Smeltpatronen versus installatieautomaten

Alhoewel meestal installatieautomaten als overstroombeveiliging worden toegepast, zijn smeltpatronen wellicht een betere keuze. Zij schakelen niet onbedoeld uit, kunnen niet vastkleven en doen eigenlijk alleen datgene ze moeten doen; uitschakelen bij een overstroom, kortsluiting, overbelasting en bij afwezigheid van een RCD ook bij aardsluiting. De voor -en nadelen op een rijtje en hoe er veilig mee om te gaan.

Aan zowel installatieautomaten als smeltpatronen kleven voor- en nadelen:

• Installatieautomaten zijn nadat ze zijn uitgevallen weer eenvoudig in te schakelen door de gebruiker. Vervangbare onderdelen zijn daardoor niet nodig, zoals dat wel met een defecte smeltpatroon het geval is.
• Installatieautomaten kunnen onbedoeld uitschakelen, waar smeltpatronen geen last van hebben. Installatieautomaten kunnen uitschakelen als (meerdere) toestellen met een hoge inschakelstroom (gelijktijdig) worden ingeschakeld. Voorbeelden hiervan zijn led-drivers, motoren en schakelende voedingen. Een type B installatieautomaat is hiervoor zeer gevoelig. Deze kan al uitschakelen bij een kortstondige inschakelstroom die groter is dan 3 x I_n. Een type C kan dan een alternatieve keuze zijn, omdat deze pas kan uitschakelen vanaf 5 x I_n. Echter, bij een kortsluiting of aardsluiting, moet er bij een type C dan ook een grotere stroom (dan bij een smeltpatroon met gelijke I_n-waarde) lopen om hem bedoeld af te schakelen. Bij type B minimaal 5 x I_n, bij type C minimaal 10 x I_n. Kortom, meer dan bij een smeltpatroon.
• Een verkleefde installatieautomaat kan niet meer uitschakelen met alle gevolgen van dien. Een smeltpatroon zal dat wel blijven doen.
• Als twee installatieautomaten in serie worden toegepast, is hiertussen slechts selectiviteit bij een overbelasting, meestal niet bij een kortsluiting. De kortsluitstroom is meestal immers zodanig hoog dat het elektromagnetisch stelsel van beide installatieautomaten in het circuit de aanspreekwaarde overstijgt. In een woning is een gebrek aan selectiviteit meestal alleen hinderlijk. Bij een onderneming kan de bedrijfsvoeding in het geding zijn als er onbedoeld een (veel) groter deel van de installatie uitvalt dan noodzakelijk. Selectiviteit tussen twee smeltpatronen is zowel bij kortsluiting als overbelasting prima, ervan uitgaande dat de nominale stroomwaarde van de hoofd- en sub-smeltpatroon twee nominale stroomstappen uit elkaar liggen. Zowel bij kortsluiting als overbelasting zal de smeltpatroon met de lage I_n altijd eerder uitschakelen dan de smeltpatroon met de hogere I_n. Immers een ‘dun’ smeltdraadje smelt altijd eerder door dan een dik smeltdraadje.
• Bij een kortsluiting laat een installatieautomaat veel meer energie door dan een smeltpatroon van dezelfde nominale waarde. Dit kan resulteren in een veel intensere (gevaarlijke) vlamboog daar waar de kortsluiting wordt gemaakt in de installatie. In een hoofdverdeelinrichting nabij een voedingstransformator is het verschil groot.

Vrijkomende energie

In Nen 3140 is een vergelijking gemaakt tussen de vrijkomende energie bij een kortsluiting als de installatie is beveiligd door een smeltpatroon respectievelijk een installatieautomaat. Hieruit blijkt dat werken achter een smeltpatroon veiliger is dan achter een installatieautomaat van dezelfde nominale stroomwaarde. Opmerking: het is uiteraard niet de bedoelding – en overigens ook niet wettelijk toegestaan – om onder spanning te werken en dit gevaar ‘op te gaan zoeken’.
Door smeltpatronen toe te passen kunnen de daarachter aangesloten componenten een lagere kortsluitvastheid hebben dan bij installatieautomaten. Immers, de smeltpatroon zal bij het stijgen van de kortsluitstroom wellicht al uitschakelen en minder energie doorlaten.

Smeltpatronen (zeker mespatronen) hebben een grotere kortsluitvastheid dan installatieautomaten. Het verliesvermogen (warmteontwikkeling) hangt af van het gekozen type patroon en automaat, maar is in het algemeen bij smeltpatronen lager dan bij installatieautomaten. Een vergelijking als voorbeeld:
Ondanks dat installatieautomaten meestal worden gekozen als overstroombeveiliging, zijn smeltpatronen vaak een betere keuze.

Scheiden smeltpatronen

Om veilig werken in een installatie mogelijk te maken, moeten alle actieve delen gescheiden kunnen worden van elke voeding. Het alleen verwijderen van een of drie smeltpatronen verbreekt alleen de fase-geleiders. Door aanvullend een lastscheider in het circuit op te nemen, die ook de nul kan scheiden van de voeding, kan worden voldaan aan de eis tot scheiden. Sommige patroon(last)houders zijn daarin voorzien.

Vonken voorkomen

Als in een live-installatie een smeltpatroon wordt verwijderd uit de houder, dan veroorzaakt dat een vonk tussen de patroon en de houder. Dit doet zich bijvoorbeeld voor bij belasting, zoals een transformator, motor, schakelende voeding en dergelijke. Bij het plotseling onderbreken van de stroom wordt een hoge inductiespanning opgewekt. Dit uit zich als een vonk tussen de patroon en de houder die een ‘laspuntje’ kan veroorzaken: een oneffenheid op de metalen vlakjes. Hierdoor ontstaat een slechte verbinding tussen smeltpatroon en houder, die later tot brand kan lijden. De vonk bij uitschakelen ontstaat ook in een installatieautomaat die daardoor ook maar een beperkte levensduur heeft voordat hij ‘vastkleeft’.
Om vonken en daarmee schade in patroonhouders te voorkomen, staat in Nen 3140 vermeld, dat smeltpatronen bij voorkeur spanningsloos moeten worden verwijderd of worden geplaatst. Als dat door de inrichting van de installatie niet kan, dan minimaal stroomloos.
Praktisch betekent dit het volgende: scheid de patroonhouder met daarin de patroon van het voedende net door een voorliggende groepsschakelaar, aardlekschakelaar of hoofdschakelaar te bedienen. Realiseer je dat smeltpatronen nooit zomaar defect raken. Eerst de oorzaak opsporen, daarna pas de patroon vervangen en de installatie opnieuw inschakelen.

Plaatsen en verwijderen

Bij het vervangen van mespatronen geldt ook de regel ‘spanningsloos-stroomloos’ uit Nen 3140. Het zo maar verwijderen en plaatsen van mespatronen kan risicovol zijn en is daarom alleen toegestaan door medewerkers die hiervoor zijn bevoegd. Mespatronen tot maximaal 250 A mogen door een VOP worden vervangen volgens Nen 3140, bijlage P. Dit mag echter alleen als de mespatroon direct een van de volgende toestellen beveiligt: elektrische machine, verbruikend toestel, hijskraan, lift, transpoortinrichting.
Deze VOP mag dit alleen doen na een specifieke, schriftelijke opdracht en na een gedegen instructie van een deskundige VP, WV of IV. Mespatronen in andere installaties, vooral die in hoofdverdeelinrichtingen, mogen niet door een VOP worden vervangen, omdat deze taak risicovol kan zijn en een gedegen inzicht vergt in een elektrische installatie.

Veilig mespatronen vervangen

• Mespatronen mogen alleen worden vervangen door medewerkers die hiervoor specifiek zijn bevoegd in hun aanwijzing.
• Mespatronen verwijderen of plaatsen kan risicovol werk zijn. Het is belangrijk eerst een taak-risicoanalyse uit te voeren voorafgaand aan de werkzaamheden.
• In een omgeving waar actieve delen onder spanning niet zijn afgeschermd, kan een kortsluiting ontstaan als een (mes)patroon uit een houder valt. De intensiteit van een vlamboog hierbij kan enorm zijn.
• Bij het vervangen van mespatronen in een niet aanrakingsveilige installatie moeten persoonlijke beschermingsmiddelen worden toegepast die zowel bescherming bieden tegen aanrakingsgevaar als tegen vlambogen. Hierbij moet rekening worden gehouden met de vlamboogenergie die kan optreden.
• Maak gebruik van een mespatroontrekker met leren manchet. Test voor het gebruik de handgreep en het mechanisme van de mespatroontrekker en oefen ‘droog’ met een reservepatroon.

Tekst en beeld: Anton Kerkhofs

Lees meer artikelen in het dossier Laagspanningsinstallaties

In deze rubriek, tot stand gekomen in samenwerking met de afdeling Techniek & Markt van Techniek Nederland, behandelen wij actuele technische onderwerpen waar installateurs in hun vak mee te maken kunnen krijgen. Heeft u ook een Hot topic? Stuur hem dan naar media@technieknederland.nl.