Wikisage, de vrije encyclopedie van de tweede generatie, is digitaal erfgoed

Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.

  • Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
  • Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
rel=nofollow

Gebruiker:Franciscus/kladblok 2: verschil tussen versies

Uit Wikisage
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Geen bewerkingssamenvatting
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 1: Regel 1:
 
=Aandacht voor gelijkspanninginstallaties=   
 
Installateurs hebben als regel een ruime ervaring met het ontwerpen en uitvoeren van installaties voor woonhuizen en winkels. De kennis van gelijkspanningsinstallaties blijft hierbij helaas meestal wat achter. Toch moet af en toe een gelijkspanningsinstallatie worden ingericht, zeker nu de vraag naar UPS-installaties1) stijgende is en ook veel voorzieningen voor zonnepanelen(PV–installaties) worden geïnstalleerd.
 
br/>Uit de praktijk en uit onderzoek blijkt, dat een gelijkspanningsinstallatie zich in enkele opzichten anders gedraagt dan de installateur gewend is. Smeltveiligheden en installatieautomaten bijvoorbeeld houden er bij gelijkspanning andere afschakeltijden op na dan bij aansluiting op wisselspanning. Ook contacten van magneetschakelaars hebben het bij gelijkspanning wat moeilijker dan bij wisselspanning.
 
<br/>Met dit afwijkende gedrag voor ogen, moet natuurlijk vooraf zoveel mogelijk rekening worden gehouden, anders komt de installateur naderhand voor vervelende verassingen te staan.
 
==PV-installaties==
 
PV-installaties zijn te onderscheiden in twee soorten, namelijk :
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=Aandacht voor gelijkspanningsinstallaties=   
Installateurs hebben als regel veel ervaring met het ontwerpen en uitvoeren van installaties voor woonhuizen en winkels. De kennis van gelijkspanningsinstallaties blijft hierbij helaas meestal wat achter. Toch moet af en toe een gelijkspanningsinstallatie worden ingericht, zeker nu de vraag naar [[Noodstroomvoorzieningen|UPS-installaties]] stijgende is en ook veel voorzieningen voor zonnepanelen ('''PV–installaties''') worden geïnstalleerd.  
<br/>PV-installaties zijn te onderscheiden in twee soorten, namelijk :
* autonome PV-installaties
* autonome PV-installaties
* direct aan het net gekoppelde installaties
* direct aan het net gekoppelde installaties
De autonome PV-installaties zijn uitgevoerd met accubatterijen en zijn niet gekoppeld aan het openbare elektriciteitsnet. Bij de direct aan het net gekoppelde installaties ontbreekt de accu en wordt via de regelaar en de omvormer rechtstreeks aan het openbare elektriciteitsnet geleverd, en dus ook aan de gebruiker van de installatie. Bij beide soorten installaties blijft natuurlijk aan de orde, dat de zonnecellen ''gelijkspanning'' aan de regelaar aanbieden.  
De autonome PV-installaties zijn uitgevoerd met accubatterijen en zijn niet gekoppeld aan het openbare elektriciteitsnet. Bij de direct aan het net gekoppelde installaties ontbreekt de accu en wordt via de regelaar en de omvormer rechtstreeks aan het openbare elektriciteitsnet geleverd. Bij beide soorten installaties blijft natuurlijk aan de orde, dat de zonnecellen gelijkstroom afleveren aan de regelaar.  
==Afwijkend gedrag==
==Accubatterijen==
Uit de praktijk blijkt, dat een gelijkspanningsinstallatie zich in enkele opzichten anders gedraagt dan de installateur gewend is. Smeltveiligheden en installatieautomaten bijvoorbeeld houden er bij gelijkspanning andere afschakeltijden op na dan bij aansluiting op wisselspanning. Ook contacten van magneetschakelaars hebben het bij gelijkspanning wat moeilijker dan bij wisselspanning.
Voor UPS-installaties hangt de keuze tussen de gebruikelijke stationaire lood-zwavelzuur accubatterijen en alkalische accubatterijen, nauw samen met de eisen die aan het gebruik ervan worden gesteld. Als er vaak grote ontlaadstromen voorkomen, dan is het veel gebruikte nikkel-cadmium type (NiCd) op zijn plaats. Bovendien heeft dit type het grote voordeel, dat ze geen of weinig schadelijke dampen afgeven en om die reden dan ook in dezelfde ruimte mogen worden opgesteld met de bijbehorende gelijkrichters en de regelapparatuur.  Bij niet al te grote autonome PV-installaties worden vaak loodaccubatterijen gebruikt, die dan in de buitenlucht worden opgesteld.           
<br/>Met dit afwijkende gedrag voor ogen, moet natuurlijk vooraf zoveel mogelijk rekening worden gehouden, anders komt de installateur en de gebruiker naderhand voor vervelende verassingen te staan.
<br/>Bij de grote loodaccubatterijen voor UPS-installaties is dit niet mogelijk en ook niet toegestaan, maar dienen de accuruimten goed te worden geventileerd. De normbladen NEN 1010 en de NEN 3140 geven daar aanwijzingen over. De aanvullende richtlijnen NPR 3299 en ATEX hebben tot doel om de veiligheid en gezondheid van werknemers in ruimten met explosiegevaar te waarborgen.  
==Welke accubatterijen?==
===Werkzaamheden in accuruimten===
Voor UPS-installaties hangt de keuze tussen de gebruikelijke stationaire lood-zwavelzuur accubatterijen en alkalische accubatterijen nauw samen met de eisen die aan het gebruik ervan worden gesteld. Als er vaak grote ontlaadstromen voorkomen, dan is het veel gebruikte nikkelcadmium type (NiCd) op zijn plaats. Bovendien heeft dit type het grote voordeel, dat ze geen of weinig schadelijke dampen afgeven en om die reden dan ook in dezelfde ruimte mogen worden opgesteld met de bijbehorende gelijkrichters en de regelapparatuur.  Bij niet al te grote autonome PV-installaties worden vaak loodaccubatterijen gebruikt, die dan in de buitenlucht worden opgesteld.           
<br/>Bij de grote loodaccubatterijen voor UPS-installaties is dit niet mogelijk en ook niet toegestaan, maar dienen de accuruimten goed te worden geventileerd. De normbladen NEN 1010 en de NEN 3140 geven daar aanwijzingen over. De aanvullende richtlijnen NPR 3299 en ATEX hebben tot doel om de veiligheid en gezondheid van werknemers in gebieden met explosiegevaar te waarborgen.  
==Werkzaamheden in accuruimten==
In het algemeen moeten tijdens werkzaamheden in accuruimten altijd rekening worden gehouden met:
In het algemeen moeten tijdens werkzaamheden in accuruimten altijd rekening worden gehouden met:
:• brand- en explosiegevaar door gasontwikkeling tijdens het laden;
• brand- en explosiegevaar door gasontwikkeling tijdens het laden;
:• elektrisch aanrakingsgevaar van niet uitschakelbare en in serie verbonden cellen;
• elektrisch aanrakingsgevaar van niet uitschakelbare en in serie verbonden cellen;
:• vlambogen bij het kortsluiten van cellen;
• vlambogen bij het kortsluiten van cellen;
:• de aanwezigheid van accuzuur.
• de aanwezigheid van accuzuur.
Vanwege genoemde gevaarlijke omstandigheden, mogen werkzaamheden, anders dan inspectiewerkzaamheden, in accuruimten uitsluitend worden uitgevoerd door twee personen.  
Vanwege genoemde gevaarlijke omstandigheden, mogen werkzaamheden, anders dan inspectiewerkzaamheden, in accuruimten uitsluitend worden uitgevoerd door ''twee'' personen.  
==Keuzemogelijkheden==
===Keuzemogelijkheden===
In vergelijking met de loodzwavelzuur-accubatterijen vragen de NiCd-accubatterijen wat meer plaatsruimte, wegens de lagere spanning per cel. Ook het laden van de NiCd-accubatterijen is iets ingewikkelder dan bij loodaccubatterijen. Door dit alles kan de prijs wat verschillen opleveren, ten gunste van de loodaccubatterijen.  
In vergelijking met de lood-zwavelzuur accubatterijen vragen de NiCd-accubatterijen wat meer plaatsruimte, wegens de lagere spanning per cel. Ook het laden van de NiCd-accubatterijen is iets ingewikkelder dan bij loodaccubatterijen. Door dit alles kan de prijs wat verschillen opleveren, ten gunste van de loodaccubatterijen.  
<br/>De levensduur van NiCd-accubatterijen wordt door de fabrikanten gesteld op 25 jaar. Ook loodaccu¬batterijen kunnen bij een goed onderhoud gemakkelijk een levensduur van 25 jaar halen. De vraag hierbij kan zijn, of dit altijd nodig is.  
<br/>De levensduur van NiCd-accubatterijen wordt door de fabrikanten gesteld op 25 jaar. Ook loodaccu-batterijen kunnen bij een goed onderhoud gemakkelijk een levensduur van 25 jaar halen. De vraag hierbij kan zijn, of dit altijd nodig is.  
<br/>Momenteel worden NiCd-accu’s steeds minder gebruikt en winnen nikkelmetaalhydride-accu’s (NiMH) langzaam terrein.  
::''De laatste tijd worden NiCd-accu’s steeds minder gebruikt en winnen nikkel-metaal-hydride-accu’s (NiMH) geleidelijk aan meer terrein''.  
<br/>Om een zo verantwoord mogelijke keus te maken, ligt het voor de hand met een goed bestek een leverancier te vinden, die de diverse typen accubatterijen kan leveren, zodat de voor- en nadelen van elk type kan worden afgewogen en een goede keus kan worden gemaakt.
Om een zo verantwoord mogelijke keus te maken, ligt het voor de hand met een goed bestek een leverancier te vinden, die de diverse typen accubatterijen kan leveren, zodat de voor- en nadelen van elk type kan worden afgewogen en een goede keus kan worden gemaakt.
==Capaciteit van de accubatterij==
===Capaciteit van de accubatterij===
Welk type accubatterij ook wordt gekozen; de vraag blijft hoe groot de capaciteit in ampère-uren (Ah)<sup> 2)</sup> moet zijn, om verantwoord bedrijf te kunnen voeren.
Welk type accubatterij ook wordt gekozen; de vraag blijft hoe groot de capaciteit in ampère-uren (Ah)<sup> 2)</sup> moet zijn, om verantwoord bedrijf te kunnen voeren.
Afhankelijk van de toepassing, wordt er een back-up tijd gevraagd van enkele minuten tot enige uren. Bij grote computers en computernetwerken volstaat soms een back-up tijd van enkele minuten, hoewel afhankelijk van de belangrijkheid van het systeem, ook soms enkele uren gelden. Voor andere systemen als ziekenhuizen, vliegvelden, centrale antenne-installaties en telecommunicatienetwerken worden bijna altijd back-up-tijden van enkele uren gevraagd. Voor UPS-installaties ligt dat allemaal anders, aangezien als regel continu geladen en ontladen wordt.
Afhankelijk van de toepassing, wordt er een back-up tijd gevraagd van enkele minuten tot enige uren. Bij grote computers en computernetwerken volstaat soms een back-up tijd van enkele minuten, hoewel afhankelijk van de belangrijkheid van het systeem, ook soms enkele uren gelden. Voor andere systemen als ziekenhuizen, vliegvelden, centrale antenne-installaties en telecommunicatienetwerken worden bijna altijd back-up-tijden van enkele uren gevraagd. Voor UPS-installaties ligt dat allemaal anders, aangezien als regel continu geladen en ontladen wordt.
==Ontlaadtijd==
===Ontlaadtijd===
Afhankelijk dus van het doel waarvoor een accubatterij wordt geplaatst, zal de ontlaadtijd van de accubatterij van belang zijn. Als slechts gedurende een zeer korte tijd stroom geleverd moet worden, is er een andere accubatterij nodig dan wanneer vele uren vermogen moet worden geleverd.
Afhankelijk van het doel waarvoor een accubatterij wordt geplaatst, zal de ontlaadtijd van de accubatterij van belang zijn. Als slechts gedurende een zeer korte tijd stroom geleverd moet worden, is er een andere accubatterij nodig dan wanneer vele uren vermogen moet worden geleverd.
<br/>Het is in de praktijk niet altijd eenvoudig aan de weet te komen hoe groot het gevraagde vermogen van de apparatuur is die aangesloten gaat worden aan de UPS-installatie. Soms laat men zich hierbij leiden door ervaringscijfers van overeenkomstige installaties, maar soms ook moet op een redelijke manier worden geschat wat het verbruik is van de diverse apparaten.
<br/>Het is in de praktijk niet altijd eenvoudig aan de weet te komen hoe groot het gevraagde vermogen van de apparatuur is die aangesloten gaat worden aan de UPS-installatie. Soms laat men zich hierbij leiden door ervaringscijfers van overeenkomstige installaties, maar soms ook moet op een redelijke manier worden geschat wat het verbruik is van de diverse apparaten.
Bij de autonome PV-installaties is de keus en de capaciteit van de accu ook niet eenvoudig .Als voorbeeld kan gelden een autonoom werkend installatie in een tuinhuis. Als het verbruik van de aan te sluiten elektrische apparaten bekend is, kan de capaciteit van de accu worden bepaald. Als er ook nog eens 2 dagen moeten kunnen worden overbrugd, dan zou met een accubatterij van circa 160 tot 200 Ah bedrijf kunnen worden gevoerd.
<br/>Bij de autonome PV-installaties is de keus en de capaciteit van de accu ook niet eenvoudig. Als voorbeeld kan gelden een autonoom werkend installatie in een tuinhuis. Als het verbruik van de aan te sluiten elektrische apparaten bekend is, kan de capaciteit van de accu worden bepaald. Als er ook nog eens 2 dagen moeten kunnen worden overbrugd, dan zou met een accubatterij van circa 160 Ah bedrijf kunnen worden gevoerd.
<br/>Fabrikanten van grote computersystemen hebben nogal eens de gewoonte het vermogen van hun apparatuur wat te laag in te schatten, en houden niet altijd rekening met het rendement van een apparaat. Ook aan uitbreidingen wordt minder vaak gedacht dan wenselijk is, waardoor soms al na betrekkelijk korte tijd de capaciteit van de accubatterij te klein blijkt te zijn.  
<br/>Fabrikanten van grote computersystemen hebben nogal eens de gewoonte het vermogen van hun apparatuur wat ''te laag'' in te schatten, en houden niet altijd rekening met het rendement van een apparaat. Ook aan uitbreidingen wordt minder vaak gedacht dan wenselijk is, waardoor soms al na betrekkelijk korte tijd de capaciteit van de accubatterij te klein blijkt te zijn.  
<br/>De capaciteit van de loodaccubatterijen wordt opgegeven bij een ontlaadtijd van 10 uur bij een constante stroom, en bij een eindspanning van 1,8 V per cel. Een accubatterij van 200 Ah kan volgens deze definitie dus gedurende 10 uur een stroom afgeven van 20 ampère.  
<br/>De capaciteit van loodaccubatterijen wordt opgegeven bij een ontlaadtijd van 10 uur bij een constante stroom, en bij een eindspanning van 1,8 V per cel. Een accubatterij van 200 Ah kan volgens deze definitie dus gedurende 10 uur een stroom afgeven van 20 ampère.  
In de praktijk wordt er als regel niet zo gelijkmatig bedrijf gevoerd en kunnen af en toe kleinere of grotere stromen aan de orde zijn. Naarmate de stroom groter wordt dan volgens de definitie van de accubatterij geldt, wordt de ontlaadtijd belangrijk korter, en wel zoveel korter, dat het rendement met sprongen achteruit gaat.  
In de praktijk wordt er als regel niet zo gelijkmatig bedrijf gevoerd en kunnen af en toe kleinere of grotere stromen aan de orde zijn. Naarmate de stroom groter wordt dan volgens de definitie van de accubatterij geldt, wordt de ontlaadtijd belangrijk korter, en wel zoveel korter, dat het rendement met sprongen achteruit gaat.  
<br/>In de ontlaadkromme van een loodaccubatterij van 200 Ah is duidelijk te zien, dat als bijvoorbeeld 60 ampère wordt afgenomen, de accubatterij al na 2,5 uur ontladen is, zodat nog maar een capaciteit van 150 Ah aanwezig is. Bij 1 uur en 100 A geldt nog maar een capaciteit van 100 Ah.
<br/>In de ontlaadkromme van een loodaccubatterij van 200 Ah is duidelijk te zien, dat als bijvoorbeeld 60 ampère wordt afgenomen, de accubatterij al na 2,5 uur ontladen is, zodat nog maar een capaciteit van 150 Ah aanwezig is. Bij 1 uur en 100 A geldt nog een capaciteit van 100 Ah.  
==Kortsluitstroom==
===Kortsluitstroom===
Belangrijk voor onder meer de beveiliging van een installatie is, te weten hoe groot de kortsluitstroom van een accubatterij is. Van belang hierbij is de inwendige weerstand van de accubatterij, en de weerstand van de toe- en afvoerkabels.
Belangrijk voor onder meer de beveiliging van een installatie is, te weten hoe groot de kortsluitstroom van een accubatterij is. Van belang hierbij is de inwendige weerstand van de accubatterij, en de weerstand van de toe- en afvoerkabels.
Een cel van een loodaccubatterij van 250 Ah heeft een inwendige weerstand van ongeveer
<br/>Een cel van een loodaccubatterij van 250 Ah heeft een inwendige weerstand van ongeveer
Ri = 0,0005 ohm, zodat bij een directe klemmenkortsluiting ('''''R<sub>u</sub>''''' = 0 ohm) uitgaande van een geladen cel volgens:  
R<sub>i</sub> = 0,0005 ohm, zodat bij een directe klemmenkortsluiting (R<sub>u</sub> = 0 ohm) uitgaande van een geladen cel volgens:  


   
   


een kortsluitstroom '''''I<<sub>k</sub>''''' aanwezig is van :
een kortsluitstroom I<sub>k</sub> aanwezig is van :
 




Bij een NiCd-accubatterij is de inwendige weerstand '''''R<sub>i</sub>''''' lager dan bij een loodaccubatterij, waardoor de kortsluitstroom dus nog wat hoger wordt.
Bij een NiCd-accubatterij is de inwendige weerstand R<sub>i</sub> lager dan bij een loodaccubatterij, waardoor de kortsluitstroom dus nog wat hoger wordt!
<br/>Bij een accubatterij is in de praktijk natuurlijk nooit een enkele cel aanwezig, maar zal er altijd een aantal cellen in serie geschakeld zijn, waarmee de inwendige weerstand net zoveel keren omhoog gaat als het aantal cellen dat in serie staat.  
<br/>Bij een accubatterij is in de praktijk natuurlijk nooit een enkele cel aanwezig, maar zal er altijd een aantal cellen in serie geschakeld zijn, waarmee de inwendige weerstand net zoveel keren omhoog gaat als het aantal cellen dat in serie staat.  
Stel, dat er een loodaccubatterij voor 250 Ah/230 volt aanwezig is - een niet ongebruikelijke spanning bij computernetwerken - dan bestaat deze uit 103 cellen van elk 2,23 volt. Als de weerstand van de zeer laagohmige tussenverbindingen wordt verwaarloosd, dan is de inwendige weerstand van de accubatterij nu 0,0515 ohm en is de klemmenkortsluitstroom '''''I<sub>k</sub>''''' dus ook weer 4,5 kA, aangezien de spanning ook 103 keer zo groot is geworden. Deze 4,5 kA is aanwezig in de onmiddelijke nabijheid van de aansluitklemmen van de accubatterij. Aangezien de gebruikers meestal op enige afstand van de accubatterij verwijderd zijn, neemt de kortsluitstroom af naarmate de lengte van de toe te passen aansluitkabel toeneemt. Dit houdt dus in, dat hiermee bij de keuze van de smeltveiligheden of automaten rekening moet worden gehouden, anders is er geen sprake meer van een selectieve beveiliging van de installatie.
<br/>Stel, dat er een loodaccubatterij voor 250 Ah/230 volt aanwezig is - een niet ongebruikelijke spanning bij computernetwerken - dan bestaat deze uit 103 cellen van elk 2,23 volt. Als de weerstand van de zeer laagohmige tussenverbindingen wordt verwaarloosd, dan is de inwendige weerstand van de accubatterij nu 0,0515 ohm en is de klemmenkortsluitstroom I<sub>k</sub> dus ook weer 4,5 kA, aangezien de spanning ook 103 keer zo groot is geworden. Deze 4,5 kA is aanwezig in de onmiddellijke nabijheid van de aansluitklemmen van de accubatterij. Aangezien de gebruikers meestal op enige afstand van de accubatterij verwijderd zijn, neemt de kortsluitstroom af naarmate de lengte van de toe te passen aansluitkabel toeneemt. Dit houdt dus in, dat hiermee bij de keuze van de smeltveiligheden of automaten rekening moet worden gehouden, anders is er geen sprake meer van een selectieve beveiliging van de installatie.
<br/>Ook bij PV-installaties dient met kortsluitstromen rekening te worden gehouden.
<br/>Ook bij installaties met zonnepanelen dient met de kortsluitstroom rekening te worden gehouden.
==Smeltveiligheden==
==Smeltveiligheden==
Smeltveiligheden, maar ook installatieautomaten, blijken zich bij het beveiligen van gelijkspanningsinstallaties enigszins anders te gedragen dan in wisselspanningsinstallaties. In de literatuur en bij fabrikanten van smeltveiligheden zijn daar weinig of geen gegevens over te vinden, hoewel sinds de komst van de PV-installaties daar meer onderzoek naar is gedaan.
===Kapstroom===
<br/>Uit een op grote schaal uitgevoerd onderzoek<sup> 3)</sup> bijvoorbeeld, is onder meer gebleken, dat de afschakeltijden van de voor wisselspanning ontwikkelde smeltveiligheden, lopend van 16 A tot 315 A bij aansluiting op gelijkspanning langer zijn dan bij wisselspanning.
Op de afbeelding is te zien, dat bij een wisselspanning van 50 Hz een periode 1/50 = 0,02 = 20 msec duurt en een kwart periode dus 20msec/4 = 5 msec. Men ziet graag, dat het smeltproces bij een kortsluiting op gang is gekomen vóór deze kwartperiode is verlopen, dus <5 msec. Op die manier tracht men de topwaarde van de kortsluitstroom te ontlopen, aangezien zowel de krachtwerking als de verwarming afhankelijk zijn van I<sup>2</sup>. Dit gebeurt doordat bij bijvoorbeeld mespatronen een stroombegrenzing – ook wel kapstroom I<sub>kap</sub> genoemd - aanwezig is. Hierdoor worden de afschakeltijd en de kortsluitstroom I<sub>k</sub> begrensd.
<br/>De smelt- en afschakelprocessen in smeltveiligheden worden door de zogenaamde '''''i<sup> 2</sup>t-waarde''''' van de smeltveiligheid bepaald - dus door het kwadraat van de stroom en de tijdsduur -  als som van de smeltwaarde en de boogwaarde. De bedoeling is, dat de door de kortsluiting ontstane boog ''zo snel mogelijk'' wordt gedoofd. Bij wisselspanning zijn de gevolgen van een eventuele niet-dovende lichtboog wat minder ernstig, aangezien er een periodieke nuldoorgang van de stroom aanwezig is, waarbij alsnog doven van de boog kan plaatsvinden. Als bij gelijkspanning de boog blijft staan, schakelt de kortsluitstroom niet af en is - door de zich ontwikkelde boogenergie - een explosie niet uitgesloten.
===Onderzoek===
==Verschil in afschakeltijd==
Smeltveiligheden, maar ook installatieautomaten, blijken zich bij het beveiligen van gelijkspanningsinstallaties enigszins anders te gedragen dan in wisselspanningsinstallaties. In de literatuur en bij fabrikanten van smeltveiligheden zijn daar weinig of geen gegevens over te vinden, hoewel sinds de toename van de UPS-installaties en de komst van de PV-installaties daar meer onderzoek naar is gedaan.
In de afbeelding is te zien, dat bij een wisselspanning van 50 Hz een periode 1/50 = 0,02 = 20 msec sec duurt en een kwart periode dus 20msec/4 = 5 msec. Men ziet graag, dat het smeltproces bij een kortsluiting op gang is gekomen vóór deze kwartperiode is verlopen, dus <5 msec. Op die manier tracht men de topwaarde van de kortsluit¬stroom te ontlopen. Dit gebeurt doordat bij bijvoorbeeld mespatronen een stroombegrenzing – ook wel kapstroom Ikap genoemd - aanwezig is. Hierdoor worden de afschakeltijd en de kortsluitstroom Ik begrensd.
<br/>Uit een op grote schaal uitgevoerd onderzoek bijvoorbeeld, is onder meer gebleken, dat de afschakeltijden '''''t''''' van de voor wisselspanning ontwikkelde smeltveiligheden, - lopend van 16 A tot 315 A - bij aansluiting op gelijkspanning ''langer'' zijn dan bij wisselspanning.
<br/>Bij aansluiten op gelijkspanning duurt het allemaal wat langer voordat het smeltproces inzet. Dit ligt natuurlijk ook wel voor de hand, aangezien in gelijkspanningsinstallaties de stroom er, in vergelijking met wisselstroom, relatief lang over doet om zijn maximale waarde te bereiken, waardoor de vereiste '''''i<sup> 2</sup>t-waarde''''' pas na lange tijd wordt opgebouwd. In die langere afschakeltijd wordt een deel van de ontwikkelde warmte aan de smeltstrippen en het omringende isolatiemateriaal afgegeven.
<br/>Bij aansluiten op gelijkspanning duurt het namelijk wat langer voordat het smeltproces inzet. Dit ligt natuurlijk ook wel voor de hand, aangezien in gelijkspanningsinstallaties de stroom er, in vergelijking met wisselstroom, relatief lang over doet om zijn maximale waarde te bereiken, waardoor de kapstroom I<sub>kap</sub> pas na een relatief lange tijd wordt opgebouwd. Het bereiken van de maximumwaarde van de stroom I<sub>max</sub> verloopt namelijk volgens een e-functie:
Het bereiken van de maximumwaarde van de stroom '''''I<sub>k</sub>''''' verloopt volgens een  
e-functie:
 
 
   
   
waarbij t de tijd is en de term τ de tijdconstante van het net voorstelt.  
waarbij t de tijd is en de term τ de tijdconstante van het net voorstelt.  
De tijdconstante van het net is de verhouding tussen de zelfinductie L en de weerstand R van het net, tijdens een kortsluitsituatie ofwel τ = L/R (sec). De tijdconstante bepaalt dus de stijging van de stroom in de tijd. Voor gelijkspan-ningsinstallaties wordt vlgs IEC- en VDE- voorschriften meestal een tijdcon-stante van het net van 15 à 30 msec aangehouden, zodat een volledige e-functie ( 5 τ) = 75 à 150 msec nodig heeft om de maximumwaarde te bereiken. Aangezien de ontwikkelde warmte afhankelijk is van de i2t-waarde van de smeltveilgheid, duurt het door de langzaam stijgende kortsluitstroom relatief lang voordat de smelt- en afschakelprocesen voltooid zijn.  
De tijdconstante van het net is de verhouding tussen de zelfinductie L en de weerstand R van het net, tijdens een kortsluitsituatie ofwel τ = L/R (sec). De tijdconstante bepaalt dus de stijging van de stroom in de tijd.  
==Magneetschakelaars en relais==
<br/>Voor gelijkspanningsinstallaties wordt volgens IEC- en VDE- voorschriften meestal een tijdconstante τ van het net van 15 à 30 msec aangehouden, zodat een volledige e-functie ( 5 τ) = 75 à 150 msec nodig heeft om de maximumwaarde te bereiken.  
Het verschijnsel van de niet-dovende boogontlading doet zich ook voor bij een onderbreking van de stroom door de contacten van magneetschakelaars en relais voor gelijk¬spanningstoepassingen. Aangezien de nettijdconstante
<br/>Uit het genoemde onderzoek kwam onder meer naar voren, dat kortsluitstromen onder gelijkspanningsomstandigheden bij een lagere stroom kappen dan bij wisselspanning van 50 Hz, zodat daar dus ook rekening mee moet worden gehouden. Het kappen bij gelijkspanning bleek in de reeks van 16 A tot 315 A namelijk te beginnen bij een 1,5 tot 3x lagere kortsluitstroom dan bij 50 Hz.  
τ = L/R aanwezig is met als component de zelfinductie L, zal tussen de contacten van de magneetschakelaar een overspanning Ui optreden volgens:
<br/>Dit verschijnsel kan worden verklaard, doordat de smeltveiligheden bij gelijkstroom weliswaar - in tijd - gezien later tot doorsmelten komen dan bij wisselspanning, maar bij een lagere kortsluitstroom. Dit is in de bijgaande afbeeldingen verduidelijkt.  
         
Dit kan problemen opleveren, aangezien door de overspanning - die soms tot wel 1000 volt kan oplopen - een boog wordt ingeleid die niet dooft aangezien er geen nuldoorgang is. In de praktijk worden om die reden dan ook enige contacten in serie gezet, waardoor de overspanning over enkele contactparen wordt verdeeld, en verbranding van de contacten op die manier uitblijft.
Dit probleem wordt niet altijd onderkend, aangezien bij het testen van schakelinstallaties voor gelijkspanning voorzien van magneetschakelaars en relais, meestal een gelijkrichtinstallatie wordt gebruikt. Het nadeel hiervan is, dat de inwendige weerstand van een gelijkrichtinstallatie in vergelijking met een accubatterij hoog is, waardoor eerder genoemde hoge overspanningen uitblijven, en er ogenschijnlijk geen noodzaak is contacten in serie te schakelen. Bij aansluiten aan de werkelijke installatie met accubatterijen, komen dan de problemen, en verbran¬den de contacten van de magneet¬schakelaars en relais alsnog. Bij de speciaal voor gelijkspanning ontwikkelde installatieautomaten heeft men al rekening met dit fenomeen gehouden.
 
 




Regel 94: Regel 67:




=Rondom de cirkel ( 3 )=
In [[Rondom de cirkel ( 1 )]] werd het bijzondere getal '''''π''''' afgeleid door de eigenschappen van een aantal regelmatige veelhoeken te betrekken op de cirkel.
<br/>In [[Rondom de cirkel ( 2 )]] neemt de cirkel alweer een bijzondere plaats in. Het blijkt namelijk, dat van alle regelmatige veelhoeken de cirkel de meest gunstige verhouding tussen oppervlak en omtrek bezit.
<br/>In deze 3<sup>e</sup> verhandeling over de cirkel worden twee bijzondere cirkels besproken, namelijk de '''grootcirkel''' en de '''kleincirkel'''.
<br/>In de navigatie en de geografie komen de termen grootcirkel en kleincirkel veelvuldig voor. Ze worden gebruikt, om de positie op het aardoppervlak of op zee duidelijk te omschrijven, door bepaling van de positie van de lengte- en breedtegraad. Ook bij bepaling van de  afstand tussen twee plaatsen op de aardbol, op zee of in het luchtruim, worden grootcirkels en kleincirkels toegepast.
==Grootcirkel==
[[Afbeelding:Bol+KL+GR.jpg|300px|left]]
<br/>
Een grootcirkel<sup>1)</sup>, grote cirkel of orthodroom is een cirkel op een boloppervlak waarvan de straal '''''r''''' gelijk is aan de straal '''''r''''' van de bol. Dit betekent ook dat het middelpunt van alle grootcirkels en van de bol samenvallen.
<br/>Een grootcirkel verdeelt het oppervlak van een bol in ''twee gelijke delen''. Een grootcirkel is dus de ''grootste'' cirkel die op een bol past.
<br/>De evenaar is een bekende grootcirkel. De evenaar, evennachtslijn of equator is een denkbeeldige lijn op het aardoppervlak in de vorm van een grootcirkel midden tussen de polen. De evenaar verdeelt de aarde in een noordelijk halfrond en een zuidelijk halfrond
<br/>
<br/>
==Kleincirkel==
Een kleincirkel<sup>1)</sup> is een cirkel op een bol waarvan de middelpunten ''niet'' samenvallen. De straal '''''r''''' van de cirkel is kleiner dan die van de bol, en het vlak van de cirkel verdeelt de bol in ''ongelijke'' delen.
<br/>Kleincirkels hebben altijd een ''kleinere'' diameter dan de bol zelf. Hoe kleiner de diameter van een cirkel is, hoe groter zijn kromming.
<br/>De '''breedtecirkels''' zijn bekende kleincirkels. Een parallel of breedtecirkel is een denkbeeldige cirkel op aarde die alle punten op een bepaalde breedtegraad verbindt. Alleen de evenaar is een grootcirkel, alle andere parallellen zijn kleincirkels.
<br/>Zowel de Kreeftskeerkring en Steenbokskeerkring, alsmede de poolcirkels van de Noord- en Zuidpool zijn voorbeelden van kleincirkels.
[[Afbeelding:Gr+Kl.jpg|300px|right]]
Dat een deel van ee kleincirkel ''niet'' de kortste afstand tussen twee punten is,is in de afbeelding duidelijk te zien.
<br/>Op de bol met een diameter van 8 cm is de afstand van A naar B op ''drie'' manieren af te leggen.
:*Via de grootcirkel door het midden bedraagt de afstand 7 cm. 
:*Via de kleincirkel  - met een diamer van 7 cm - bedraagt de afstand aan de rechterzijde 9 cm (  = + 29%).
:*Via dezelfde kleincirkel links is de afstand 10 cm ( = + 43% ).
In de scheepvaart en in de luchtvaart wordt met dit fenomeen rekening gehouden, en wordt bij grote afstanden zoveel mogelijk een koers via een grootcirkel aangehouden.
{{Bron|bronvermelding=
{{References}}
<sup>1)</sup>De namen grootcirkel en kleincirkel als zelfstandig naamwoord zijn germanismen. Een germanisme is een barbarisme dat aan het Duits is ontleend.
<br/>In het Engels, Frans en de meeste Europese talen, wordt bij deze bijzondere cirkels een bijvoegelijk naamwoord gebruikt.
:* Engels: Great circle, Small circle
:* Frans: Grand cercle, Petit cercle
}}
[[Categorie: Navigatie]]
[[Categorie: Breedtegraad]]
[[Categorie: Geografie]]
[[Categorie: Ruimte (geografie)]]
[[Categorie: Poolcirkel]]
[[Categorie: Keerkring]]
verwante begrippen: breedteparallel, parallel, poolcirkel, keerkring
Een plaats op zee, overal op aarde, is door de breedtegraad en de lengtegraad bepaald
<br/>Zo zijn de noordpoolcirkel en de zuidpoolcirkel kleincirkels.
=Ballade (muziekvorm)=
[[Afbeelding:Gustave Doré.jpg|300px|thumb|right|<big>'''Troubadours zingen over de kruisvaart'''</big>]]
Een ballade  is oorspronkelijk een lied waarop gedanst werd. Het woord ballade komt uit het Italiaans en betekent letterlijk: '''dansen'''.
<br/>Een ballade kan ook een gedicht zijn, waarvan de vorm in de Middeleeuwen is ontstaan.
<br/>In dit lemma wordt de ballade als '''muziekvorm''' behandeld.
==Ontwikkeling==
In de 14<sup>e</sup> en 15<sup>e</sup> eeuw was de ballade een zeer geliefde liedvorm, bestaande uit afwisselend vers en refrein, dat door de troubadours en trouvères werd gezongen en gespeeld. Met de opname in de muziekkunst werd de ballade een van de meest geliefde muzikale vormen van de 14<sup>e</sup>  eeuw.
Hieruit ontwikkelde zich later, in de 19<sup>e</sup>  eeuw, de 'ballade' als muziekvorm waarin het verhalende element belangrijk was. De betekenis van de ballade in die tijd is te verklaren door de ontwikkeling van een gelijknamig literair genre.
<br/>De ballade ontwikkelde zich tot een muziekstuk geschreven op een verhalende tekst, meestal enigszins droefgeestig van karakter.
==Liedkunst==
[[Afbeelding:Robert Schumann.jpg|200px|thumb|left|Robert Schumann op 30-jarige leeftijd <sup>1)</sup> ]]
In de liedkunst werden en worden de ballades meestal in muziek voor zangstemmen en piano omgezet. De piano zorgt hierbij voor de illustratie door de soms droefgeestige stemmingen in tonen om te zetten.
<br/>Enkele bekende voorbeelden hiervan zijn:
:o [[Franz Schubert]] : '''Der Erlkönig''', op tekst van Johan Wolfgang von Goethe 
:o [[Carl Loewe]] : '''Der Zauberlehrling''', op tekst van Johan Wolfgang von Goethe
:o [[Robert Schumann]] : '''Nur wer die Sehnsucht kennt''' uit ''Wilhelm Meister'' van Johan Wolfgang von Goethe
:o [[Johannes Brahms]] :  '''Ballades opus 10 (Edward)''' op tekst van Johann Gottfried von Herder
:o [[Hugo Wolf]] : '''Mörike-Lieder''' op tekst van Eduard Friedrich Mörike
{|class="vatab"
|width="450"|
<big>'''Nur wer die Sehnsucht kennt'''</big>
:Nur wer die Sehnsucht kennt,
:Weiß, was ich leide!
:Allein und abgetrennt
:Von aller freude,
:Seh’ ich ans Fimament
:Nach jener Seite
:Ach! Der mich liebt und kennt,
:Ist in der Weite.
:Es schwindelt mir, es brennt
:Mein Eingeweide.
:Nur wer die Sehnsucht kennt.
:Weiß, was ich leide!
|width="450"|
<big>'''Slechts die het verlangen''' '''kent'''</big>
:
:
:Slechts die het verlangen kent,
:Weet wat ik lijd!
:Alleen en afgesneden
:Van alle vreugde,
:Kijk ik naar het firmament
:In die richting,
:Ach!, Die van mij houdt en mij kent ,
:Is ver weg.
:Het is duizelingwekkend, het brandt
:In mijn binnenste,
:Slechts die het verlangen kent.
:Weet wat ik lijd!
|}
==Instrumentale ballade==
[[Frédéric Chopin]] was de eerste componist die ballades voor piano schreef. Hij schreef ze tussen 1831 en 1842. De componisten [[Franz Liszt]], [[Johannes Brahms]] en [[Edvard Grieg]] zouden zijn voorbeeld volgen. Ook Robert Schumann kon niet achterblijven.
<br/>[[Gabriel Fauré]], schreef een ballade voor piano en orkest. Zijn tijdgenoot en vriend[[Claude Debussy]] maakte van ballades van [[François Villon]] muziek voor zangstem en piano (1910) die hij later ook arrangeerde voor orkest en zangstem.
:*'''Ballade de Villon à s'Amye: Faulse beauté qui tant me couste cher''' -> Ballade voor zijn geliefde. ''Valse schoonheid die me zoveel kost.''
:*'''Ballade que Villon feit à la requeste de sa mére prier Nostre Dame''': Dame du ciel, régente terrienne -> Ballade die Villon maakte op verzoek van zijn moeder, tot Onze Lieve Vrouw te bidden; ''de hemelse dame en aardse regentes''.
:*'''Ballade des femmes de Paris: ''' ->Ballade van de dames uit vroeger tijden. Quoy qu’on tient belles langagières Florentines, Veniciennes, -> ''Zeg mij: waar, in welk ver domein,is Flora, die schoon van gezicht was? ''
==Opera==
Als een verdere ontwikkeling van de klavierballade, kan de opera- en de koorballade worden gezien.
<br/>De ballade-opera is een Engels operagenre, met zangspel en prozadialogen, dat zijn bloeitijd had tussen 1650 en 1750. De liederen van het zangspel waren veelal aangepaste volkswijsjes en andere bekende melodieën. De beroemdste ballade-opera was ''The Beggar's Opera'' van John Gay en Christopher Pepusch (1728). Deze opera was ook de inspiratiebron van Kurt Weill en Bertolt Brecht tot het creëren van de zo succesvolle [[Kurt Weill|Die Dreigroschenoper]]<sup>2)</sup>, met een geheel eigen stijl en met gemakkelijk in het gehoor liggende ballades, als: '''Die Moritat von Mackie Messer'''. Als de tekst hiervan wordt vergeleken met: ''Nur wer die Sehnsucht kennt'', dan ligt daar een wereld van verschil tussen! 
<br/>En dan de overbekende ballade: '''La donna è mobile''' ( De vrouw is wispelturig ) uit de opera '''Rigoletto''' van [[Guiseppe Verdi]], die ver af staat van '''Senta's ballade'''; het lied van de Noorse zeelieden uit de derde akte: ("Steuermann laß die Wacht") uit de opera '''Der fliegende Holländer''' van [[Richard Wagner]].
{|class="vatab"
|width="450"|
<big>'''Die Moritat von Mackie Messer'''</big>
:Und der Haifisch, der hat Zähne
:und die trägt er im Gesicht
:und Macheath, der hat ein Messer,
:doch das Messer sieht man nicht.
:An 'nem schönen blauen Sonntag
:Liegt ein toter Mann am Strand
:Und ein Mensch geht um die Ecke
:Den man Mackie Messer nennt
:Und Schmul Meier bleibt verschwunden
:Und so mancher reiche Mann
:Und sein Geld hat Mackie Messer
:Dem man nichts beweisen kann
:Jenny Towler ward gefunden
:Mit 'nem Messer in der Brust
:Und am Kai geht Mackie Messer
:Der von allem nichts gewußt
:Und das große Feuer in Soho
:Sieben Kinder und ein Greis -
:In der Menge Mackie Messer, den
:Man nicht fragt und der nichts weiss
:Und die minderjährige Witwe
:Deren Namen jeder weiss
:Wachte auf und war geschändet -
:Mackie, welches war dein Preis?
:Wachte auf und war geschändet -
:Mackie, welches war dein Preis?
|width="450"|
<big>'''De ballade van Mackie Messer'''</big>
:En de haai, die heeft tanden
:Die hij draagt in zijn gezicht
:En Macheath, die heeft een mes,
:Maar dat mes, dat zie je niet.
:Op een mooie blauwe zondag
:Ligt een dode man op 't strand
:En een vent gaat net de hoek om,
:Die men Mackie Messer noemt.
:En "smoel" Meier blijft vermist
:En zo menig rijke man
:Maar hun geld heeft Mackie Messer,
:Die men niets bewijzen kan.
:Jenny Towler werd gevonden
:Met een mes in haar borst
:En langs de kade loopt Mackie Messer
:Die van alles geen weet heeft.
:En de grote brand in Soho
:Zeven kinderen en een oude man -
:In de menigte was Mackie Messer,die
:Men niets vraagt niet en die niets weet.
:En de minderjarige weduwe
:Haar naam kent iedereen,
:Werd wakker en was onteerd -
:Mackie, wat was je prijs?
:Werd wakker en was onteerd -
:Mackie, wat was je prijs?
|}
{{Bron|bronvermelding=
{{References}}
:* <sup>1)</sup> Opmerking van Robert Schumann:: "Geen enkele afbeelding van mij is goed, behalve die van Kriehuber." Josef Kriehuber was een Oostenrijkse lithograaf en schilder.
:* <sup>2)</sup> '''Die Dreigroschenoper''' van Kurt Weill en librettist Bertolt Brecht was enorm succesvol en wordt nog steeds gezien als een belangrijke doorbraak van het genre. De misdadiger Macheath ( Mackie Messer ) speelt de hoofdrol en stijgt in aanzien. Bertolt Brecht werd ook door de figuur François Villon sterk geïnspireerd bij het schrijven van de opera.
}}
[[Categorie: Muziek]]
[[Categorie: Zang]]
[[Categorie: Piano]]
[[Categorie: Poëzie]]
[[Categorie: Dichtkunst]]
[[Categorie: Duits dichter]]
De schrijver, regisseur en librettist Die Dreigroschenoper met muziek van Kurt Weill.
Josef Kriehuber
 
  :Ach, es sind des Haifischs Flossen
:Rot, wenn dieser Blut vergiesst!
:Mackie Messer trägt 'nen Handschuh
:Drauf man keine Untat liest.
:An der Themse grünem Wasser
:Fallen plötzlich Leute um!
:Es ist weder Pest noch Cholera
:Doch es heisst: Maceath geht um.
:Ach, het zijn de vinnen van de haai
:Rood, als hij weer bloed vergiet!
:Mackie Messer draagt een handschoen
:Zodat men zijn wandaad niet meer ziet.
:Aan het groene water van de Theems
:Vallen mensen plotseling om!
:Noch door pest, noch door cholera,
:Maar het betekent: ''Mackie waart rond''.
 
 
 
   
   
wikidata:Q93804
Het kortluitstroombegrenzende effect van de smeltveiligheid zorgt er voor, dat de smeltenergie beperkt blijft. In het gearceerde oppervlak. De smeltenergie is aanwezig in de vorm van i<sup>2</sup>t R Dit wordt ook wel de stroom/tijdintegraal van de smeltveiligheid genoemd. In het spraakgebruik, noemt men dit meestal de i<sup>2</sup>t-waarde van de veiligheid.
 
==Magneetschakelaars en relais==
:En nu komt het goede einde
Het verschijnsel van een niet-dovende boogontlading kan zich voordoen bij een onderbreking van de stroom door de contacten van magneetschakelaars en relais voor gelijkspanningstoepassingen. Aangezien de nettijdconstante
:Als alles overeenstemt met elkaar.
τ = L/R aanwezig is met als component de zelfinductie L, zal bij onderbreken van de stroom tussen de contacten van de magneetschakelaar een overspanning U<sub>i</sub> optreden volgens:
:En is het nodigde geld aanwezig,
:dan is het einde meestal goed.
 
 
 
 
 
   
   
Description
         
Depicted person: Robert Schumann
Dit kan problemen opleveren, aangezien door de overspanning - die soms tot wel 1000 volt kan oplopen - een boog wordt ingeleid die niet dooft aangezien er geen nuldoorgang is. In de praktijk worden om die reden dan ook enige contacten in serie gezet, waardoor de overspanning over enkele contactparen wordt verdeeld, en verbranding van de contacten op die manier uitblijft.
Dit probleem wordt niet altijd onderkend, aangezien bij het testen van schakelinstallaties voor gelijkspanning voorzien van magneetschakelaars en relais, meestal een gelijkrichtinstallatie wordt gebruikt. Het nadeel hiervan kan zijn, dat de inwendige weerstand van de gelijkrichtinstallatie in vergelijking met een accubatterij hoog is, waardoor eerder genoemde hoge overspanningen uitblijven, en er ogenschijnlijk geen noodzaak is contacten in serie te schakelen. Bij aansluiten aan de werkelijke installatie met accubatterijen, komen dan de problemen, en verbranden de contacten van de magneetschakelaars en relais alsnog. Bij de speciaal voor gelijkspanning ontwikkelde installatieautomaten heeft men al rekening met dit fenomeen gehouden.
Date 1839
Place of creation Vienna
Notes Schumann 1849: „Von meinen Bildern taugt keines viel, etwa das von Kriehuber ausgenommen.“

Versie van 25 jul 2018 17:01

Aandacht voor gelijkspanninginstallaties

Installateurs hebben als regel een ruime ervaring met het ontwerpen en uitvoeren van installaties voor woonhuizen en winkels. De kennis van gelijkspanningsinstallaties blijft hierbij helaas meestal wat achter. Toch moet af en toe een gelijkspanningsinstallatie worden ingericht, zeker nu de vraag naar UPS-installaties1) stijgende is en ook veel voorzieningen voor zonnepanelen(PV–installaties) worden geïnstalleerd. br/>Uit de praktijk en uit onderzoek blijkt, dat een gelijkspanningsinstallatie zich in enkele opzichten anders gedraagt dan de installateur gewend is. Smeltveiligheden en installatieautomaten bijvoorbeeld houden er bij gelijkspanning andere afschakeltijden op na dan bij aansluiting op wisselspanning. Ook contacten van magneetschakelaars hebben het bij gelijkspanning wat moeilijker dan bij wisselspanning.
Met dit afwijkende gedrag voor ogen, moet natuurlijk vooraf zoveel mogelijk rekening worden gehouden, anders komt de installateur naderhand voor vervelende verassingen te staan.

PV-installaties

PV-installaties zijn te onderscheiden in twee soorten, namelijk :

  • autonome PV-installaties
  • direct aan het net gekoppelde installaties

De autonome PV-installaties zijn uitgevoerd met accubatterijen en zijn niet gekoppeld aan het openbare elektriciteitsnet. Bij de direct aan het net gekoppelde installaties ontbreekt de accu en wordt via de regelaar en de omvormer rechtstreeks aan het openbare elektriciteitsnet geleverd. Bij beide soorten installaties blijft natuurlijk aan de orde, dat de zonnecellen gelijkstroom afleveren aan de regelaar.

Accubatterijen

Voor UPS-installaties hangt de keuze tussen de gebruikelijke stationaire lood-zwavelzuur accubatterijen en alkalische accubatterijen, nauw samen met de eisen die aan het gebruik ervan worden gesteld. Als er vaak grote ontlaadstromen voorkomen, dan is het veel gebruikte nikkel-cadmium type (NiCd) op zijn plaats. Bovendien heeft dit type het grote voordeel, dat ze geen of weinig schadelijke dampen afgeven en om die reden dan ook in dezelfde ruimte mogen worden opgesteld met de bijbehorende gelijkrichters en de regelapparatuur. Bij niet al te grote autonome PV-installaties worden vaak loodaccubatterijen gebruikt, die dan in de buitenlucht worden opgesteld.
Bij de grote loodaccubatterijen voor UPS-installaties is dit niet mogelijk en ook niet toegestaan, maar dienen de accuruimten goed te worden geventileerd. De normbladen NEN 1010 en de NEN 3140 geven daar aanwijzingen over. De aanvullende richtlijnen NPR 3299 en ATEX hebben tot doel om de veiligheid en gezondheid van werknemers in ruimten met explosiegevaar te waarborgen.

Werkzaamheden in accuruimten

In het algemeen moeten tijdens werkzaamheden in accuruimten altijd rekening worden gehouden met: • brand- en explosiegevaar door gasontwikkeling tijdens het laden; • elektrisch aanrakingsgevaar van niet uitschakelbare en in serie verbonden cellen; • vlambogen bij het kortsluiten van cellen; • de aanwezigheid van accuzuur. Vanwege genoemde gevaarlijke omstandigheden, mogen werkzaamheden, anders dan inspectiewerkzaamheden, in accuruimten uitsluitend worden uitgevoerd door twee personen.

Keuzemogelijkheden

In vergelijking met de lood-zwavelzuur accubatterijen vragen de NiCd-accubatterijen wat meer plaatsruimte, wegens de lagere spanning per cel. Ook het laden van de NiCd-accubatterijen is iets ingewikkelder dan bij loodaccubatterijen. Door dit alles kan de prijs wat verschillen opleveren, ten gunste van de loodaccubatterijen.
De levensduur van NiCd-accubatterijen wordt door de fabrikanten gesteld op 25 jaar. Ook loodaccu-batterijen kunnen bij een goed onderhoud gemakkelijk een levensduur van 25 jaar halen. De vraag hierbij kan zijn, of dit altijd nodig is.

De laatste tijd worden NiCd-accu’s steeds minder gebruikt en winnen nikkel-metaal-hydride-accu’s (NiMH) geleidelijk aan meer terrein.

Om een zo verantwoord mogelijke keus te maken, ligt het voor de hand met een goed bestek een leverancier te vinden, die de diverse typen accubatterijen kan leveren, zodat de voor- en nadelen van elk type kan worden afgewogen en een goede keus kan worden gemaakt.

Capaciteit van de accubatterij

Welk type accubatterij ook wordt gekozen; de vraag blijft hoe groot de capaciteit in ampère-uren (Ah) 2) moet zijn, om verantwoord bedrijf te kunnen voeren. Afhankelijk van de toepassing, wordt er een back-up tijd gevraagd van enkele minuten tot enige uren. Bij grote computers en computernetwerken volstaat soms een back-up tijd van enkele minuten, hoewel afhankelijk van de belangrijkheid van het systeem, ook soms enkele uren gelden. Voor andere systemen als ziekenhuizen, vliegvelden, centrale antenne-installaties en telecommunicatienetwerken worden bijna altijd back-up-tijden van enkele uren gevraagd. Voor UPS-installaties ligt dat allemaal anders, aangezien als regel continu geladen en ontladen wordt.

Ontlaadtijd

Afhankelijk van het doel waarvoor een accubatterij wordt geplaatst, zal de ontlaadtijd van de accubatterij van belang zijn. Als slechts gedurende een zeer korte tijd stroom geleverd moet worden, is er een andere accubatterij nodig dan wanneer vele uren vermogen moet worden geleverd.
Het is in de praktijk niet altijd eenvoudig aan de weet te komen hoe groot het gevraagde vermogen van de apparatuur is die aangesloten gaat worden aan de UPS-installatie. Soms laat men zich hierbij leiden door ervaringscijfers van overeenkomstige installaties, maar soms ook moet op een redelijke manier worden geschat wat het verbruik is van de diverse apparaten.
Bij de autonome PV-installaties is de keus en de capaciteit van de accu ook niet eenvoudig. Als voorbeeld kan gelden een autonoom werkend installatie in een tuinhuis. Als het verbruik van de aan te sluiten elektrische apparaten bekend is, kan de capaciteit van de accu worden bepaald. Als er ook nog eens 2 dagen moeten kunnen worden overbrugd, dan zou met een accubatterij van circa 160 Ah bedrijf kunnen worden gevoerd.
Fabrikanten van grote computersystemen hebben nogal eens de gewoonte het vermogen van hun apparatuur wat te laag in te schatten, en houden niet altijd rekening met het rendement van een apparaat. Ook aan uitbreidingen wordt minder vaak gedacht dan wenselijk is, waardoor soms al na betrekkelijk korte tijd de capaciteit van de accubatterij te klein blijkt te zijn.
De capaciteit van loodaccubatterijen wordt opgegeven bij een ontlaadtijd van 10 uur bij een constante stroom, en bij een eindspanning van 1,8 V per cel. Een accubatterij van 200 Ah kan volgens deze definitie dus gedurende 10 uur een stroom afgeven van 20 ampère. In de praktijk wordt er als regel niet zo gelijkmatig bedrijf gevoerd en kunnen af en toe kleinere of grotere stromen aan de orde zijn. Naarmate de stroom groter wordt dan volgens de definitie van de accubatterij geldt, wordt de ontlaadtijd belangrijk korter, en wel zoveel korter, dat het rendement met sprongen achteruit gaat.
In de ontlaadkromme van een loodaccubatterij van 200 Ah is duidelijk te zien, dat als bijvoorbeeld 60 ampère wordt afgenomen, de accubatterij al na 2,5 uur ontladen is, zodat nog maar een capaciteit van 150 Ah aanwezig is. Bij 1 uur en 100 A geldt nog een capaciteit van 100 Ah.

Kortsluitstroom

Belangrijk voor onder meer de beveiliging van een installatie is, te weten hoe groot de kortsluitstroom van een accubatterij is. Van belang hierbij is de inwendige weerstand van de accubatterij, en de weerstand van de toe- en afvoerkabels.
Een cel van een loodaccubatterij van 250 Ah heeft een inwendige weerstand van ongeveer Ri = 0,0005 ohm, zodat bij een directe klemmenkortsluiting (Ru = 0 ohm) uitgaande van een geladen cel volgens:


een kortsluitstroom Ik aanwezig is van :


Bij een NiCd-accubatterij is de inwendige weerstand Ri lager dan bij een loodaccubatterij, waardoor de kortsluitstroom dus nog wat hoger wordt!
Bij een accubatterij is in de praktijk natuurlijk nooit een enkele cel aanwezig, maar zal er altijd een aantal cellen in serie geschakeld zijn, waarmee de inwendige weerstand net zoveel keren omhoog gaat als het aantal cellen dat in serie staat.
Stel, dat er een loodaccubatterij voor 250 Ah/230 volt aanwezig is - een niet ongebruikelijke spanning bij computernetwerken - dan bestaat deze uit 103 cellen van elk 2,23 volt. Als de weerstand van de zeer laagohmige tussenverbindingen wordt verwaarloosd, dan is de inwendige weerstand van de accubatterij nu 0,0515 ohm en is de klemmenkortsluitstroom Ik dus ook weer 4,5 kA, aangezien de spanning ook 103 keer zo groot is geworden. Deze 4,5 kA is aanwezig in de onmiddellijke nabijheid van de aansluitklemmen van de accubatterij. Aangezien de gebruikers meestal op enige afstand van de accubatterij verwijderd zijn, neemt de kortsluitstroom af naarmate de lengte van de toe te passen aansluitkabel toeneemt. Dit houdt dus in, dat hiermee bij de keuze van de smeltveiligheden of automaten rekening moet worden gehouden, anders is er geen sprake meer van een selectieve beveiliging van de installatie.
Ook bij installaties met zonnepanelen dient met de kortsluitstroom rekening te worden gehouden.

Smeltveiligheden

Kapstroom

Op de afbeelding is te zien, dat bij een wisselspanning van 50 Hz een periode 1/50 = 0,02 = 20 msec duurt en een kwart periode dus 20msec/4 = 5 msec. Men ziet graag, dat het smeltproces bij een kortsluiting op gang is gekomen vóór deze kwartperiode is verlopen, dus <5 msec. Op die manier tracht men de topwaarde van de kortsluitstroom te ontlopen, aangezien zowel de krachtwerking als de verwarming afhankelijk zijn van I2. Dit gebeurt doordat bij bijvoorbeeld mespatronen een stroombegrenzing – ook wel kapstroom Ikap genoemd - aanwezig is. Hierdoor worden de afschakeltijd en de kortsluitstroom Ik begrensd.

Onderzoek

Smeltveiligheden, maar ook installatieautomaten, blijken zich bij het beveiligen van gelijkspanningsinstallaties enigszins anders te gedragen dan in wisselspanningsinstallaties. In de literatuur en bij fabrikanten van smeltveiligheden zijn daar weinig of geen gegevens over te vinden, hoewel sinds de toename van de UPS-installaties en de komst van de PV-installaties daar meer onderzoek naar is gedaan.
Uit een op grote schaal uitgevoerd onderzoek bijvoorbeeld, is onder meer gebleken, dat de afschakeltijden t van de voor wisselspanning ontwikkelde smeltveiligheden, - lopend van 16 A tot 315 A - bij aansluiting op gelijkspanning langer zijn dan bij wisselspanning.
Bij aansluiten op gelijkspanning duurt het namelijk wat langer voordat het smeltproces inzet. Dit ligt natuurlijk ook wel voor de hand, aangezien in gelijkspanningsinstallaties de stroom er, in vergelijking met wisselstroom, relatief lang over doet om zijn maximale waarde te bereiken, waardoor de kapstroom Ikap pas na een relatief lange tijd wordt opgebouwd. Het bereiken van de maximumwaarde van de stroom Imax verloopt namelijk volgens een e-functie:


waarbij t de tijd is en de term τ de tijdconstante van het net voorstelt. De tijdconstante van het net is de verhouding tussen de zelfinductie L en de weerstand R van het net, tijdens een kortsluitsituatie ofwel τ = L/R (sec). De tijdconstante bepaalt dus de stijging van de stroom in de tijd.
Voor gelijkspanningsinstallaties wordt volgens IEC- en VDE- voorschriften meestal een tijdconstante τ van het net van 15 à 30 msec aangehouden, zodat een volledige e-functie ( 5 τ) = 75 à 150 msec nodig heeft om de maximumwaarde te bereiken.
Uit het genoemde onderzoek kwam onder meer naar voren, dat kortsluitstromen onder gelijkspanningsomstandigheden bij een lagere stroom kappen dan bij wisselspanning van 50 Hz, zodat daar dus ook rekening mee moet worden gehouden. Het kappen bij gelijkspanning bleek in de reeks van 16 A tot 315 A namelijk te beginnen bij een 1,5 tot 3x lagere kortsluitstroom dan bij 50 Hz.
Dit verschijnsel kan worden verklaard, doordat de smeltveiligheden bij gelijkstroom weliswaar - in tijd - gezien later tot doorsmelten komen dan bij wisselspanning, maar bij een lagere kortsluitstroom. Dit is in de bijgaande afbeeldingen verduidelijkt.




Het kortluitstroombegrenzende effect van de smeltveiligheid zorgt er voor, dat de smeltenergie beperkt blijft. In het gearceerde oppervlak. De smeltenergie is aanwezig in de vorm van i2t R Dit wordt ook wel de stroom/tijdintegraal van de smeltveiligheid genoemd. In het spraakgebruik, noemt men dit meestal de i2t-waarde van de veiligheid.

Magneetschakelaars en relais

Het verschijnsel van een niet-dovende boogontlading kan zich voordoen bij een onderbreking van de stroom door de contacten van magneetschakelaars en relais voor gelijkspanningstoepassingen. Aangezien de nettijdconstante τ = L/R aanwezig is met als component de zelfinductie L, zal bij onderbreken van de stroom tussen de contacten van de magneetschakelaar een overspanning Ui optreden volgens:


Dit kan problemen opleveren, aangezien door de overspanning - die soms tot wel 1000 volt kan oplopen - een boog wordt ingeleid die niet dooft aangezien er geen nuldoorgang is. In de praktijk worden om die reden dan ook enige contacten in serie gezet, waardoor de overspanning over enkele contactparen wordt verdeeld, en verbranding van de contacten op die manier uitblijft. Dit probleem wordt niet altijd onderkend, aangezien bij het testen van schakelinstallaties voor gelijkspanning voorzien van magneetschakelaars en relais, meestal een gelijkrichtinstallatie wordt gebruikt. Het nadeel hiervan kan zijn, dat de inwendige weerstand van de gelijkrichtinstallatie in vergelijking met een accubatterij hoog is, waardoor eerder genoemde hoge overspanningen uitblijven, en er ogenschijnlijk geen noodzaak is contacten in serie te schakelen. Bij aansluiten aan de werkelijke installatie met accubatterijen, komen dan de problemen, en verbranden de contacten van de magneetschakelaars en relais alsnog. Bij de speciaal voor gelijkspanning ontwikkelde installatieautomaten heeft men al rekening met dit fenomeen gehouden.

Overgenomen van "https://nl.wikisage.org/w/index.php?title=Gebruiker:Franciscus/kladblok_2&oldid=254301"