H3: Elektrische productie en distributie

Question 1

Alternator

Answer 1

Een apparaat dat rotatie omvormt in wisselspanning. Een geleider draait rond in een magnetisch veld. De spanning wordt naar buiten gebracht a.d.h.v twee koolborstels die slepen over ringen verbonden met de geleider.

Question 2

Dynamo

Answer 2

Een apparaat dat rotatie omzet in gelijkspanning. Het principe is hetzelfde als een alternator maar de ringen zijn opgesplitst. Hierdoor wordt de spanning omgepoold op het ogenblik dat de spanning 0 is (neutrale lijn). Dit is om kortsluiting te vermijden. Zo krijg je een positieve spanning.

Door de ringen in meer delen op te splitsen krijg je een kleinere rimpel.

Question 3

AC- vs. DC-productie

Answer 3

Een alternator is minder complex dan een dynamo, heeft minder onderhoud nodig en de distributie van AC is eenvoudiger. Het enige voordeel aan DC is de eenvoudigere snelheidsregeling van motoren.

Question 4

Opwekken van 3-fasige spanning

Answer 4

In plaats van één speol, worden er 3 spoelen onder een hoek van 120° geplaatst. Uit deze alternator kan zowel 230V als 400V afgetakt worden. Tussen een spanning en N is de spanning 230V, tussen 2 spanningen 400V.

Question 5

Eenfasige transformator

Answer 5

Een spoel rond een ijzeren kern onder wisselspanning creëert een wisselende flux in die kern. Die flux induceert een spanning in een andere spoel rond die kern.

Up/Np = Us/Ns en I1 * N1 = I2 * N2

Question 6

Driefasige transformator

Answer 6

Drie enkelfasige transfo’s worden gecombineerd tot één transfo: 6 spoelen rond één kern.

---------------------------
/////       /////       /////
/////       /////       /////
|||||||       |||||||       |||||||
|||||||       |||||||       |||||||
/////       /////       /////
/////       /////       /////
---------------------------

Question 7

Mogelijke verbindingen van een driefasig net

Answer 7

• Tweefasig systeem: 1x400V + 1x230V
• Driefasig systeem: 4x400V + 3x230V
• Driefasig systeem: 3x400V

Question 8

Effecten van electrocutie op het menselijk lichaam

Answer 8

• Spiercontracties
• Hartritmestoornissen
• Hartfibbrilatie
• Ionisatie: DC ioniseert zoutoplossingen in het bloed
• Brandwonden

Question 9

Factoren die de ernst van electrocutie bepalen

Answer 9

• STROOMSTERKTE: vanaf 30mA –> dood
• Gevolgde weg door het lichaam
• Tijdsduur
• Frequentie van de spanning
• Spanningswaarde
• Impedantie van het lichaam

Question 10

Elektisch gevaar in installaties

Answer 10

Voornamelijk thermische problemen. Overstromen door kortsluiting of overbelasting genereren veel warmte. Die veroorzaakt brand of andere schade.

Question 11

Nationale wetgeving elektrische installaties

Answer 11

• ARAB = Algemeen Reglement op Arbeidsbescherming

- AREI = Algemeen Reglement op de Elektrische Installaties

Question 12

Nationaal keurmerk voor elektrische installaties

Answer 12

CEBEC

Question 13

CE-markering

Answer 13

Geen keurmerk. Het duidt op productaansprakelijkheid van de fabrikant.

Question 14

Isolatieklassen

Answer 14

• Klasse 0: enkel basisisolatie
• Klasse 1: aanraakbare metalen omhulsels zijn verbonden met een aardingsklem vb. wasmachine
• Klasse 2: dubbele of versterkte isolatie, geen aarding vb. boormachine
• Klasse 3: zeer lage veiligheidsspanning door batterij

Question 15

Beschermingsgraden

Answer 15

IPAB:

• A = getal van 0-9 voor bescherming tegen aanraking
• B = getal van 0-9 voor bescherming tegen indringing van vloeistoffen

Question 16

Conventionele grensspanning

Answer 16

De absolute spanning die als volkomen veilig beschouwd mag worden, afhankelijk van de toestand van het lichaam.

Toestand menselijk lichaam:

• BB1: droog lichaam
• BB2: vochtig lichaam
• BB3: doorweekt lichaam

Gevaar: AC > DC met rimpel > DC

vb. BB1 - AC = maximaal 50V

Question 17

Overstroom

Answer 17

2 soorten overstroom:

• Kortsluitstroom = veel groter dan nominale stroom
  
  • -> direct problemen
• Overbelasting = beetje groter dan nominale stroom
  
  • -> problemen na een periode

Soorten beveiligingen:

• Smeltzekering: branden door bij langdurige overbelasting of kortsluiting, niet herbruikbaar
• Automaten: schakelaar die stroom onderbreekt bij overbelasting of kortsluiting, herbruikbaar
• Motorbeveiliging: detectie en actie is hier gescheiden, actie gebeurt door een vermogenschakelaar, detectie zoals in een automaat

Een automaat bestaat uit 2 delen:

• Spoel met kern: detecteert kortsluitstroom en schakelt de zekering vanaf de proefstroom of magnetische drempelstroom Im
• Bimetaal: twee metalen met verschillende uitzettingscoëfficient, bij overbelasting warmt het metaal op en buigt het en schakelt de zekering.

Er bestaan verschillende types op basis van de te beveiligen toepassing.

Question 18

Rechtstreekse/onrechtstreekse aanraking van spanning

Answer 18

• Rechtstreeks: aanraking van een actief onderdeel
  
  • -> isolatie of lage veiligheidspanning
• Onrechtstreeks: massa (vb. behuizing) maakt contact met een actief onderdeel door een isolatiefout
  
  • -> isolatie, aarding, equipotentiaalverbinding of zeer lage veiligheidsspanning

Question 19

Zeer lage veiligheidspannning

Answer 19

In een droge omgeving 50V. Moet steeds galvanisch gescheiden zijn van andere stroombanen en maag ook geaard zijn.

Question 20

Aarding

Answer 20

Elektrische verbinding met aardpotentiaal. Het is een dikke koperen geleider onder de fundering of lange metalen pinnen in de grond. De weerstand moet kleiner zijn dan 30 Ohm.

Question 21

Differentieelschakelaar of verliesstroomschakelaar

Answer 21

Controleert of alle stroom die naar een belasting gaat, ook terugkomt via de normale weg. Als er een verschil is wordt de spanning onderbroken. De meting gebeurt met een torus rond alle geleiders. Als de totale stroom in alle geleiders verschilt van 0, wordt de kring uitgeschakeld.

Question 22

Soorten netten

Answer 22

De eerste letter zegt iets over de aardingstoestand van het verdeelnet. T betekent dat een vast punt rechtstreeks geaard is. I betekent dat het net geïsoleerd is t.o.v de aarde. (grote impedantie tussen aarde en sterpunt transfo)

De tweede letter zegt iets over de aardingstoestand van de massa’s van de verbruikers. T betekent dat de massa’s rechtstreeks zijn verbonden met de aarde, onafhankelijk van de netaarding. N betekent dat de massa’s verbonden zijn met de aarding van het net.

Question 23

TT-net

Answer 23

Massa’s en sterpunt van de transfo zijn allebei met de aarde verbonden. Dit zorgt voor een kleine foutstroom door de weerstand van de aarde. Daarom is een differentieelschakelaar nodig. Dit type wordt gebruikt in residentiële netten.

Question 24

TN-net

Answer 24

De massa’s zijn verbonden met de aarde via de N van het net. Hier is dus een veel grotere foutstroom. Een overstroombeveiliging is hier voldoende maar een differentieelschakelaar kan geen kwaad. De kabellengte moet beperkt worden, zo is de foutstroom groot genoeg om de overstroombeveiliging te schakelen.

Er zijn twee types:

• TN-S : PE-geleider en N-geleider zijn apart –> veel eenfasige gebruikers, PE mag niet onderbroken worden
• TN-C: PE-geleider en N-geleider zijn dezelfde –> industriele installaties, differentieel is niet mogelijk

Question 25

IT-net

Answer 25

Massa’s zijn verbonden met de aarde en de N is geïsoleerd van de aarde. Daardoor is de foutstroom zeer klein en is er geen gevaar. De voeding valt zo niet uit bij een eerste fout. Wanneer er tegelijk een tweede fout is, is er wel gevaar. Daarom moeten er isolatiewachters geplaatst worden die isolatiefouten detecteren. Dit soort net wordt toegepast in ziekenhuizen omdat voeding daar gegarandeerd moet zijn.