaan ze uit een groot aantal afzonderlijke functionele delen (Afb. 38). Netvolgstroomvrije vonkbrug- technologie Voor een zo hoog mogelijke beschikbaarheid van de installatie is de begrenzing van netvolgstromen essentieel: • upstream geïnstalleerde over- stroombeveiligingen worden niet aangesproken • de installatie wordt niet belast door hoge stromen • de levensduur van de vonkbrug wordt verlengd Voor het eerst is het Phoenix Contact gelukt om met behulp van de Safe Energy Control-technologie (zie 6.1.10) een compleet netvolg- stroomvrije vonkbrug te ontwikke- len en op de markt te brengen. hitte- en drukbestendige isolatiekap krachtige koper-wolfraam- elektroden ingekapselde stalen behuizing vlamboogkoelende isolatiedelen Afb. 38: Afzonderlijke delen van een modernen ingekapselde vonkbrug 30 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.1.3 Type 2: overspannings- beveiliging Overspanningsbeveiligingsmodulen van Type 2 zijn doorgaans aangebracht in onderverdelingen of schakelkasten. Deze SPD's moeten door indirecte bliksemin- slagen of schakelhandelingen geïndu- ceerde overspanningen kunnen afleiden, echter geen directe bliksemstromen. Daarom is de energie-opname aanzien- lijk geringer. Door schakelhandelingen geïnduceerde overspanningen zijn echter zeer dynamisch. Hier bewijst een aflei- dertechnologie met een snel aanspreek- gedrag, bijv. de varistortechnologie, zijn nut. Varistortechnologie Varistoren (spanningsafhankelijke weer- standen resp. metaaloxidevaristoren, MOV) (Afb. 39) zijn halfgeleidercom- ponenten van metaaloxidekeramiek. Ze vertonen een niet-lineaire stroom-span- nings-karakteristiek (Afb. 40). In lage spanningsbereiken is de impedantie van een varistor zeer hoog. In hogere span- ningsbereiken daarentegen valt de impe- dantie snel af, zodat zeer hoge stromen probleemloos via de varistor kunnen worden afgeleid. Daarom wordt de karakteristiek van varistoren als spanningsbegrenzend aan- geduid. Met een specifieke reactietijd in het onderste nanosecondenbereik zijn varistoren zeer geschikt om ook bijzon- der dynamische overspanningsfenomenen te begrenzen. Bliksemstroomgeleidende varistoren Hoogvermogen varistoren kunnen zelfs een impulsafleidvermogen tot wel 12,5 kA (10/350 μs ) beheersen, zodat ze in principe ook geschikt zijn als SPD's van Type 1 voor omgevingen met een laag gevarenniveau. Voor een hoger impulsafleidvermogen van 25 kA tot 50 kA (10/350 μs) dient doorgaans met meerdere parallel gescha- kelde varistoren te worden gewerkt. Fabrikanten van overspanningsbeveiligin- gen, die niet de beschikking hebben over een vonkbrugtechnologie, passen daarom vaak varistoren als SPD's van Type 1 voor bliksembeveiligingsklasse I toe. Dit concept heeft echter ernstige tekortko- mingen: komt de karakteristiek van de parallelgeschakelde varistoren niet exact overeen – een eis die niet haalbaar zou zijn – dan worden de afzonderlijke cir- cuits tijdens het afleidproces verschillend belast. Dienovereenkomstig verouderen ze zeer verschillend. Daardoor wordt de ongelijkmatige belasting na verloop van tijd steeds groter. Dit leidt uiteindelijk tot overbelasting van een varistor. Afb. 39: Symbool van een varistor V 2000 1000 800 600 400 200 100 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 -0 101 102 103 104 A 105 i Afb. 40: Stroom-spannings-karakteristiek van een varistor met 320 V AC nominale spanning 2000 V 1500 V 1000 V 500 V 0 V 20 kA (8/20 µs) 15 kA 10 kA 5 kA 0 kA 0 µs 10 µs 20 µs 30 µs Afb. 41: Restspanning van een varistor met 350 V AC nominale spanning bij belasting met 25 kA (8/20 μs) PHOENIX CONTACT 31

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.1.4 Type 3: apparaatbeveiliging 6.1.5 Coördinatie van diverse Overspanningsbeveiligingsmodulen van Type 3 zijn doorgaans direct voor de te beveiligen eindapparaten aangebracht. Vanwege de diverse installatie-omge- vingen zijn SPD's van Type 3 in zeer uiteenlopende uitvoeringen verkrijgbaar. Voorbeelden: naast de gangbare montage op symmetrische montagerails zijn er modulen voor inbouw in contactdozen of voor directe montage op een print- plaat van het eindapparaat. Technologisch zijn SPD's van Type 3 meestal overeenkomstig Type 2 op varistorbasis opgebouwd. De eisen die aan het nominale afleidvermogen worden gesteld zijn echter lager dan bij Type 2. Het kan vaak zinvol zijn, de bevei- liging van de voeding te koppelen aan de beveiliging van andere interfaces van eindapparatuur, zoals data- of communi- catiekabels. Hiervoor zijn gecombineer- de modulen leverbaar: zij realiseren de overspanningsbeveiliging voor de betref- fende (voedings-)kabels. SPD-typen Het bliksembeveiligingszoneconcept biedt voor alle kabels die de zonegren- zen kruisen op elkaar afgestemde over- spanningsbeveiligingsmodulen. De ver- mogenswaarden daarvan zijn gebaseerd op de te bereiken beschermklasse. Afhankelijk van de zone-overgang zijn daarom verschillende typen nodig (zie Tabel 2). De eisen die aan de afzon- derlijke SPD-typen worden gesteld, zijn gedefinieerd in de productnorm voor overspanningsbeveiligingsmodulen IEC 61643-11 [6]. Hieruit kan een meertraps beveili- aanspreken al gewaarborgd door een Uc van de SPD van Type 3 die groter of gelijk is aan de Uc van de SPD van Type 2. Richting de externe beveiligingszo- nes dient eveneens de gecoördineerde werking tussen de SPD van Typen 2 en de upstream geïnstalleerde SPD's van Type 1 te zijn gewaarborgd. Omdat hier ook rekening moet worden gehouden met directe bliksem- resp. deelbliksem- stromen, die uitsluitend door een SPD van Type 1 kunnen worden verwerkt, is het selectief aanspreken van SPD's onderling van groot belang: anders zou de SPD van Type 2 overbelast kunnen raken. gingsconcept worden afgeleid (Afb. 42): Omdat de toegepaste technologieën Bij het opbouwen van de interne beveiligingszones, dienen een SPD van Type 3 en een upstream geïnstalleerde SPD van Type 2 op elkaar te zijn afge- stemd. Het moet zijn gewaarborgd dat de SPD van Type 3 niet energetisch wordt overbelast. Omdat in dit deel van het overspanningsbeveiligingsconcept alleen nog rekening hoeft te worden gehouden met overspanningen met geringe amplituden, wordt het selectief voor SPD's van Type 1 zeer uiteenlo- pend zijn, bestaat er geen algemene coördinatievoorwaarde. Een duidelijk voordeel op dit gebied bieden vonk- bruggebaseerde SPD's van Type 1. Hun relatief lage restspanning van enkele honderden Volt gedurende het grootste deel van de bliksemstroomduur waar- borgt een bijna complete overname van de stroom. HV D P S Type 1 UV1 UV2 UV3 D P S D P S Type 2 Type 2/3 D P S D P S D P S D P S Afb. 42: Meertraps beveiligingsconcept met verschillende op elkaar volgende SPD-typen 32 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.1.6 Netsystemen volgens IT-stelsel In dit netsysteem wordt het sterpunt van de voedingstransformator niet of alleen via een hoge impedantie geaard. De componenten van de elektrische installatie zijn verbonden met het lokale aardingssysteem, dat is gescheiden van het geaarde punt van de transformator. Indien een nulleider door het sterpunt van de voedingstransformator wordt meegevoerd, vindt dit gescheiden van de lokale aardleiding plaats. Een 3-fase voeding bestaat uit vier resp. vijf aders: L1, L2, L3, eventueel N en de lokale PE (Afb. 46). Een bijzonderheid van het IT-stelsel is dat er een tijdelijke isolatiefout naar aarde mag optreden. De aardsluiting van een fase dient uitsluitend door een isolatiebewaking te worden herkend en gemeld, zodat deze tijdig kan worden verholpen. Een tweede aardsluiting leidt pas tot een kortsluiting tussen twee fasen en het aanspreken van de betref- fende overstroombeveiliging. Overspan- ningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in IT-systemen dienen daarom bestand te zijn tegen fase-fase spanningen van het systeem plus tolerantie. Dit wordt gewaarborgd door de normatieve eis dat alleen SPD's tussen fase en PE in IT-sys- temen mogen worden toegepast waar- van de maximale continue spanning ten minste overeenkomt met de gekoppelde spanning plus tolerantie. IEC 60364 De uitvoering van een overspanningsbe- veiligingsconcept voor draaistroomsys- temen hangt o.a. af van het aanwezige netsysteem. Deze systemen kunnen van elkaar worden onderscheiden aan de hand van het type aarding van de voe- dingstransformator, de verbruikersinstal- laties en hun onderlinge verbinding. De richtlijn voor het installeren van laagspanningsvoedingssystemen IEC 60364-1 [10] vermeldt de volgende systeemconfiguraties: TN-S-stelsel In dit netsysteem is een punt – door- gaans het sterpunt – van de voedings- transformator direct geaard. De nullei- der (N) en de aardleiding (PE) worden elk via een separate ader naar de ver- bruikersinstallatie gevoerd. Een 3-fase voeding bestaat uit vijf aders: L1, L2, L3, N en PE (Afb. 43). TN-C-stelsel In dit netsysteem is het sterpunt van de voedingstransformator direct geaard. De nulleider en de aardleiding worden via een gemeenschappelijke ader (PEN) naar de verbruikersinstallatie gevoerd. Een 3-fase voeding bestaat uit vier aders: L1, L2, L3 en PEN (Afb. 44). TT-stelsel In dit netsysteem wordt het geaarde punt van de transformator alleen als nulleider in de installaties gevoerd. De onderdelen van de elektrische installa- tie zijn verbonden met het lokale aar- dingssysteem, dat is gescheiden van het geaarde punt van de transformator. De nulleider en de lokale aardleiding worden elk via een separate ader gevoerd. Een 3-fase voeding bestaat uit vijf aders: L1, L2, L3, N en de lokale PE (Afb. 45). Afb. 43: TN-S-stelsel Afb. 44: TN-C-stelsel Afb. 45: TT-stelsel Afb. 46: IT-stelsel L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 PEN L1 L2 L3 N PE L1 L2 L3 PE PHOENIX CONTACT 33

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.1.7 Amerikaanse netsystemen Met name in Noord- en Midden-Amerika worden andere netvormen toegepast. De belangrijkste zijn: • Wye-stelsel • Delta-stelsel • Split-Phase-stelsel Wye-stelsel Deze stelsels komen overeen met de TN-stelsels, het sterpunt van de voe- dingstransformator is direct geaard en de aardleiding (grounding conductor, GND) wordt van daaruit naar de ver- bruikersinstallatie gevoerd. Er bestaan ook geïsoleerde Wye-stelsels, maar deze komen relatief weinig voor. Een mogelij- ke nulleider wordt doorgaans pas in de verbruikersinstallatie afgetakt. Dit komt overeen met een TN-C-S-stelsel. Een 3-fase voeding bestaat uit vier resp. vijf aders: L1, L2, L3, eventueel N en GND (Afb. 47). Delta-stelsel Deze stelsels hebben geen directe tegenhanger volgens IEC. De aarding vindt plaats via een van de fasen (cor- ner-grounded) of via een middenaf- takking tussen twee fasen (high-leg). De GND wordt door het betreffende aardingspunt in de verbruikersinstallatie gevoerd. Er bestaan ook geïsoleerde Delta-stelsels, maar deze komen relatief weinig voor. De nulleider wordt, indien nodig, eveneens meestal pas in de verbruikers- installatie afgetakt. Een 3-fase voeding bestaat uit vier resp. vijf aders: L1, L2, L3, eventueel N en GND (Afb. 48). Split-Phase-stelsel Bij dit veelvuldig toegepast 2-fase stelsel vindt de aarding plaats via en middenaf- takking tussen beide fasen en wordt er van daaruit een nulleider meegevoerd. Een 2-fase voeding bestaat uit vier aders: L1, L2, N en GND (Afb. 49). 6.1.8 Aansluitschema's Overspanningsbeveiligingsmodulen maken deel uit van de potentiaal- vereffening van een constructie. Bij een overspanning verbinden ze de actieve aders van elektrische installaties met de aarding. Afhankelijk van het netsysteem van de verbruikersinstallatie worden er verschil- lende SPD's toegepast. Ze worden in diverse aansluitschema's (connection type, CT) gecombineerd om deze ver- binding tot stand te brengen. In de installatierichtlijn voor overspannings- beveiliging IEC 60364-5-53 [11] worden vooral de volgende schema's genoemd: • Aansluitschema CT1: een combinatie van SPD's, die een beveiligingscircuit tussen elk van de actieve aders (fase en nulleider, indien aanwezig) en PE-ader realiseert. Dit aansluitsche- ma wordt vaak ook aangeduid als x+0-schakeling, waarbij x voor het L3 D P S N D P S L1 D P S L2 D P S PE Afb. 50: Aansluitschema CT1 resp. 4+0-schakeling N L3 D P S L1 D P S L2 D P S D P S PE Afb. 51: Aansluitschema CT2 resp. 3+1-schakeling aantal actieve aders staat (Afb. 50). • Aansluitschema CT2: een combinatie van SPD's, die een beveiligingscircuit tussen elke fase en de nulleider als- mede een beveiligingscircuit tussen de nulleider en de PE-ader realiseert. Dit aansluitschema wordt vaak ook aange- duid als x+1-schakeling, waarbij x L1 N L2 L3 GND L1 L2 L3 N GND L1 L2 L3 GND Afb. 47: Wye-stelsel Afb. 48: High-leg en corner-grounded Delta-stelsel Afb. 49: Split-Phase-stelsel 34 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden voor het aantal fasen staat (Afb. 51). Mogelijke toepassingen van de aansluit- schema's in de afzonderlijke netsystemen zijn opgenomen in Tabel 4. Aansluitschema CT2 Phoenix Contact biedt voor TN- en TT-stelsels vooral SPD's met aansluitschema CT2 aan. De voor- delen van dit aansluitschema zijn: • wereldwijd universele toepas- baarheid • lager beveiligingsniveau tussen fase en nulleider • geen lekstromen naar de aard- leiding door de toepassing van vonkbruggen tussen nulleider en aardleiding 6.1.9 Aansluiting en overstroom- beveiliging van SPD’s Bij optredende transiënte overspan- ningen kan er in elektrische aders een inductieve spanningsval ontstaan. Vooral bij de aansluiting van overspanningsbevei- ligingsmodulen parallel aan de te beveili- gen apparaten kan deze extra spannings- val in de aansluitkabels de beschermende werking verzwakken. Daarom dienen de aansluitkabels van SPD's altijd zo kort mogelijk en met een zo groot mogelijke buigradius te worden gelegd. De aansluiting van SPD's kan in prin- cipe op twee verschillende manieren plaatsvinden: • aftakkende bedrading (stub wiring), zie Afb. 52 • V-bedrading (V-shaped wiring), zie Afb. 53 In beide situaties mag het totaal van de kabellengten a, b en c niet meer zijn dan 0,5 m. Bij V-bedrading kan dit heel een- voudig worden gewaarborgd, omdat hier alleen lengte c van belang is. Zo kan ook het totale beveiligingsniveau, bestaande uit het beveiligingsniveau van de SPD en de spanningsval, optimaal via de aansluit- kabels kan worden geminimaliseerd. Bij aftakkende bedrading kan resp. moet de SPD afhankelijk van de nomi- nale waarde van de upstream geïnstal- leerde overstroombeveiliging F1 met een tweede overstroombeveiliging F2, die een lagere nominale waarde heeft, worden beveiligd. Deze bedrading maakt toepassing mogelijk in installaties met willekeurig hoge nominale stromen, zolang de verwachte kortsluitstroom op de inbouwlocatie van de SPD de kort- sluitvastheid ervan niet overschrijdt. De V-bedrading kan daarentegen alleen worden toegepast tot een nomi- nale waarde van de upstream geïnstal- leerde overstroombeveiliging F1 resp. een nominale stroom van de installatie, die de continue stroombelastbaarheid a c b D P S Afb. 52: Aftakkende bedrading netsysteem op de inbouwlocatie van de SPD aansluitschema CT1 CT2 TN-stelsel TT-stelsel alleen achter een aardlekschakelaar IT-stelsel met meegevoerde nulleider IT-stelsel zonder meegevoerde nulleider NA Tabel 4: Aansluitschema's en netsystemen Afb. 53: V-bedrading D P S c PHOENIX CONTACT 35

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden van de aansluitkabels en de aansluitklem- men van de SPD niet overschrijdt. Als deel van de elektrische installatie moeten de aansluiting en overstroombe- veiliging van overspanningsbeveiligings- modulen voldoen aan specifieke wette- lijke resp. normatieve eisen, die primair de bedrijfszekerheid van de installatie dienen te waarborgen. Daarnaast gelden er voor het correct functioneren van de overspanningsbeveiliging bepaalde voor- waarden met betrekking tot de aanslui- ting en afzekering. De eisen komen daarom voort uit verschillende delen van IEC 60364 voor de installatie van laagspanningsinstalla- ties. Enerzijds uit deel 5, hoofdstuk 53, paragraaf 534 [11] voor de keuze en installatie van overspanningsbeveiligings- modulen, anderzijds uit deel 4, hoofd- stuk 43 [12] voor beveiligingsmaatre- gelen tegen overstroom alsmede uit de productnorm voor overspanningsbeveili- gingsmodulen IEC 61643-11 [6]. Aansluitdoorsneden Worden deze eisen samengevat, dan ontstaan de volgende voorwaarden voor dimensionering van de aansluitkabels van SPD's (gebaseerd op PVC-geïsoleerde Cu-kabels): • Afhankelijk van de aansluiting van de actieve aders of de hoofd-PE-rail (HAR)/de aardleiding (PE(N)) alsmede het type SPD, komen de minimale doorsneden voor de aansluitkabels van SPD's in eerste instantie voort uit de eisen voor de installatie van over- spanningsbeveiligingsmodulen: – aansluitdoorsnede van de actie- ve aders voor SPD's van Type 1: min. 6 mm2 – aansluitdoorsnede van de actie- ve aders voor SPD's van Type 2: min. 2,5 mm2 – aansluitdoorsnede naar de hoofd-PE-rail resp. naar de aard- leiding voor SPD's van Type 1: min. 16 mm2 – aansluitdoorsnede naar de hoofd- voor SPD's van Type 2: min. 6 mm2 • Vanaf een bepaalde nominale waarde van de upstream geïnstalleerde over- stroombeveiliging komen de minimale doorsneden voort uit de eisen aan de kortsluitvastheid van de aansluitkabels • Vloeit er door de aansluitkabels van SPD's bedrijfsstroom, dan kan de con- tinue stroombelasting van de kabels vanaf een bepaalde stroomwaarde de minimale doorsnede aangeven Overstroombeveiliging Voor de uitvoering van de overstroom- beveiliging van SPD's dient in de eerste plaats de prioriteit te worden geregeld: • prioriteit van de installatievoeding: aftakkende bedrading met separate overstroombeveiliging F2 in de aftak- king • prioriteit van de overspanningsbeveili- ging van de installatie: V- of aftakken- de bedrading zonder separate over- stroombeveiliging F2 In de eerste situatie wordt door de separate overstroombeveiliging F2 gewaarborgd dat de SPD bij een uitval (bijvoorbeeld kortsluiting) de upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging F1 niet laat aanspreken en dat de voeding naar de te beveiligen bedrijfsmiddelen niet wordt onderbroken. In deze situatie zijn de bedrijfsmiddelen echter niet meer tegen nieuwe overspanningscondities beveiligd. In de tweede situatie zorgt de upstream geïnstalleerde overstroombe- veiliging F1 bij uitval van de SPD voor de overstroombeveiliging. Hierbij wordt uitval van de voeding geaccepteerd, zodat er in ieder geval geen schade ten gevolge van nieuwe overspanningen kan ontstaan. Bij het ontwerpen van een over- stroombeveiliging dienen diverse punten in acht te worden genomen: • Selectiviteit van de betreffende over- stroombeveiliging ten opzichte van upstream geïnstalleerde overstroom- beveiligingen. PE-rail resp. naar de aardleiding • De laatste overstroombeveiliging vóór 36 PHOENIX CONTACT de SPD mag de door de fabrikant gespecificeerde maximale nominale waarde van de SPD bij een upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging niet overschrijden. • De upstream geïnstalleerde over- stroombeveiliging dient in staat te zijn, de conform de bliksembeveili- gingsklasse vereiste amplituden van bliksem- en stootstromen te ver- werken. Vooral met betrekking tot energierijke bliksemstromen kunnen te klein gedimensioneerde zekeringen een gevaar vormen, omdat zij door de hoge energie die in korte tijd wordt opgenomen kunnen worden verwoest. Het aanhouden van de selectiviteit heeft daarbij de hoogste prioriteit. In de eenvoudige situatie dat beide in beschouwing genomen overstroombe- veiligingen gG-zekeringen zijn, geldt tot een nominale waarde van 1250 A, dat F2 × 1,6 ≤ F1 moet zijn. Gaat het bij een of beide overstroombeveiligingen om installatieautomaten of vermogensscha- kelaars, dan dienen de afschakelkarakte- ristieken met elkaar resp. met de zeke- ringskarakteristiek te worden vergeleken en eventueel op elkaar te worden afge- stemd, zodat de curven elkaar niet raken (Afb. 54 en 55). Bij kortsluitstromen dient de tijdsinterval voldoende groot te zijn om de downstream geïnstalleerde overstroombeveiliging te laten aanspre- ken en afschakelen. Hetzelfde geldt voor de situatie waar- in een installatieautomaat of vermogens- schakelaar als F1 de overstroombeveili- ging voor de SPD zonder separate over- stroombeveiliging F2 dient te realiseren. Dan dient de afschakelkarakteristiek van de schakelaar te worden vergeleken met de karakteristiek van de door de fabrikant voor de SPD gespecificeerde maximale overstroombeveiliging. Deze maximale waarde mag bij kortsluitstro- men niet worden overschreden.

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden reactie- tijd 1 h 10 min 1 min 10 s 1 s 100 ms 10 ms 1 ms 1 ms reactie- tijd 10 min 1 min 10 s 1 s 100 ms 10 ms 1 ms 1 k 10 k stroom (A) 100 k 100 1 k 10 k stroom (A) 100 k Afb. 54: Afschakelkarakteristiek van een vermogensschakelaar (F1) en een bijbehorende selectieve gG-zekering (F2) Afb. 55: Afschakelkarakteristiek van een vermogensschakelaar (F1) die geschikt is als upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging voor een SPD met maximale voorzekering van 315 A gG SPD's met geïntegreerde over- stroombeveiliging Een bijzonder eenvoudige oplossing voor de overstroombeveiliging van SPD's vor- men producten, die al zijn voorzien van de betreffende zekeringen, zoals bijvoor- beeld FLASHTRAB SEC HYBRID. 6.1.10 Safe Energy Control- technologie (SEC) Phoenix Contact biedt een ideaal op elkaar afgestemd SPD-productassor- timent aan, waarmee op eenvoudige wijze meertraps beveiligingsconcep- ten kunnen worden gerealiseerd: overspanningsbeveiligingsmodulen met de zogenaamde Safe Energy Con- trol-technologie (SEC) combineren maximale prestaties met een lange levensduur, zodat elektrische appara- ten altijd betrouwbaar zijn beveiligd en onderhoudskosten worden gereduceerd. De installatie van SPD's met SEC- technologie is eenvoudig en kosten- en ruimtebesparend. Tabel 5 geeft aan welke SPD-typen in welke productfamilie is opgenomen. FLASHTRAB SEC HYBRID Dankzij de geïntegreerde zekering zijn er geen externe zekerings- elementen meer nodig. Hierdoor kan op ruimte en kosten worden bespaard. De beschermende wer- king wordt verhoogd, omdat het via de zekering optredende span- ningsverschil al is opgenomen in het beveiligingsniveau van de SPD. De voor SPD's vereiste korte aan- sluitkabels kunnen eenvoudig wor- den gerealiseerd (Afb. 56). SPD-type productfamilie Type 1 FLASHTRAB SEC Type 2 VALVETRAB SEC Type 3 PLUGTRAB SEC Tabel 5: Productfamilies met Safe Energy Control-technologie PHOENIX CONTACT 37 Afb. 56: FLT-SEC-H-T1-1C-264/25-FM

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Probleemloze werking en een lange levensduur Een allesomvattend overspanningsbe- veiligingsconcept heeft een krachtige bliksemstroombeveiliging Type 1 nodig. De traditionele Type 1-vonkbruggen belasten de installatie met hoge netvolg- stromen, die tot een activering van de upstream geïnstalleerde overstroom- beveiliging kunnen leiden. De bliksem- stroomafleiders met SEC-technologie zijn de eerste met netvolgstroomvrije vonkbrugtechnologie. De complete installatie is gebaat bij het voorkomen van netvolgstromen. Dit betekent dat zowel de beveiligde equipment als de volledige voeding, inclusief de SPD slechts minimaal door het afleidproces wordt belast. Het niet laten aanspreken van upstream geïnstalleerde beveiligings- elementen garandeert een maximale beschikbaarheid van de installatie. Voorzekeringsvrije oplossing voor elke toepassing De krachtige bliksemstroomafleiders en overspanningsbeveiligingsmodulen met Safe Energy Control-technologie bieden voor alle gangbare toepassingen een oplossing zonder een separate afleider- voorzekering te gebruiken. Voor applica- ties waarin de beveiliging van de instal- latie de hoogste prioriteit heeft, kunnen SPD's van Type 1 en Type 2 met hoofd- zekeringswaarden tot 315 A gG zonder separate overstroombeveiliging worden toegepast. Voor andere toepassingen worden producten met geïntegreerde stootstroomvaste zekering aangeboden, zoals bijvoorbeeld FLASHTRAB SEC HYBRID. De SPD's van Type 3 uit de PLUGTRAB SEC-productfamilie kun- nen eveneens dankzij geïntegreerde stootstroomvaste zekeringen zonder enige vorm van voorzekering in aftakken- de bedrading worden toegepast. Compact en volledig steekbaar Met FLASHTRAB SEC PLUS 440 omvat het SEC-assortiment de meest compac- te Type 1-vonkbrug van deze nominale 38 PHOENIX CONTACT spanning; met de VALVETRAB SEC de smalste SPD van Type 2 en met de FLASHTRAB SEC T1+T2 de enige direct gecoördineerde combinatie van Type 1-vonkbrug en Type 2-varistor- afleider in een zeer kleine ruimte. Alle producten van het SEC-assortiment zijn steekbaar. Dit vormt een aanzienlijke vereenvoudiging bij onderhoudswerk- zaamheden. 6.1.11 Meertraps beveiligings- concepten Met de SPD's van het SEC-assortiment kunnen op zeer eenvoudige wijze meer- traps beveiligingsconcepten voor gang- bare installaties worden samengesteld. Parameters zoals maximale continue spanning, beveiligingsniveau en afleids- troom zijn optimaal op elkaar afgestemd. Industriële productie-installatie met extern bliksembeveiligings- systeem Daar waar de voedingskabels het gebouw binnenkomen, in de buurt van de laagspanningshoofdvoeding, wordt met behulp van een SPD van Type 1 uit de productfamilie FLASHTRAB SEC de beveiligingszone-overgang 0A 1 gerea- liseerd. Afhankelijk van het netsysteem, de keuze van het aansluitschema en het spanningsniveau van de voeding, zijn er verschillende typen en schakelvarian- ten van de SPD's leverbaar. Gaat het bijvoorbeeld om een 3-fase 230/400 V AC-TN-C-stelsel, dan is FLT-SEC-P-T1- 3C-350/25-FM de juiste keuze (Afb. 58). Als alternatief kan hier ook de aflei- dercombinatie FLASHTRAB SEC T1+T2 (Afb. 59) worden toegepast. Deze direct gecoördineerde combinatie van SPD Type 1 op vonkbrugbasis en een SPD van Type 2 op varistorbasis biedt een aantal voordelen bij toepassing direct in de hoofdverdeling. 11 12 PLUGTRAB T3 PLT-SEC T3-230-P T3 VALVETRAB VALVETRAB VALVETRAB VALVETRAB N/PE T2 T2 T2 VAL-SEC-T2 VAL-SEC N/PE-350-P T2-350-P VAL-SEC T2-350-P VAL-SEC T2-350-P T2 FLASHTRAB T1 FLT-SEC-P T1-350/25-P FLASHTRAB T1 T1 FLT-SEC-P FLT-SEC-P T1-350/25-P T1-350/25-P FLASHTRAB T1 FLT-SEC-P T1-350/25-P PEN PEN T1 Afb. 57: Meertraps beveiligingsconcept bijvoorbeeld bij een industriële productie-installatie

spanning aangestuurd eindapparaat is PLT-SEC-T3-230-FM dan de juiste keuze (Afb. 61). Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden In de verdere onderverdelingen voor de machinehal en kantoorruimten van de productie-installatie wordt de bevei- 2 gerealiseerd ligingszone-overgang 1 door een SPD van Type 2 uit de pro- ductfamilie VALVETRAB SEC. Een voeding als TN-C-stelsel, zoals verondersteld in dit voorbeeld, wordt doorgaans al in de hoofdverdeling naar een TN-S-stelsel omgezet zodat de rest van de installatie met gescheiden geleg- de nulleider en aardleiding kan worden gerealiseerd. Als SPD van Type 2 is VAL-SEC-T2-3S-350-FM dan de juiste keuze (Afb. 60). In de schakelkasten en op kantoor wordt direct vóór gevoelige eindapparaten door een SPD van Type 3 uit de productfamilie PLUGTRAB SEC de beveiligingszone-overgang 2 aliseerd. Voor een met 230 V nominale 3 gere- FLASHTRAB SEC De SPD's van Type 1 uit de FLASHTRAB SEC-familie maken allemaal gebruik van de netvolg- stroomvrije vonkbrugtechnologie. Ze garanderen daarmee maximale beschikbaarheid van de installatie, omdat upstream geïnstalleerde over- stroombeveiligingselementen tijdens het afleidproces niet aanspreken. FLASHTRAB SEC T1+T2 De unieke, op de markt verkrijgbare afleidercombinatie FLASHTRAB SEC T1+T2 beveiligt gevoelige apparaten optimaal door: • krachtige vonkbrug voor het aflei- den van directe bliksemstromen VALVETRAB SEC VALVETRAB SEC T2 valt naast de smalle bouwvorm – slechts 12 mm per pool – vooral op door de krach- tige, interne thermische beveiliging. De SPD kan daardoor zonder extra voorzekering tot 315 A gG worden Afb. 58: FLT-SEC-P-T1-3C-350/25-FM • varistorafleider voor het begrenzen van dynamische overspanningen • ideale verdeling van de energie over de beveiligingstrappen Afb. 59: FLT-SEC-T1+T2-3C-350/25-FM toegepast. Het is ook mogelijk om de beveiliging op de inbouwlocatie bij verwachte kortsluitstromen tot maxi- maal 50 kA toe te passen. Afb. 60: VAL-SEC-T2-3S-350-FM PLUGTRAB SEC PLUGTRAB SEC T3 beschikt over geïntegreerde stootstroomvrije zekeringen. Daarom kunnen deze beveiligingsmodulen zowel met wissel- stroom als met gelijkstroom functio- nerende eindapparaten beveiligen. De geïntegreerde overstroombeveiliging maakt een aansluiting met aftakkende bedrading mogelijk, zonder separa- te voorzekering – onafhankelijk van nominale stroom en beveiliging van het stroomcircuit. Afb. 61: PLT-SEC-T3-230-FM PHOENIX CONTACT 39

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.2 Beveiliging van gelijkstroomsystemen met lineaire spanningsbronnen De prestaties van verschillende gelijkstroominstallaties met lineaire bronkarakteristiek kunnen sterk afwij- ken. Een eenvoudige selectie van over- spanningsbeveiligingsmodulen zonder gedegen kennis van de betreffende instal- latie is daarom niet mogelijk. Dat geldt vooral voor installaties met begrensde of lage kortsluitstromen. Gelijkspanningsvoedingssystemen met lineaire bronkarakteristiek worden pri- mair toegepast voor: • verbruikers met lage gelijkstroom- spanning, bijvoorbeeld PLC's of tele- communicatiesystemen • mobiele verbruikers, bijvoorbeeld vorkheftrucks of boordsystemen • accuopslag bij UPS-systemen • computerruimten • railvoertuigen Specifieke stroombronnen van gelijkspan- ningsvoedingssystemen met lineaire bronkarakteristiek zijn daarbij: • gestabiliseerde en niet-gestabiliseerde gelijkrichters met of zonder afvlakking • gestabiliseerde netvoedingen • laadapparatuur • accusets Selectie van overspannings- beveiligingsmodulen Het kiezen van SPD's voor gelijkstroom- installaties is doorgaans aanzienlijk com- plexer dan voor wisselstroominstallaties. Bij wisselstroominstallaties is er vaak maar één stroombron aanwezig, maar bij gelijkstroominstallaties vaak meerdere stroombronnen met verschillende pres- taties. Dat geldt vooral bij accu-aange- dreven gelijkstroominstallaties. In de meeste wisselstroominstallaties is de minimale kortsluitstroom hoog genoeg om upstream geïnstalleerde overstroombeveiligingen in slechts enke- le milliseconden te laten aanspreken. Bij gelijkstroominstallaties met begrensde of lage kortsluitstromen is het echter van groot belang ook de minimale verwachte kortsluitstroom op de inbouwlocatie van de SPD te kennen, om aan principiële veiligheidseisen te kunnen voldoen. Belangrijke configuratiecriteria bij het kiezen van SPD's en bijbehorende over- stroombeveiligingen bij gelijkstroomin- stallaties zijn: • nominale spanning van de gelijkstroombron (n) • aantal, type en prestaties van de gelijkspanningsstroombron (n) • maximale en minimale verwachte kortsluitstroom op de inbouwlocatie van de SPD Beveiligingsschakelingen voor geaarde en niet-geaarde gelijkstroomsystemen Geprefereerde schakelingen voor SPD's in gelijkstroomsystemen zijn gebaseerd op het aansluitschema CT1 (zie Afb. 50) en zijn 1- of 2-polig uitgevoerd. Een 2+0-schakeling is ook noodza- kelijk voor geaarde TN-stelsels, indien de installatieplaats van de SPD's zich op grotere afstand van het aardingspunt van het systeem bevindt (Afb. 64). F1 L+ L- PE F2 D P S F1 F1 F2 F2 D P S D P S L+ L- PE F1 L+ L- PE F2 F2 D P S D P S Afb. 62: 1+0-schakeling voor geaarde TN-stelsels op het aardingspunt Afb. 63: 2+0-schakeling voor IT-stelsels Afb. 64: 2+0-schakeling voor geaarde TN-stelsels in op grotere afstand van het aardingspunt 40 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.3 Beveiliging van fotovoltaïsche installaties Het toenemende aantal en de gevari- eerdheid in uitvoering van fotovolta- ische installaties stelt nieuwe eisen aan de veiligheid en betrouwbaarheid. Dat geldt voor alle fotovoltaïsche installaties, zoals dakinstallaties op gezinswoningen, eilandsystemen of vrij geplaatste instal- laties. Fotovoltaïsche installaties zijn door hun open ligging meestal blootgesteld aan zware weersomstandigheden, zoals onweer. Om te zorgen dat installaties gedurende lange tijd veilig en winstge- vend kunnen functioneren, is het aan te raden een bliksem- en overspanningsbe- veiliging te installeren. Dankzij specifieke normen en installatierichtlijnen is het mogelijk de fotovoltaïsche installatie optimaal te ontwerpen en te installeren. IEC 61643-31 – Eisen en tests voor overspanningsbeveiligingsmodulen in fotovoltaïsche installaties Dankzij de productnorm IEC 61643-31 [8] kunnen bliksem- en overspanningsbeveiligingsmodulen con- form hun prestaties worden gekwalifi- ceerd. Hierdoor kunnen de kwaliteit en veiligheid van deze producten worden gewaarborgd. De norm beschrijft test- procedures voor SPD's die bestemd zijn voor toepassing in fotovoltaïsche installaties en houdt daarbij rekening met de specifieke DC-spanningen en de eigenschappen daarvan. Er worden bij- voorbeeld speciale tests uitgevoerd die het specifieke gedrag van fotovoltaïsche installaties nabootsen. Want de panelen van een fotovoltaïsche generator leveren onder vrijwel alle bedrijfsomstandighe- den een nagenoeg constante stroom, die tevens dicht bij de kortsluitstroom van de installatie ligt. Installatierichtlijn CLC/TS 50539-12 Behalve de productnorm is ook de installatierichtlijn CLC/TS 50539-12 [13] van kracht. Deze richtlijn levert belang- rijke aanwijzingen voor de installatie van fotovoltaïsche installaties in het veld. Daarbij maakt de richtlijn onderscheid tussen vrij geplaatste installaties en inge- bouwde installaties (dakinstallaties). Ook wordt er onderscheid gemaakt tussen spanningsschakelende en -begrenzende componenten. Daarbij wordt tevens rekening gehouden met de combinatie van spanningsschakelende en -begrenzende componenten in serie- en parallelschakelingen. Tabel 6 geeft de ver- eiste waarden voor het afleidvermogen van spanningsbegrenzende en gecombi- neerde SPD's die in serie in constructies zijn geïnstalleerd. Spanningsbegrenzende componenten resp. gecombineerde SPD's kunnen daar- bij bijvoorbeeld varistoren resp. varisto- ren en in serie geschakelde gasgevulde overspanningsafleiders zijn (Afb. 65). MOV in serie geschakelde MOV + GDT Afb. 65: Voorbeelden van spanningsbegrenzende componenten resp. gecombineerde SPD's in serieschakeling LPL I of onbekend II III of IV maximale stroom (10/350) 200 kA 150 kA 100 kA aantal externe aftakkingen 2 ≥ 4 per beveiligingscircuit Itotaal per beveiligingscircuit Itotaal I8/20 I10/350 I8/20 17 kA 10 kA 34 kA 12,5 kA 7,5 kA 25 kA 8,5 kA 5 kA 17 kA I10/350 20 kA 15 kA 10 kA I8/20 10 kA I10/350 5 kA I8/20 20 kA I10/350 10 kA 7,5 kA 3,75 kA 15 kA 7,5 kA 5 kA 2,5 kA 10 kA 5 kA Tabel 6: Waarden voor I10/350 en I8/20 voor spanningsbegrenzende en gecombineerde SPD's (spanningsschakelende en -begrenzende componenten in serieschakeling) PHOENIX CONTACT 41

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden LPL maximale stroom (10/350) per beveiligingscircuit I of onbekend 200 kA II III of IV 150 kA 100 kA I10/350 25 kA 18,5 kA 12,5 kA aantal externe aftakkingen 2 ≥24 Itotaal 50 kA 37,5 kA 25 kA per beveiligingscircuit I10/350 12,5 kA 9 kA 6,25 kA Itotaal 25 kA 18 kA 12,5 kA Tabel 7: Waarden voor I10/350 en I8/20 voor spanningsschakelende en gecombineerde SPD's (spanningsschakelende en -begrenzende componenten in parallelschakeling) Worden spanningsschakelende SPD's of componenten parallel aan de spannings- begrenzende toegepast, dan ontstaat er een zeer uiteenlopende opsplitsing van de stootstroom. Daarom dienen hier andere waarden te worden gebruikt (zie Tabel 7). Spanningsbegrenzende componenten resp. gecombineerde SPD's kunnen daar- bij bijvoorbeeld varistoren resp. varisto- ren en parallel geschakelde gasgevulde overspanningsafleiders zijn (Afb. 66). parallel geschakelde MOV's parallel geschakelde MOV + GDT Afb. 66: Voorbeelden van spanningsbegrenzende componenten resp. gecombineerde SPD's in parallelschakeling +/- +/- Voordelen van de Y-schakeling den onderbroken. Naast een snellere reactietijd bij overspanningen bieden spanningsbegrenzende componenten het voordeel van een lager beveiliging- sniveau vergeleken met spanningsscha- kelende componenten. Phoenix Contact levert alle over- spanningsbeveiligingsmodulen voor fotovoltaïsche applicaties op basis van in serie geschakelde spanningsbegren- zende componenten. De schakeling bestaat uit drie varistoren in zoge- naamde Y-schakeling. Bij een storing, zoals bijvoorbeeld kortsluiting van een varistor, wordt door een tweede, in serie geschakelde varistor gegaran- deerd dat de stroom veilig kan wor- PE Afb. 67: Y-schakeling met drie varistoren 42 PHOENIX CONTACT

de stringbox en aan de wisselstroomzijde vóór de omvormer een SPD van Type 2 te worden geïnstalleerd. Indien de kabels tussen de fotovoltaïsch panelen en de omvormer aan de gelijkspanningszijde en aan de AC-zijde tussen de omvormer en het potentiaalvereffeningspunt langer zijn dan 10 meter, dan is een SPD van Type 1 noodzakelijk. Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Selecteren van beveiligingsmodulen Om te bepalen wat een geschikt blik- sem- en overspanningsbeveiligingsmoduul is, is de volgende informatie noodzake- lijk: • de toe te passen bliksembeveiligings- klasse • het aantal externe aftakkingen bij het gebouw De meeste fotovoltaïsche installaties zijn rekening houdend met bliksembeveili- gingsklasse III resp. IV uitgevoerd. Indien de risicoanalyse van de te beoordelen fotovoltaïsche installatie een hogere bliksembeveiligingsklasse heeft, dan dient er te worden gekozen voor bliksem- en overspanningsbeveiligingsmodulen met een hoger afleidvermogen. De ervaring leert dat de meeste nieuwe gebouwen, of bestaande gebouwen die meer dan 10 meter breed zijn, met ten minste vier afgaande bliksemgeleiders zijn uit- gevoerd. Tabel 6 en Tabel 7 geven over- eenkomende waarden voor de minimale eisen waaraan aan bliksem- en over- spanningsbeveiligingsmodulen dienen te voldoen. Voor vrij geplaatste installaties is Tabel 8 van toepassing, waarin rekening wordt gehouden met bliksembeveiligings- klasse III en IV. Ook in deze tabel wordt onderscheid gemaakt tussen spannings- schakelende en -begrenzende componen- ten in serie- en parallelschakeling. Verder beschrijft CLC/TS 50539-12 de installatie van SPD's in relatie tot de kabellengten tussen de te beveiligen apparaten en het potentiaalvereffenings- punt. Afhankelijk van het feit of er wel of geen extern bliksembeveiligingssysteem aanwezig is, dienen aan de wisselspan- ningszijde de benodigde beveiligingscom- ponenten te worden geselecteerd. Heeft het gebouw of de vrij geplaatste instal- latie geen extern bliksembeveiligingssys- teem, dan dient de omvormer of string- box met een SPD van Type 2 te worden beveiligd. Zodra de kabels tussen de fotovoltaïsche panelen en de omvormer aan de gelijkspanningszijde langer zijn dan 10 meter, kunnen ingekoppelde overspanningen door oscillatie-effecten tot overschrijding van de isolatievastheid van het fotovoltaïsch paneel en dus tot beschadiging ervan leiden. Daarom is het in deze situatie aan te raden een aan- vullende SPD van Type 2 direct op het paneel te plaatsen. Is er wel een bliksem- beveiligingssysteem aanwezig, dan dient op de plaats waar de kabels het gebouw binnenkomen een SPD van Type 1, of in SPD's, aangesloten op de DC-zijde Iimp in kA (10/350), In in kA (8/20) LPL maximale stroom (10/350) begrenzende of gecombineerde SPD's (spanningsschakelende en -begrenzende componenten in serieschakeling) schakelende en gecombineerde SPD's (spanningsschakelende en -begrenzende componenten in parallelschakeling) I10/350 I8/20 I10/350 per beveiligings- Itotaal circuit per beveili- gingscircuit Itotaal per beveiligingscircuit Itotaal III of IV 150 kA 5 kA 10 kA 15 kA 30 kA 10 kA 20 kA Tabel 8: Waarden voor I10/350 en I8/20 voor SPD's ter beveiliging van een vrij geplaatste fotovoltaïsche centrale met meervoudige aarding en vertakt aardingssysteem PHOENIX CONTACT 43

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Gebouweninstallatie Overal ter wereld worden talrijke foto- voltaïsche systemen, waaronder een groot aantal dakinstallaties, geïnstalleerd (Afb. 68). Bij de dakinstallatie gaat het vaak om een integratie in het bestaande elektrische systeem van een gebouw. Daarbij dient aan de volgende eisen te worden voldaan: • Kabels van de fotovoltaïsche instal- latie niet parallel aan of in de buurt van bliksemafleiders van het externe bliksembeveiligingssysteem leggen. • Voorkomen van blikseminslagen via de aardleiding vanwege een galvani- sche verbinding, indien de bliksem- en overspanningsbeveiligingsmodulen vóór de te beveiligen apparaten wor- den geïnstalleerd. • Scheidingsafstanden tussen paneel- frames en externe bliksemafleider aanhouden. Verbind de paneelframes met het separate aardpotentiaal. Bij de installatie is het van belang het bestaande systeem niet uit evenwicht te brengen en voldoende tegen externe invloeden te beschermen. Daarbij gaat het om de totale installatie van paneel tot aan de omvormer aan de DC-zij- de, en natuurlijk van de omvormer tot aan de huisaansluiting aan de AC-zijde. Om een bliksem- en overspannings- beveiliging mogelijk te maken, worden fotovoltaïsche installaties verbonden met de potentiaalvereffeningsrail in de hoofdverdeling. Het gevolg hiervan is dat bliksemontladingen in de niet-beveiligde zijde van het totale systeem via de DC- en AC-zijde kunnen inkoppelen. Daarom is het belangrijk de totale installatie in ogenschouw te nemen en apparaten die gevaar lopen te beveiligen. Ook voor data- en communicatiesystemen is een allesomvattende beveiliging belangrijk. Hiermee dient tijdens de planning al rekening te worden gehouden. Want ook hier kunnen gemakkelijk overspan- ningen inkoppelen en schade toebrengen aan de omvormer of analyser. Vrij geplaatste installaties Grote vrij geplaatste installaties (Afb. 69) zijn tegenwoordig gewilde beleggingsob- jecten. Om de systeemkosten te verla- gen, zijn een verhoging van de installa- tiebeschikbaarheid en het minimaliseren van uitvalquota van belang. Daarvoor dienen alle componenten zorgvuldig te worden geselecteerd en vakkundig te worden geïnstalleerd. Zo kunnen er overspanningsbeveili- gingssystemen worden ingebouwd die overeenkomstig de geldige productnorm IEC 61643-31 [8] voor SPD's voor de toepassing in fotovoltaïsche installaties zijn ontwikkeld. Voor de meeste configuraties is het voldoende een SPD van Type 2 direct bij de gelijkstroomingang van de omvor- mer te installeren. Voor een effectieve beveiliging dienen behalve de gelijk- en wisselspanningszijde ook de data- en communicatiekabels van de omvormer te worden beveiligd. Beveiligingsmodulen voor elk type installatie Ongeacht of het om dakinstallaties op gezinswoningen, om eilandsyste- men of om vrij geplaatste installaties gaat – voor de veilige werking van een fotovoltaïsche installatie dient al tijdens de planning een bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept te worden opgesteld. Voor elk toepas- singsbereik biedt Phoenix Contact krachtige SPD's aan. Afb. 68: Dakinstallatie op een gezinswoning 44 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Afb. 69: Vrij geplaatste installatie met extern bliksembeveiligingssysteem Nieuwe ontwikkelingen voor systeemspanningen tot 1500 V DC In een tijd waarin de subsidies voor zonnepanelen drastisch worden geredu- ceerd, is het noodzakelijk de systeem- kosten dienovereenkomstig te minima- liseren om acceptabele rendementen te kunnen behalen. Door een spanningsver- hoging tot wel 1500 V DC is dit door- gaans mogelijk. Vanwege de daarmee geassocieerde lage stringstromen bete- kent dit in de praktijk dat klanten kabels met een geringe doorsnede kunnen toe- passen waardoor de bekabelingskosten worden gereduceerd. Samengevat kun- nen de Balance-of-System-kosten (BOS) dus worden gereduceerd door minder stringboxen en lagere bekabelingskosten. Ook fabrikanten van omvormers profi- teren daarvan. Met een systeemspanning van 1500 V kan het vermogen van de omvormer met 20 % worden verhoogd. VALVETRAB-MB-...-DC-PV Om deze trend te volgen, werden de nieuwe overspanningsbeveiligingsmo- dulen uit de VAL-MB-productfamilie ontwikkeld voor spanningen tot 1500 V DC en met een totaal afleid- vermogen ITotaal (10/350 μs) van 12,5 kA. Daarnaast voldoet de pro- ductfamilie volledig aan de eisen van de productnorm en de installatiericht- lijn voor de bliksembeveiligingsklassen III en IV. Dat maakt de fotovoltaïsche installatie voordeliger en efficiënter. Dit is echter alleen mogelijk wanneer alle componen- ten geschikt zijn voor deze spanningen. Afb. 70: VAL-MB-T2 1500DC-PV/2+V-FM PHOENIX CONTACT 45

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.4 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de M&R-techniek In de M&R-techniek speelt de storingvrije overdracht van signalen een centrale rol. De storingvrije werking van de gebou- wenbesturingstechniek, de productie- of procestechniek vereist noodzakelijkerwijs een hoge mate van beschikbaarheid van de overgedragen signalen. Deze worden echter blootgesteld aan een toenemend elektrisch actieve omgeving. Dit geldt vooral voor de zwakke meetwaarden die van sensoren afkomstig zijn. Gaat het bij meetwaarden om lage spanningen of stromen die beveiligd moeten worden overgedragen alsmede met zorg moeten worden verwerkt en geanalyseerd, dan nemen de elektromagnetische en hoog- frequente storingen waaraan de waarden zijn blootgesteld toe. Oorzaken daarvan zijn: • Een toenemend aantal elektrisch aangedreven componenten in alle ver- mogensklassen, vooral via frequentie- omvormers aangedreven motoren en andere actoren. • Een toenemende miniaturisering en pakkingsdichtheid van apparaatcompo- nenten. • Een groeiend aantal draadloze com- municatie- en besturingssystemen. • Digitale systemen die met steeds hogere overdrachtsfrequenties wer- ken. Onvoldoende aandacht voor deze sto- ringen, ontoereikende foutaanpassingen of andere tekortkomingen bij de planning ondermijnen de foutloze signaalover- dracht. Ook overspanningen, bijvoorbeeld als gevolg van blikseminslagen, kunnen de werking en de beschikbaarheid van elek- tronische componenten in de M&R-tech- niek beïnvloeden. Overspanningsgerela- teerde beschadiging van systemen in de M&R-techniek kan de toepassing van op maat gesneden overspanningsbeveiligings- modulen effectief belemmeren. Afhankelijk van het potentiële gevaar en de eisen die aan het beveiligingsniveau 46 PHOENIX CONTACT LPZ 1 LPZ 2 LPZ 3 D1 D P S C2 D P S C1 D P S Afb. 71: Bliksembeveiligingszones en classificatie van beveiligingsmodulen voor M&R en IT-installaties volgens IEC 61643 22 [7] worden gesteld, worden overspannings- beveiligingsmodulen met gecombineerde beveiligingsschakelingen of met afzon- derlijke componenten toegepast. Deze worden direct voor de te beveiligen sig- naalingangen geïnstalleerd. De schakelin- gen van de toe te passen overspannings- beveiligingsmodulen zijn afgestemd op de diverse signaalsoorten. Indeling van de norm De eisen en toewijzing aan de beveili- gingszones worden gedetailleerd beschre- ven in de normen IEC 61643-21 [7] en IEC 61643-22 [16]. De prestaties van beveiligingscomponenten voor de M&R-techniek wordt beschreven door de IEC-categorieën D1, C2 en C1. (Afb. 71) Tabel 9 illustreert de correlatie tussen de overgangszones van bliksembeveiliging en de IEC-categorie van M&R-beveili- gingsmodulen in vergelijking met voe- dingsbeveiligingsmodulen. Anders dan bij de installatie van SPD's voor voedingssystemen, hoeft een overspanningsbeveiligingsmoduul bij M&R-signalen niet per definitie op de zone-overgang te worden geïnstalleerd (zie IEC 61643-22). Om de installa- tiekosten laag te houden, worden de signaalkabels uit het veld in de praktijk doorgaans niet bij elke zone-overgang gesplitst. In één M&R-overspanningsbe- veiligingsmoduul zijn meestal meerdere beveiligingstrappen gecombineerd. Dit beveiligingsmoduul kan praktijkgericht vóór het te beveiligen apparaat (bijv. stuuringang) worden geïnstalleerd. zone-overgang 0A 1 1 2 2 3 SPD-type overeenkomstig IEC-61643-21 SPD-type overeenkomstig IEC-61643-11 D1 C2 C3 1 2 3 Tabel 9: Overgangszones bliksembeveiliging en bijbehorende SPD-typen

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Selecteren van overspannings- beveiligingsmodulen De keuze van overspanningsbeveiligings- modulen voor de M&R-techniek hangt van meerdere factoren af. Het beno- digde product wordt in eerste instantie bepaald door het soort signaalcircuit dat beveiligd moet worden. Specifieke vormen van signaaloverdracht zijn: • binaire signalen • analoge stroomlussen • temperatuurmetingen (twee-, drie- en vierdraadsmeting) • meerpolige binaire signalen Extra selectiecriteria zijn: • signaalspanning van het over te dragen signaal • stootspanningsvastheid van de te beveiligen interface van het eindappa- raat • overdrachtsfrequentie van het signaal 6.4.1 Werking van de schakelingen Basisschakelingen In de M&R-techniek komen veel ver- schillende toepassingen en signaalvormen voor. Daarom zijn er verschillende, spe- ciaal op de applicatie afgestemde beveili- gingsschakelingen beschikbaar. In de eer- ste plaats wordt onderscheid gemaakt tussen signaalvormen die als zelfstandig gesloten circuit (loop) zijn uitgevoerd en signalen met een gemeenschappelijk refe- rentiepotentiaal resp. een gemeenschap- pelijke retourkabel. De zelfstandig gesloten circuits (loops) zijn vanwege de storingvrijheid vaak gescheiden van het aardpoten- tiaal uitgevoerd. Een vaak voorkomende toepassing van deze vorm is de 4 ... 20 mA-stroomlus voor de overdracht van meetsignalen. Om de isolatie in de applicatie ook verder te waarborgen, worden de overspanningsbeveiligingsmodulen over- eenkomstig ontworpen. Gasgevulde overspanningsafleiders (gas discharge tube, GDT) beschikken over een over- eenkomend isolatiegedrag. Ze waarbor- gen tijdens bedrijf de isolatie tussen de signaaladers en het aardpotentiaal. Is er een overspanning aanwezig, dan leidt de GDT deze effectief naar aarde af en zorgt daarnaast voor een begrenzing van de spanning zodat de isolatievastheid van het eindapparaat niet wordt overschre- den. Een specifieke isolatievastheid van de eindapparaten ligt rond 1,5 kV. Naast de beveiliging van de isolatievastheid is bij een M&R-overspanningsbeveiliging de beveiliging tussen de signaaladers en daarmee de spanningsvastheid van groot belang. De eindapparaten zijn vaak aan- zienlijk gevoeliger voor deze vorm van potentiaalverschillen, omdat deze direct betrekking hebben op de halfgeleider- componenten van de eindapparaten. De spanningsvastheid van de betrokken apparaten is vaak minder dan 100 V. De betreffende beveiligingstrap in het overspanningsbeveiligingsmoduul biedt daarom een snel aansprekende suppres- sordiode (Transient Voltage Supressor- diode, TVS-diode) die een overeenkom- stig goed beveiligingsniveau realiseert. De bijzondere werking van de beveili- gingsschakeling met ontkoppelingsweer- standen wordt gedetailleerd hieronder beschreven. In situaties waarin ontkoppelingsweer- standen in lengterichting van het circuit storend zijn, is de schakelvariant zonder ontkoppeling zinvol. Dit kan bij Overspanningsbeveiliging voor alle signaalsoorten Het aantal verschillende sig- naalsoorten, veldbussen en interfaces vraagt om een op maat gesneden product en een omvangrijk productassortiment. De keuzematrix STOP-IT (Selection Tool of Protection for Information Technology) biedt ondersteuning bij de keuze van de juiste overspan- ningsbeveiliging. De keuzematrix is online beschikbaar op de website van Phoenix Contact. signaal aarde signaal aarde Afb. 72: Basisschakeling voor geïsoleerde signaalcircuits Afb. 73: Basisschakeling voor geïsoleerde signaalcircuits (zonder koppelingsweerstanden) PHOENIX CONTACT 47

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden PT-100-2draads-meetlussen het geval zijn, waar de weerstanden het meetresultaat kunnen beïnvloeden. Ook bij actorscha- kelingen met hogere nominale stromen wordt dit type beveiligingsschakeling toegepast. Toepassingen met gemeenschappelijk referentiepotentiaal vereisen een andere beveiligingsschakeling, omdat de gevoe- lige halfgeleidercomponenten van de eindapparaten ook door transiënte over- spanning tussen de signaaladers en het referentiepotentiaal beschadigd kunnen raken. Daarom zijn er in deze situatie TVS-dioden tussen elke ader en het refe- rentiepotentiaal geschakeld. In situaties waarin het referentiepotentiaal is geaard, kan het overspanningsbeveiligingsmoduul, zoals weergegeven in Afb. 74, worden gebruikt. In veel situaties is een directe verbinding tussen het gemeenschappe- lijke referentiepotentiaal (bijv. massa) en het aardpotentiaal niet toelaatbaar of ongewenst. Om de isolatie van het systeem toch tegen het aardpotentiaal te kunnen beveiligen, zijn schakelvarianten met extra, gasgevulde overspanningsaflei- ders zinvol (Afb. 75). Werking van de koppelelementen Koppelelementen verhogen het pres- tatievermogen van de beveiligingsscha- keling indien er een bijzonder grote impuls tussen de signaaladers moet worden begrensd. Een overspanning onbeveiligd ΔU beveiligd transiënte overspanning ontkoppelingsweerstand UG US gasafleider ΔU suppressordiode veld ontkoppelingsweerstand ontsteekspanning UG = 2 x ΔU + US naar het te beveiligen apparaat Afb. 76: Tweetraps beveiligingsschakeling die vanuit de richting van de veldzijde komt, bevindt zich aan de niet-beveilig- de zijde van het overspanningsbeveili- gingsmoduul (Afb. 76). Vanwege de lage aanspreekspanning wordt de suppres- sordiode eerst laagohmig. Er ontstaat een potentiaalvereffeningsstroom door de koppelweerstanden en de diode. Door de spanningsval over de diode en de weerstanden ontstaat een spanning die de hoogte van de ontsteekspanning van de gasgevulde overspanningsaflei- der bereikt. Zodra ook deze laagohmig wordt, neemt de afleider de overspan- ning over. De schakeling is zodanig ontworpen dat de gasgevulde overspanningsaflei- der volledig is geactiveerd, voordat de diode de vermogensgrens bereikt. Zodra er geen transiënte overspanning meer aanwezig is, dooft de kortsluitstroom, omdat de boogbrandspanning van de gasgevulde overspanningsafleider hoger is dan de bedrijfsspanning van de toepas- sing. De producten zijn zodanig ontworpen dat niet slechts afzonderlijke transiënten, maar een groot aantal overspannings- condities kunnen worden beheerst. De test- en onderhoudsintervallen kunnen dienovereenkomstig op de installaties worden afgestemd. Afhankelijk van de risico-analyse worden de SPD's in de praktijk eens in de één tot vier jaar getest. signaal 1 signaal 2 aarde signaal 1 signaal 2 referentie aarde Afb. 74: Basisschakeling voor toepassingen met gemeenschappelijk referentiepotentiaal, direct geaard Afb. 75: Basisschakeling voor toepassingen met gemeenschappelijk referentiepotentiaal, indirect geaard 48 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.4.2 Functiebewaking beveiliging Een bijzonder comfortabele oplossing is het beveiligingssysteem PLUGTRAB PT-IQ (Afb. 77). Met behulp van een intelligent monitoring-systeem bewaken de SPD's zichzelf. Ze melden de betref- fende functiestatus. Op de beveiligings- steker worden daarvoor led-indicaties in groen, geel en rood weergegeven. Geel geeft aan dat het beveiligingsmoduul de vermogensgrens (end of life) nadert. Geel betekent dat de beveiligingsfunc- tie nog volledig is gewaarborgd. Deze vroegtijdige waarschuwing maakt het mogelijk modulen op tijd te vervangen. Vervanging wordt aangeraden en is op zijn laatst noodzakelijk bij een rode indi- catie. Een steekbare signaal- en voedingsbus in de montagerail houdt het verloop van de status bij, waardoor de bedra- dingswerkzaamheden kunnen worden geminimaliseerd. Daarnaast ontvangen de beveiligingsmodulen voedingsspanning en melden ze hun status aan de centrale controller aan het begin van de serie beveiligingsmodulen. Hier wordt het signaal ook optisch weergegeven en via een potentiaalvrij contact als afstandssig- naal ter beschikking gesteld. Met behulp van dit potentiaalvrije contact kan de status van de SPD via de diverse over- drachtsmedia (bus- of draadloze syste- men) worden doorgegeven. PLUGTRAB PT-IQ Met dit systeem is de gebruiker op de hoogte van de status van de installatie, ongeacht waar hij of zij zich bevindt. De modulen zijn leverbaar met schroefklemmen of met push-in-aansluiting. Een andere variant is geschikt voor de toepas- sing in Ex-i-stroomcircuits. Afb. 77: Beveiligingssysteem PT-IQ met functiestatusweergave Afb. 78: Ingekoppelde overspanningen in de signaalleidingen van een zuiveringsinstallatie PHOENIX CONTACT 49

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.4.3 Beveiliging in het veld en in de centrale Transiënte overspanningen in signaallei- dingen ontstaan in de meeste situaties door indirecte inkoppelingen. Installaties die bijzonder kwetsbaar zijn, zijn groot- schalige installaties waarbij een groot aantal kabels in het vrije veld (LPZ 0) is gelegd (wijdvertakt) (Afb. 78). Er dient rekening mee te worden gehouden dat de kwetsbaarheid aan beide uiteinden van de kabels aanwezig is. Daarom wordt aangeraden om de overspanningsbeveiliging zowel in het veld als in de centrale te implementeren (Afb. 79). Huidige vereisten De overspanningsbeveiligingsproducten die op een DIN-rail worden gemon- teerd zijn volgens de huidige stand der techniek voorzien van een geïntegreerd, galvanisch geleidend voetcontact dat is ontworpen voor het afleiden van transiënten naar aarde. Hierdoor kan aansluiting op de potentiaalvereffening via de montagerail naar aarde plaatsvin- den. Voor de installatie in het veld zijn bijzondere bouwvormen leverbaar, die direct op de schroefdraad van meetwaar- deomvormers of actoren kunnen worden aangebracht. De beveiligingsschakelingen zijn ondergebracht in een stabiele meta- len behuizing en beschikken over een IP-beschermklasse die directe toepassing in het veld mogelijk maakt. Het afleiden naar aarde vindt in deze situatie plaats via de lokale potentiaalvereffeningsaan- sluiting van het veldapparaat. 6.4.4 Overspanningsbeveiliging in Ex-omgevingen In de chemische en petrochemische industrie kunnen als gevolg van de aard van de processen steeds opnieuw explosiegevaarlijke atmosferen ontstaan. Dit kan bijvoorbeeld door vrijkomende gassen, dampen of nevels. Maar ook in molens, silo's, suiker- en voedings- 50 PHOENIX CONTACT veld D P S centrale D P S Afb. 79: Overspanningsbeveiliging in het veld en in de centrale middelenfabrieken dient rekening te worden gehouden met het ontstaan van explosiegevaarlijke atmosferen als gevolg van stofontwikkeling. Daarom zijn op elektrische apparaten in explosiegevaar- lijke omgevingen speciale richtlijnen van toepassing. Dit geldt ook voor overspan- ningsbeveiligingsmodulen die in dergelijke applicaties worden toegepast. Vaak worden in de installaties signaal- circuits aangetroffen met beschermklasse Ex i, intrinsieke veiligheid volgens IEC/ EN 60079-11. Een stroomcircuit wordt als intrinsiekveilig beschouwd, wan- neer stroom en spanning zodanig zijn begrensd dat een vonk of thermisch effect geen ontsteking van een explosie- gevaarlijke atmosfeer kan bewerkstelli- gen. Het onderhoud van intrinsiekveilige stroomcircuits is zonder speciale vergun- ning (bijv. brandweeropleiding) mogelijk. De kabels van intrinsiekveilige stroom- circuits kunnen worden kortgesloten of onderbroken, zonder dat de installatie spanningsvrij hoeft te worden gescha- keld. Daarnaast mogen bedrijfsmiddelen afhankelijk van het beveiligingsniveau tot in Ex-zone 0 worden geïnstalleerd. Die- nen overspanningsbeveiligingsmodulen in dergelijke installaties te worden geïnstal- leerd, dan moet rekening worden gehou- den met de betreffende toelating. Zone 0 Omgeving waarin de gevaarlijke explo- sieve gasvorming voortdurend, langdurig of frequent aanwezig is. Deze omstan- digheden doen zich meestal voor in het inwendige van reservoirs, pijpleidingen, apparatuur en tanks. Gecertificeerde beveiligings- modulen voor explosiegevaar- lijke omgevingen Met de productfamilies PLUG- TRAB, TERMITRAB en SURGE- TRAB biedt Phoenix Contact oplossingen, die een ATEX-toela- ting volgens de richtlijn 94/9/EG hebben en die in intrinsiekveilige circuits tot in zone 1 kunnen wor- den geïnstalleerd. Afb. 80: Overspanningsbeveiliging voor directe montage op veldapparaten, SURGETRAB

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden Zone 1 Een omgeving waarin onder normale omstandigheden van tijd tot tijd explo- sieve gasvorming kan ontstaan. Hiertoe behoren onder andere de nabije omge- ving van zone 0 alsmede de nabije omge- ving van vul- en aftapinstallaties. Zone 2 In deze omgeving hoeft onder normale omstandigheden geen rekening te wor- den gehouden met explosieve gasvor- ming. Mocht dit toch plaatsvinden, dan zal dit slechts kortstondig zijn. Tot zone 2 behoren opslagruimten die uit- sluitend voor opslag worden gebruikt, de omgeving van demonteerbare verbin- dingen van pijpleidingen en meestal de nabije omgeving van zone 1. 6.4.5 Bliksembeveiligings- potentiaalvereffening voor pijpleidingen Een lange levensduur is essentieel voor de economische exploitatie van pijplei- dingen. Voor de bescherming tegen roest worden actieve corrosiebeschermings- systemen toegepast. Voor de werking hiervan dienen de metalen pijpen ten opzichte van het aardpotentiaal te wor- den geïsoleerd. Om de isolatie van de pijpen (coating) en de isolatieflenzen tegen zone 2 zone 1 zone 0 Afb. 81: Zone-indeling, bijvoorbeeld van een vloeistofreservoir met niveausensor beschadiging als gevolg van overspannin- gen te beschermen, worden er isoleren- de vonkbruggen toegepast (Afb. 83). Bij een optredende overspanning, die bij- voorbeeld als gevolg van een bliksemin- slag kan optreden, wordt de isolerende vonkbrug laagohmig. De bliksemstroom wordt langs een gedefinieerde weg naar aarde afgeleid. Hierdoor is de bliksem- beveiligingspotentiaalvereffening gewaar- borgd. Afb. 82: Specifiek toepassingsveld: gascompressorstation Afb. 83: Installatievoorbeeld van een geïsoleerde flens PHOENIX CONTACT 51

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.5 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de informatietechniek In alle takken van ondernemingen behoort communicatie via datanetwer- ken tot de dagelijkse praktijk. De gevoelige interfaces werken met lage signaalniveaus bij hoge frequenties. Daardoor zijn ze bijzonder gevoelig voor overspanningen, wat tot verwoesting van elektronische componenten van IT-in- stallaties kan leiden. Naast een op deze installaties afgestemde beveiliging dienen SPD's voor deze toepassing een hoog- waardig signaaloverdrachtsgedrag te ver- tonen, omdat er anders rekening moet worden gehouden met storingen in de dataoverdracht. Dit aspect wordt tegen de achtergrond van permanent stijgende overdrachtssnelheden steeds belangrijker. Daarom ligt de focus bij de ontwikkeling van nieuwe typen SPD's voor IT-instal- laties op het realiseren van een hoog- waardig signaaloverdrachtsgedrag. Dit wordt op basis van de standaard ISO/ IEC 11801 resp. EN 50173 beoordeeld. Daarnaast bestaan er in dit toepas- singsbereik zeer uiteenlopende aansluit- technieken. Daarom moeten de over- spanningsbeveiligingsmodulen zowel op de elektrische specificaties als op de te beveiligen interfaces zijn afgestemd. De SPD-varianten onderscheiden zich vaak alleen door de bouwvorm en aansluit- techniek. De beveiligingsschakelingen combine- ren meestal snel aansprekende, laagcapa- citieve suppressordioden met krachtige gasgevulde overspanningsafleiders. Voor zover schakelingstechnisch noodzakelijk, worden de beide beveiligingstrappen met ohmse weerstanden onderling ontkop- peld. 6.5.1 Ethernet- en Token-Ring-interface De architectuur resp. opbouw van de netwerkinstallatie en het type dataover- dracht tussen de stations in het datanet worden aangeduid als topologie. In lokale netten hebben de bus-, ring- en stertopologie zich al bewezen. Deze topologieën kunnen echter ook gecombi- neerd worden opgebouwd. Voor de over- dracht van informatie in datanetwerken worden Twisted-Pair- of lichtgeleiderka- bels toegepast. Eisen aan de dataoverdracht Ethernet- en Token-Ring-interfaces worden al vele jaren toegepast. Ether- net-systemen zijn echter vanwege hun overdrachtssnelheid en de compacte connector algemeen geaccepteerd. De overdrachtsmethode van het Ether- net-systeem is gedefinieerd in de norm IEEE 802.3. De overdrachtssnelheid bedraagt max. 10 Gbit/sec. De overdrachtssnelheid wordt afhankelijk van de vermogenscatego- rieën (CAT5 – CAT7) gedefinieerd (Tabel 5.1.1a). Nieuwere systemen die aanspraak maken op een hoge overdrachtsfrequen- tie functioneren overeenkomstig CAT6 en CAT7, resp. de toekomstige CAT8.1 of CAT8.2. Beveiligingsmodulen met RJ45-aanslui- ting waarbij alle acht de signaalwegen zijn beveiligd, zijn universeel geschikt voor de interfaces Ethernet, PROFINET en Token-Ring. Power over Ethernet (PoE) Power over Ethernet (PoE) is een methode waarbij ook de voedingsspan- ning voor de aangesloten apparaten via de Ethernet-kabel wordt overgedragen. De voedingsspanning is aanwezig in de niet-gebruikte aderparen (Mode B, Afb. 86) of wordt als fantoomvoeding (Mode A, Afb. 85) tussen de signaal- aderparen gevoerd. Overeenkomstig IEEE 802.3af kan met deze methode een vermogen van maximaal 13,5 W worden overgedragen. Bij de volgende standaard IEEE 802.3at is dit met POE+ al 25,5 W. Op dit moment wordt overleg gevoerd over POE++, waarmee nog hogere overdrachtsvermogens kunnen worden bereikt. 1 32 6 OUT 4 5 7 8 DT-LAN-CAT6+ Het beveiligingsmoduul DT-LAN-CAT6+ beveiligde gevoeli- ge apparaten optimaal, omdat snel reagerende beveiligingscomponen- ten zowel voor datakabels als voor het PoE-systeem worden gebruikt. 1 32 6 IN 4 5 7 8 Afb. 84: DT-LAN-CAT6+ - SPD voor de informatietechniek 52 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden toepassingsgebied categorie Mbit/s kabel aansluiting 100Base-TX (Fast Ethernet) LAN, gestructureerde gebouwenbekabeling 5 100 2 - 4 Twisted-Pair- aderparen 1000Base-T (Gigabit Ethernet) LAN, gestructureerde gebouwenbekabeling 5e, 6 1000 10GBase-T (Gigabit Ethernet) LAN, gestructureerde gebouwenbekabeling 6a 10.000 10GBase-T (Gigabit Ethernet) LAN, gestructureerde gebouwenbekabeling 7 10.000 4 Twisted-Pair- aderparen 4 Twisted-Pair- aderparen 4 Twisted-Pair- aderparen RJ45, aderparen: 1-2, 3-6, of 4-5, 7-8 RJ45, aderparen: 1-2, 3-6, + 4-5, 7-8 RJ45, aderparen: 1-2, 3-6, + 4-5, 7-8 RJ45, aderparen: 1-2, 3-6, + 4-5, 7-8 Tabel 10: Overdrachtssnelheid vs. vermogenscategorieën 50 V tot 57 V (30 W) 1 2 50 V tot 57 V (30 W) 3 3 6 6 7 8 4 5 1 2 Afb. 85: Overdracht van voedingsspanning via fantoomvoeding (Mode A) Afb. 86: Overdracht van voedingsspanning via fantoomvoeding (Mode B) 6.5.2 Seriële interfaces Seriële interfaces dienen voor de datauit- wisseling tussen computers en randap- paratuur. Bij een seriële dataoverdracht worden de bits achter elkaar (serieel) via een kabel overgedragen. Hierbij worden vooral toegepast: RS-485- en PROFIBUS-interface De seriële interface RS-485 wordt toe- gepast bij de Intel-bitbus en is nauw verwant aan RS-422. Deze symmetrische dataoverdracht vindt gewoonlijk via een signaaladerpaar plaats. Varianten met twee signaaladerparen en massa kunnen eveneens worden aangetroffen. In oudere installaties bedraagt de signaalspanning van deze interface ten opzichte van massa -7 V en +12 V. In nieuwere systemen wordt een variant met TTL-niveau, d.w.z. met +/- 5 V toegepast. Een nieuwere ontwikkeling van de RS-485-interface is de PROFIBUS-inter- face. Deze gebruikt de fysische eigen- schappen van RS-485, echter met over- drachtssnelheden van max. 12 Mbit/s. Andere bereiken waar deze interface wordt toegepast zijn apparaten voor het registreren van tijd en machinedata. Vaak worden er D-SUB-beveiligings- adapters voor railmontage of monta- gerailmodulen met schroefklemmen als beveiligingsmoduul gebruikt. V.24-interface De seriële interface V.24 of RS-232 werkt met asymmetrische signaalover- dracht. Eén paar zend- en ontvangstsig- nalen heeft steeds een gemeenschap- pelijk referentiepotentiaal (massa). Bovendien kunnen er maximaal vijf stuursignalen worden overgedragen. Zo ontstaan er maximaal acht actieve signa- len inclusief massa. De aansluiting vindt gewoonlijk plaats via D-SUB 25, D-SUB 9 of schroefklemmen. V.11-interface De seriële interface V.11 of RS-422 werkt op basis van symmetrische sig- naaloverdracht. De overdrachtsafstand kan tot wel 1000 m bedragen. Het zend- en ontvangstsignaal worden steeds via één signaaladerpaar overgedragen. Bovendien wordt massa als referentie- potentiaal meegevoerd, zodat er in de aangesloten interfaces gedefinieerde spanningsverhoudingen heersen. TTY-interface De TTY-interface werkt serieel en sym- metrisch via twee signaaladerparen. Bij een signaalspanning van maximaal 24 V wordt een stroomsignaal geanalyseerd. Daarbij gelden 10 – 30 mA als logische 1 en 0 – 1 mA als logische 0. Gebruikelijke dataoverdrachtssnelheden zijn 9,6 kbit/s of 19,2 kbit/s. PHOENIX CONTACT 53

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.6 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in de telecommunicatietechniek Analoge telecommunicatie- interface De analoge telecommunicatie is tegen- woordig alleen nog bij pure telefoon- aansluitingen aan te treffen. Beveiligings- modulen hiervoor dienen te beschikken over nominale spanningen van 180 V. Doorgaans kunnen DSL-beveiligingsmo- dulen (Afb. 87) ook voor de analoge telecommunicatie worden toegepast. Telecommunicatieapparaten vormen tegenwoordig een vast bestanddeel van de kantoorelektronica. Vooral in de zakelijke omgeving is het onbeperkt bedrijfsgereed zijn van moderne en snel- le communicatiesystemen essentieel. Met een gerichte toepassing van geschikte overspanningsbeveiligingsmodulen kan een plotselinge en onverwachte uitval van belangrijke telecommunicatieap- paraten worden voorkomen. Voor de DSL-dataoverdracht en voor analoge sig- naalinterfaces zijn geschikte beveiligings- modulen beschikbaar. De beveiligingsschakeling bestaat in principe uit een combinatie van trisildioden en krachtige, gasgevulde overspanningsafleiders. De gasgevulde overspanningsafleiders zijn uitgevoerd als drie-elektrodenafleiders. De middelste elektrode ligt als common mode bevei- liging tegen massa. Voor zover schake- lingstechnisch noodzakelijk, worden de beide beveiligingstrappen met ohmse weerstanden onderling ontkoppeld. Voor de beveiliging van spanningen uit het voedingsnet (power cross) worden de drie-elektrodenafleiders voorzien van een thermische beveiliging. Bekende interfaces in de telecommunicatie zijn: xDSL-interface DSL-interfaces (digital subscriber line) stellen internetverbindingen met snelhe- den van 1 Mbit/s (ADSL) tot 100 Mbit/s (VDSL) ter beschikking. De overdrachts- frequentie ligt hierbij tussen 2,2 MHz en 17,7 MHz. De nominale spanning voor de schakeling van geschikte beveiligings- modulen is afhankelijk van het feit of er gelijkspanningsvoeding mee wordt over- gedragen. Typische nominale spannings- waarden voor toepassingen zijn: • zonder voeding: < 24 V DC • met voeding: ≥ 110 V DC In de internationale vergelijking kan de overdrachtsfrequentie in het DSL-bereik landafhankelijk enkele 100 kHz variëren. Daarom dient bij de keuze van beveili- gingsmodulen rekening te worden gehou- den met de betreffende grensfrequentie. l g u P Aa 1 1 J R 2 2 1 J R 3 5 4 J R 4 Ab 3 4 5 unprotected Ba 1 2 3 1 1 J R 2 2 1 J R 3 5 4 J R 4 l g u P Aa 3 4 5 Ab protected 1 2 3 Ba DT-TELE-RJ45 Het beveiligingsmoduul DT-TE- LE-RJ45 beveiligt dankzij de geringe demping snelle VDSL-aansluitingen. Met de universele aansluittechniek (RJ45, RJ12, RJ11 en steekbare schroefaansluiting) is het product geschikt voor elke toepassing. Bb 4 5 6 4 5 6 Bb Afb. 87: DT-TELE-RJ45 - SPD voor telecommunicatiesystemen 54 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Toepassingsgebieden 6.7 Beveiliging van signaaloverdrachtscircuits in zend- en ontvanginstallaties In het algemeen geldt dat de kans op overspanningen in zend- en ontvangin- stallaties bijzonder groot is. Gebouwoverschrijdende en daarbij meestal zeer lange antennekabels zijn, evenals de antennes zelf, direct blootge- steld aan atmosferische ontladingen. Om deze reden worden coaxkabels gebruikt, die beschikken over EMC-technisch gun- stige eigenschappen. De afscherming van de antennekabel kan, afhankelijk van de systeemvereisten, geaard of aardpoten- tiaalvrij zijn. Toch is daarmee het gevaar van een overspanningsinkoppeling in antennekabels niet helemaal uitgesloten. Via de kabels kunnen overspanningen tot in de gevoelige interfaces van zend- en ontvanginstallaties terechtkomen. De hoge frequenties van draadloze communicatie vragen om beveiligings- modulen met weinig eigencapaciteit, resp. geringe tussenschakeldemping en een goede impedantie-aanpassing. Maar toch is een goede beveiligende werking met een hoog afleidvermogen vereist. Daarom zijn de meeste beveiligingsmo- dulen voorzien van krachtige gasgevulde overspanningsafleiders of uitgevoerd met de Lambda/4-technologie. De Lambda/4-technologie maakt gebruik van kortsluiting tussen binnengeleider en afscherming. De lengte van de kabel tussen kortsluiting en binnengeleider is afgestemd op de frequentie die zonder demping dient te worden doorgelaten. Een groot voordeel van deze technologie is het bereiken van een zeer goed (laag) beveiligingsniveau, omdat het beveili- gingsmoduul in het frequentiebereik van overspanningen als kortsluiting fungeert. Er moet echter wel rekening worden gehouden met het feit dat er op de kabel waarin de Lambda/4-afleider is aan- gesloten geen gelijkstroomvoeding mag worden gebruikt. Door HF-technisch geoptimaliseerde Lambda/4-afleiders kunnen relatief breedbandige signalen (bijv. 0,8 – 2,25 GHz) worden overgedra- gen. Afb. 88 toont een specifieke bouw- vorm van een beveiligingsmoduul met Lambda/4-technologie. De bekendste toepassingsgebieden voor SPD's in de telecommunicatie zijn: Antenneaansluiting van televisie- en radio-ontvangers De beveiligingsmodulen voor radio- en televisie-ontvangers worden meestal tus- sen wandaansluiting van de antenne en de uitgaande antennekabel gemonteerd. Voor satellietontvangers zijn meerkanaals beveiligingsmodulen voor wandmontage beschikbaar. Breedbandkabel- en anten- neaansluiting zijn gewoonlijk voorzien van TV- en RF-connectoren volgens DIN 45325. De aansluiting van satellie- tontvangers vindt plaats met F-connec- toren. λ/4 Afb. 88: CN-LAMBDA/4 - beveiligingsmoduul met Lambda/4-technologie Videocommunicatie Het toepassingsgebied van de videocom- municatie varieert van de bewaking van gebouwen en openbare ruimten tot aan die van sport- en recreatievoorzieningen. De permanente paraatheid van deze bewakingssystemen vereist geschikte overspanningsbeveiligingsmodulen. Als beveiligingsmodulen worden hoofdzake- lijk coaxbeveiligingsadapters met BNC- of TNC-connectoren toegepast. Radio- en mobiele systemen Radiotechniek is een techniek voor de draadloze overdracht van informatie. De gegenereerde radiogolven worden met een draagfrequentie tussen 1 en 40 GHz gebundeld via richtantennes overgedra- gen. Specifieke antennes zijn parabool-, schelp- en hoornantennes. De nominale frequenties van de gebruikte signalen in dit bereik liggen tussen 0,8 GHz en 2,7 GHz. Als aansluittechniek van de beveiligingsmodulen worden doorgaans N-, SMA- of 7/16-connectoren gebruikt. CN-LAMBDA/4 Met het beveiligingsmoduul CN-LAMBDA/4-2.25 kunnen uit- eenlopende overdrachtssystemen in het GHz-bereik effectief worden beveiligd. Dit wordt bereikt door een breedbandige LAMBDA/4-tech- niek. PHOENIX CONTACT 55

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Woordenlijst 7 Woordenlijst ATEX Bliksembeveiligingszone Gas discharge tube, GDT ATEX is een veel gebruikt synoniem voor de ATEX-richtlijn van de Europe- se Unie. De naam ATEX is afgeleid van de Franse afkorting voor „atmosphères explosibles“. Binaire signalen Met binaire signalen worden digitale signalen bedoeld die alleen de toestand „high“ of „low“ kunnen aannemen. Deze signalen hebben doorgaans betrekking op een gemeenschappelijk referentiepo- tentiaal resp. op een gemeenschappelijke retourkabel. Bliksembeveiligingssysteem Systeem dat buiten een constructie bestaat uit opvangstaven, afleiders en een aardingssysteem, en in een construc- tie uit een potentiaalvereffeningssysteem en gecoördineerd SPD-systeem. Het geheel dient als beveiliging tegen bescha- diging als gevolg van overspanningen en stootstromen bij bliksemontladingen. Bliksembeveiligingsklasse Een normatieve indeling van bliksembe- veiligingssystemen in de klassen I t/m IV, die in mate van waarschijnlijkheid zijn gebaseerd op een reeks bliksemstroom- parameterwaarden. Hierbij kunnen de bijbehorende hoogste en laagste nomi- nale waarden bij natuurlijk optredende bliksemontladingen niet worden over- schreden en kunnen bliksemontladingen veilig worden afgeleid. Bliksembeveili- gingsklasse I komt daarbij overeen met de hoogste nominale waarden en de grootste opvangwaarschijnlijkheid. De waarden nemen overeenkomstig af tot aan bliksembeveiligingsklasse IV. Zone waarin de elektromagnetische omgeving met betrekking tot het blik- semgevaar is vastgelegd. Alle (voedings) kabels die de zonegrenzen kruisen, die- nen via geschikte SPD's in de bliksembe- veiligingspotentiaalvereffening te worden opgenomen. De grenzen van een blik- sembeveiligingszone hoeven geen fysieke grenzen te zijn (bijv. wanden, vloeren of plafonds). Tussenschakeldemping De dempingswaarde wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de spanningen die direct achter de tussenschakeling optreden, voor en na het installeren van het te testen beveiligingsmoduul. Het resultaat wordt uitgedrukt in decibel. EMC EMC staat voor elektromagnetische compatibiliteit, het vermogen van een apparaat, installatie of systeem naar tevredenheid in een elektromagnetische omgeving te functioneren, zonder daarbij zelf elektromagnetische storingen te ver- oorzaken die voor de in deze omgeving aanwezige apparaten, installaties of sys- temen onaanvaardbaar zouden zijn. Volgstroomblusvermogen (Iﬁ) Het volgstroomblusvermogen toont de verwachte effectieve waarde van de kortsluitstroom op de inbouwlocatie van een spanningsschakelende SPD tot het moment dat de SPD bij aanwezige maximale continue spanning Uc zelfstan- dig, na het aanspreken als gevolg van een stootstroom, zonder het activeren van een upstream geïnstalleerde over- stroombeveiliging weer overgaat in een hoogohmige toestand. Gasgevulde overspanningsafleider Max. continue spanning (Uc) Maximale effectieve waarde van de span- ning, die continu op de beveiligingscir- cuits van de SPD aanwezig mag zijn. De maximale continue spanning dient ten minste 10 % hoger te zijn dan de waarde van de nominale spanning. In systemen grotere spanningsschommelingen dienen SPD's te worden toegepast die een gro- tere afstand tussen UC en UN realiseren. Impulsafleidstootstroom (Iimp) Topwaarde van de door de SPD vloei- ende stroom met de impulsvorm (10/350 μs). De impulsvorm (10/350 μs) van een stootstroom is kenmerkend voor de gevolgen van een directe blik- seminslag. De waarde van de impulsaf- leidstootstroom wordt gebruikt voor het uitvoeren van speciale tests bij een SPD om de capaciteit met betrekking tot energierijke bliksemstromen aan te tonen. Afhankelijk van de vermelde blik- sembeveiligingsklasse voor een bliksem- beveiligingssysteem dienen SPD's met betrekking tot deze waarde te voldoen aan de betreffende minimale waarden. Isolatievastheid Bestendigheid van de isolatie van elek- trische stroomcircuits van een bedrijfs- middel tegen piek- en stootspanningen met amplituden die hoger zijn dan de maximale continue spanning. Nullastspanning (UOC) Nullastspanning van een hybridegene- rator op de aansluitpunten van de SPD. Een hybridegenerator genereert een zogenaamde gecombineerde stoot, d.w.z. de generator levert tijdens nullast een spanningspulsgedefinieerde impulsvorm, 56 PHOENIX CONTACT

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Woordenlijst doorgaans (1,2/50 μs), en tijdens kort- sluiting een stroomimpulsgedefinieerde impulsvorm, doorgaans (8/20 μs). De gecombineerde stoot is kenmerkend voor de gevolgen van geïnduceerde over- spanningen. Afhankelijk van de vermelde beschermklasse voor een bliksembevei- ligingssysteem dienen SPD's met betrek- king tot deze waarde te voldoen aan de betreffende minimale waarden. Kortsluitvastheid (ISCCR) Maximale niet-beïnvloede kortsluit- stroom van het elektrische netwerk waarvoor de SPD, in combinatie met een upstream geïnstalleerde overstroombe- veiliging, is ontworpen. De kortsluitvast- heid geeft aan tot welke verwachte kort- sluitstroom de SPD op de inbouwlocatie mag worden toegepast. De betreffende tests voor het bepalen van deze waarde worden in combinatie met de upstream geïnstalleerde overstroombeveiliging uitgevoerd. Bij speciale overspannings- beveiligingsmodulen voor PV-installaties komt de waarde ISCPV overeen met de maximale gelijkstroom-kortsluitstroom van een installatie tot welke de SPD mag worden toegepast. Lightning protection zone, LPZ Nominale belastingsstroom (IL) Maximale effectieve waarde van de nominale stroom, die naar een op de beveiligde uitgang van de SPD aangeslo- ten ohmse belasting kan vloeien. Deze maximale waarde wordt bepaald door de bedrijfsstroomvoerende delen in de SPD. Deze dienen in staat te zijn de continue stroombelasting thermisch te weerstaan. Nominale spanning (UN) Nominale waarde van de spanning van een stroom- of signaalcircuit, gebaseerd op de beoogde toepassing van de SPD. De vermelde nominale spanning voor een SPD komt overeen met de systeem- spanning van de specifieke toepassingslo- catie van de SPD, voor een standaard draaistroomsysteem is dit bijvoorbeeld 230/400 V AC. Er kunnen ook lagere systeemspanningen door de SPD worden beveiligd. Bij hogere systeemspanningen dient per situatie te worden bekeken of een SPD kan worden toegepast en of daarbij rekening moet worden gehouden met beperkingen. Overcurrent protective device, OCPD Overstroombeveiliging Bliksembeveiligingszone Overspanningscategorie Nominale afleidstootstroom (In) Topwaarde van de door de SPD vloei- ende stroom met de impulsvorm (8/20 μs). De impulsvorm (8/20 μs) van een stootstroom is kenmerkend voor de gevolgen van een indirecte blikseminslag of een schakelhandeling. De waarde van de nominale afleidstootstroom wordt gebruikt voor het uitvoeren van diver- se tests bij een SPD, o.a. ook voor het bepalen van het beveiligingsniveau. Afhan- kelijk van de vermelde bliksembeveili- gingsklasse voor een bliksembeveiligings- systeem dienen SPD's met betrekking tot deze waarde te voldoen aan de betreffen- de minimale waarden. Indeling van bedrijfsmiddelen in de cate- gorieën I t/m IV overeenkomstig hun stootspanningsvastheid. Overspannings- categorie I komt daarbij overeen met de laagste waarde en omvat bijzonder gevoelige (eind)apparaten. De waarden stijgen overeenkomstig tot aan overspan- ningscategorie IV. De waarden van de afzonderlijke categorieën hangen daarbij ook af van het spanningsniveau van het voedingssysteem. Power over Ethernet, PoE Power over Ethernet is een methode waarbij ook de voedingsspanning voor de aangesloten apparaten via de Ethernet-kabel wordt overgedragen. Safe Energy Control-technologie, SEC-technologie Technologie voor SPD's ter beveiliging van de voeding. SPD's met SEC-techno- logie kenmerken zich door de volgende belangrijke punten: • probleemloze werking en een lange levensduur • voorzekeringsvrije oplossing voor elke toepassing • compact en volledig steekbaar Beveiligingsniveau (Up) Maximale spanning die bij de aansluit- klemmen van de SPD kan optreden tijdens de belasting met een door een impuls bepaalde spanningssteilheid en tijdens de belasting met een door een afleidstootstroom bepaalde amplitude en golfvorm. Deze waarde kenmerkt de beveiligende werking van de SPD. Bij een optredend overspanningsfenomeen binnen de vermogensparameters van de SPD wordt de spanning bij de beveiligde aansluitingen van de SPD veilig op maxi- maal deze waarde begrensd. Stootspanning Een impulsvormige spanning die wordt gekenmerkt door een sterke spannings- stijging binnen korte tijd. Een specifieke impulsvorm is (1,2/50 μs), waarmee ook het aanspreekgedrag van SPD's of de stootspanningsvastheid van bedrijfsmid- delen wordt getest. Stootstroom Een impulsvormige stroom die wordt gekenmerkt door een sterke stroomstij- ging binnen korte tijd. Specifieke impuls- vormen zijn (8/20 μs), waarmee het spanningsbegrenzingsgedrag van SPD's wordt getest, en (10/350 μs), waarmee bliksemstroombelastbaarheid van SPD's wordt getest. Surge protective device, SPD Overspanningsbeveiligingsmoduul. TVS TVS: Transient Voltage Supressor. PHOENIX CONTACT 57

Basisprincipes van de overspanningsbeveiliging | Literatuurlijst 8 Literatuurlijst [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] International Electrotechnical Commission. IEC 62305-1 - Bliksembeveiliging - Deel 1: Algemene basisprincipes. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2010. International Electrotechnical Commission. IEC 62305-2 - Bliksembeveiliging - Deel 2: Risicomanagement. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2010. International Electrotechnical Commission. IEC 62305-3 - Bliksembeveiliging - Deel 3: Beveiliging van constructies en personen. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2010. International Electrotechnical Commission. IEC 62305-4 - Bliksembeveiliging - Deel 4: Elektrische en elektronische systemen in constructies. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2010. International Electrotechnical Commission. IEC 60364-4-44 - Installatievoorschriften voor laagspanningsinstallaties - Deel 4-44: Beveiligingsmaatregelen - beveiliging bij stoorspanningen en elektromagnetische storingen. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2007. International Electrotechnical Commission. IEC 61643-11 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in laagspanningsinstallaties - eisen en tests. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2011. International Electrotechnical Commission. IEC 61643-21 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in telecommunicatie- en signaalverwerkende netwerken - prestatie-eisen en beproevingsmethoden. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2000. International Electrotechnical Commission. IEC 61643-31 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in laagspanningsinstallaties - eisen en tests voor overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in fotovoltaïsche installaties. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2015. International Electrotechnical Commission. IEC 60664-1 - Isolatiecoördinatie voor elektrische apparatuur in laagspanningsinstallaties - Deel 1: Basisprincipes, eisen en tests. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2007. International Electrotechnical Commission. IEC 60364-1 - Installatievoorschriften voor laagspanningsinstallaties - Deel 1: Algemene basisprincipes, bepalingen algemene kenmerken, begrippen. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2005. International Electrotechnical Commission. IEC 60364-5-53 - Installatievoorschriften voor laagspanningsinstallaties - Deel 5: Keuze en installatie van elektrische bedrijfsmiddelen; Hoofdstuk 53: Schakelmodulen en besturingen. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2002. [12] International Electrotechnical Commission. IEC 60364-4-43 - Installatievoorschriften voor laagspanningsinstallaties - Deel 4-43: Beveiligingsmaatregelen - beveiliging bij overstroom. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2008. [13] European Committee for Electrotechnical Standardization. CLC/TS 50539-12 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in fotovoltaïsche installaties - uitgangspunten voor selectie en toepassing. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2013. [14] Phoenix Contact GmbH & Co. KG. Overspanningsbeveiliging TRABTECH - Handboek voor elektro-engineers. 2015. [15] [16] International Electrotechnical Commission. IEC 61643-12 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in laagspanningsinstallaties - uitgangspunten voor selectie en toepassing. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2010. International Electrotechnical Commission. IEC 61643-22 - Overspanningsbeveiligingsmodulen voor toepassing in telecommunicatie- en signaalverwerkende netwerken - uitgangspunten voor selectie en toepassing. s.l. : VDE Verlag GmbH, 2007. PHOENIX CONTACT 59

6 1 0 2 T C A T N O C X N E O H P © I 5 0 / 2 0 - 3 0 - 6 1 0 2 / 1 9 0 2 0 0 2 5 R N M y n a m r e G n i d e t n i r P 3 L . 0 0 0 . 4 1 - 4 1 T T Uw lokale partner treft u aan op phoenixcontact.comUw partner op locatiePhoenix Contact is een wereldwijde marktleider met het hoofdkantoor in Duitsland. De ondernemingsgroep staat voor toekomstgerichte producten en oplossingen op het gebied van elektrificatie, netwerkkoppeling en automatisering binnen alle bedrijfstakken en de infrastructuur. Dankzij een wereldwijd netwerk is er altijd iemand bij de klant in de buurt.