Veiligheid

24 januari, 2020

Gelijkspanning en elektrische veiligheid. 

Elektriciteit; vrijwel iedereen heeft er dagelijks mee te maken, maar vaak wordt vergeten dat werken met elektrische installaties en apparaten niet zonder gevaar is. Binnen wisselspanning, onze huidige transportwijze van elektrische energie, is er de afgelopen 140 jaar flink gewerkt aan de elektrische veiligheid van ons net. Deze veiligheid krijgt het door het veranderen van het energielandschap wel zwaar te verduren. 

De systeemverandering die nu plaatsvindt in het energielandschap geeft ons de ruimte om eens goed na te denken over de wijze waarop we elektronen vervoeren en hoe we dit beveiligen. Het is de visie van de Stichting Gelijkspanning Nederland om ook energietransport en gebruik met gelijkspanningsnetten als serieuze optie te overwegen. Gelijkspanning is immers niet meer uit ons dagelijkse leven weg te denken. Zowel opwekkers van energie als gebruikers van energie maken gebruik van gelijkspanning. Binnen wisselspanning leeft de illusie dat de elektrische veiligheid wel beheersbaar is en dat gelijkspanning een onveilige keuze is. Dit roept de vraag op of gelijkspanning onveilig is en zo ja, hoe dit te verbeteren is. 

Om hier antwoord op te kunnen geven is het eerst belangrijk om te weten dat de veiligste installatie een installatie is die uit staat. Of de stroom nu wisselend of gelijk is, er is altijd een risico dat het fout gaat. Ook is er onderscheid te maken tussen elektrische veiligheid, wat iets zegt over de veiligheid in relatie tot alles wat leeft (bijvoorbeeld aanraking, schakelen), en constructieve veiligheid (bijvoorbeeld corrosie, brand), wat iets zegt over de omgeving van de elektrische installatie.  

In de wisselspanning schakelen we voornamelijk mechanisch. Bij het schakelen van stroom ontstaat een vlamboog. Het blussen van deze vlamboog in wisselspanning is voor een groot deel ondervangen: de stroom verandert immers 100x per seconde van richting waardoor een vlamboog direct wordt geblust. Deze wijze van schakelen en beveiligen werk al 140 jaar nagenoeg probleemloos. 

Bij gelijkspanning komt direct een probleem de hoek om kijken, het ontbreekt aan de nuldoorgang. Hierdoor is het niet zonder meer mogelijk om gelijkspanning mechanisch te schakelen. Hier zijn twee verschillende oplossingen voor. Als Stichting Gelijkspanning Nederland onderscheiden wij daarom ook 2 soorten gelijkspanningsinstallaties: zogenoemde “passieve” en “actieve” installaties. Passieve installaties zijn net als wisselspanning voorzien van mechanische schakelaars en brekers als beveiligingstoestellen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan trams en metro. Actieve installaties zijn voorzien van vermogenselektronica om de installatie te kunnen schakelen en beveiligen. Deze werkwijze met elektronisch beveiligen is wat ons betreft is de enige juiste manier om gelijkspanningsnetten in de toekomst te beveiligen.  

Het schakelen met elektronica heeft als grootste voordeel dat de betrouwbaarheid van de installatie flink toeneemt. Op dit moment is er in wisselspanningsinstallaties in toenemende mate sprake van schijnveiligheid. Met de groei van elektronica in elektriciteitsverbruikers is het lastig vast te stellen in mechanische beveiligingstoestellen wanneer er daadwerkelijk een fout optreed. Mede door de groei van aansluitvermogen, lekstromen en power quality issues is een beveiligingstoestel, dat tot vorig jaar veilig werd bevonden, onbetrouwbaar gaat worden. Met de transitie naar meer gelijkspanning opent dit de weg naar betere en betrouwbaardere elektronische beveiligingstoestellen. 

Ook is het in elektronica veel makkelijker om selectiviteit in te stellen. Doordat stroom met de opkomst van lokale energieopwekking en opslag van meerdere kanten kan komen, is selectiviteit in wisselspanning een lastig onderwerp.