Door Richard Mooi

De AFCI komt voort uit internationale elektrotechnische normen, en vindt zijn oorsprong in de Verenigde Staten. Al sinds begin 2000 is de AFCI in veel staten een verplicht nummer in bepaalde eindgroepen. Eerst even een stukje uitleg over verschillende vormen van kortsluiting.

Arc fault

Pouw Jongbloed, lid van Technische Commissie NEN 1010: “Je hebt in elektro een paar verschillende dingen die we arc fault noemen, vlamboog. De meest gevaarlijke is een parallelle arc, een vonkbrug die parallel staat tussen fase en aarde, of fases onderling of fase en nul. Tussen actieve delen en ground. Daar wordt ook voor gewaarschuwd in de NEN 1010.”

Op Installatie Journaal kunt u de vlamboogenergie berekenen op de door u aangegeven afstand van de installatie. Op Kennisbank NEN 3140 vindt u meer van dergelijke berekeningen.

Seriële arc

Daarnaast zijn er nog zogenoemde slechte verbindingen in een fase- of nulgeleider, die kleinere vlambogen veroorzaken. Deze zogenoemde seriële arc wordt niet opgemerkt door de huidige beveiligingcomponenten in eindgroepen. Het kenmerk van zo’n vlamboog: “Het is een slechte verbinding maar die nog wel contact maakt, en daardoor vonkt. Voorbeelden daarvan zijn een slechte verbinding in een lasdop, een gammel snoer of een aansluiting in een stekkerdoos, of een schakelaartje van een schermerlamp. Je kunt de vlamboog vergelijken met als je een schuifschakelaar van een schemerlamp halverwege zet. Dan hoor je brr,brrrr,br,brrrrrr,brrr.”

Inzakkende sinus

Als je de stroomafname tijdens zo’n vlamboog op een analyzer gaat bekijken valt de vorm van de sinus op. “Die krijgt als het ware twee schoudertjes, aan het begin en einde van de opgaande of neergaande sinusvorm. Waar normaliter de piek van de sinus is, zakt de sinus in.”

Leestip: Bij een NEN 3140-inspectie kunnen persoonlijke beschermingsmiddelen nodig zijn

Onregelmatig overspringende vorm

Er zijn een paar opvallende zaken. De schouder van de sinus heeft een piek bij 18V. “Bij die spanning ioniseert de lucht en start de boog.” Dit is gemakkelijk te detecteren door elektronica. Maar ook een kenmerk is dat de vorm steeds een beetje verandert. Wie zijn oor te luister legt bij zo’n vlamboog hoort een onregelmatig overspringende vonk. Ook dit is weer gemakkelijk te detecteren.

Handmatig eindgroep inschakelen

Deze twee zaken bij elkaar is voor de AFCI reden om eruit te springen. Dat gebeurt binnen een halve seconden, zegt Jongbloed. Die tijd is te kort om bedrading of componenten te laten ontbranden. De bewoner moet nu handmatig de eindgroep weer inschakelen. Die zal vervolgens weer afschakelen waardoor de elektrotechnisch installateur meestal de fout moet opsporen.

Seriële vlamboog

De vlamboog kenmerkt zich door een tamelijk geringe stroom, nooit meer dan de verbruiker opneemt, maar doordat die ontstaat op een relatief kleine oppervlakte is de warmteontwikkeling groot. Groot genoeg om materialen dichtbij in brand te steken. Amerikaanse onderzoeken wijzen uit dat 30% van de branden in woningen het gevolg is van zo’n seriële vlamboog. In Nederland is er geen uitsplitsing tussen de aard van de kortsluiting.

Woningbrand voorkomen

Jongbloed wil voor Nederland niet direct die cijfers overnemen. Voor de NEN-normcommissie is wel duidelijk dat een AFCI branden in woningen helpt te voorkomen. Jongbloed: “In ieder geval geeft de norm de aanbeveling om slaapkamergroepen met een AFCI te beveiligen. Waarom de slaapkamer? Omdat je daar meestal verrast wordt door een brand. Je zult maar niet op tijd je kind eruit krijgen. Dat is zo verschrikkelijk. Dat moet je altijd zien te voorkomen. Dat is de meerprijs wel waard.”

Leestip: NEN 1010 streng voor verlichtingsarmaturen

AFCI’s in musea

In de Verenigde Staten en Canada zijn sinds 2014 AFCI’s verplicht voor de eindgroepen waarop wandcontactdozen in slaapkamers zijn aangesloten. In de NEN 1010 staat een lijstje waarvoor de aanbeveling voor AFCI’s geldt. Maar ook in musea vindt Jongbloed AFCI’s eigenlijk noodzakelijk. Weliswaar staan bij een brand in een museum meestal geen mensenlevens op het spel, maar beroemde kunstvoorwerpen zijn onvervangbaar. “Je krijgt de kosten weliswaar gedekt, maar daar heb je een schilderij van Van Gogh niet mee terug.”

Wennen

In de NEN 1010:2015 is de AFCI weliswaar een aanbeveling, maar meestal is dat de voorbode voor een verplichting. Of bij een volgende update van de norm AFCI’s nu voor bepaalde eindgroepen een verplchting wordt, durft Jongbloed nog niet te voorspellen. Vaak gaat het wel zo met nieuwe onderwerpen. “In de vorige druk van de NEN 1010 stond iets over EMC en aanbevelingen. Dat was informatief. Nu is het normatief. Door de aanbeveling heeft de markt tijd om eraan te wennen. Dat is nu ook met AFCI’s. Neem de tijd je erin te verdiepen.”

Nieuwbouw & AFCI

Jongbloed denkt niet dat bij nieuwbouw de aanbeveling massaal wordt overgenomen. Een AFCI in de eindgroep werkt kostprijsverhogend. En dat is vaak een struikelblok. “Installateurs zijn mensen die heel vroeg opstaan, laat thuis zijn en dan nog de boekhouding moeten doen. Ze werken keihard en gek genoeg proberen ze toch de installatie zo goedkoop mogelijk te bouwen. Dat is raar. Veel installateurs zijn niet in staat gebleken om producten met een meerwaarde verkocht te krijgen. Zoals bijvoorbeeld domotica voor senioren of gehandicapten.”

Prijsdaling AFCI?

Maar bij een verplichting voor AFCI’s wellicht in de volgende versie van NEN 1010 ziet Jongbloed wel de voordelen van schaalvergroting. “Dit zal een enorme vlucht geven in aantallen, waardoor er in korte tijd een enorme prijsdaling ontstaat. Hierdoor wordt het toepassen van een automaat of aardlekautomaat minder interessant ten opzichte van de alles combinerende AFCI.”

Opnieuw ontworpen

In Amerika verkopen ook in ons land bekende leveranciers als Schneider Electric en Eaton AFCI’s. Maar die Amerikaanse componenten kunnen niet in Europa worden toegepast, waarschuwt Joost de Koning van Schneider. In Amerika is een lagere netspanning van 120V. En ook de opbouw van de installatie is anders. “Amerikanen schakelen 1-polig, alleen de fase. In Europa zijn we gewend om de fase en nul te onderbreken en dan kom je toch op een ander product uit.” Voor de Europese markt heeft Schneider de AFCI opnieuw ontworpen. Hoewel veiligheid van personen en beschermen van kostbare goederen altijd voorop staat, verwacht De Koning dat dit toch niet zo snel in woningen zal verschijnen vanwege een hogere kostprijs en omdat het nog geen wettelijke verplichting is.

Adviseurs

Schneider Electric verwacht meer interesse vanuit adviseurs die partijen zoals musea, ziekenhuizen, scholen en openbare gebouwen begeleiden bij het maken van een veilige elektrotechnische installatie. “Want je moet alles doen om te voorkomen dat iets in de fik vliegt.” Ook Siemens, Eaton en Hager brachten een AFCI op de markt.

Dit artikel stond eerder in iets gewijzigde vorm in vakblad Installatie Journaal.

NEN-tekst (toepassingen)

421.7 Het wordt aanbevolen om bijzondere maatregelen te nemen ter bescherming tegen de effecten van vlambogen in eindgroepen:

in verblijfsobjecten met slaapgelegenheid;
op plaatsen met brandgevaar vanwege de aard van materialen die daar worden verwerkt of zijn opgeslagen, zijnde BE2-locaties (bijvoorbeeld schuren, ateliers voor houtbewerking, verkooppunten voor brandbare materialen);
op plaatsen waar brandbare materialen zijn gebruikt voor de constructie, zijnde CA2-locaties (bijvoorbeeld houten gebouwen);
bij constructies die brandvoortplanting ondersteunen, zijnde CB2-locaties;
op plaatsen waar gevaar kan ontstaan voor onvervangbare goederen.