Het meten van isolatieweerstand van machines
Wat is de situatie?
Over de bepaling van de isolatieweerstand van een machine is discussie ontstaan over het al dan niet gescheiden meten van onderdelen van de machine.
In de praktijk is het voorgekomen dat een machine die als een geheel gemeten wordt, niet door de test komt terwijl de machine in onderdelen gesplitst wel door de test komt.
<span id="mce_marker" data-mce-type="bookmark"></span><span id="__caret">_</span>
Wat zegt de norm?
De geharmoniseerde norm voor machines is de EN60204-1. De isolatieweerstandtest staat beschreven in paragraaf 18.3.
De norm staat gescheiden meten toe: "De beproeving mag worden uitgevoerd op afzonderlijke delen van de volledige elektrische installatie". Oftewel in het Engels: "The test may be made on individual sections of the complete electrical installation".
Waarom is gescheiden meten toegestaan?
Allereerst moet de vraag beantwoord worden wat er dan gescheiden gemeten mag worden. De Nederlandse norm spreekt over "delen" de Engelse norm over "secties". Beide normen spreken over "Installatie". Met andere woorden het is toegestaan een installatie in secties te meten. In het algemeen wordt een installatie als volgt gedefinieerd: Een installatie is een samenstel van systemen. Een systeem is een samenstel van apparaten en een apparaat is een samenstel van componenten. Een installatie kan dus zo groot zijn als een gehele fabriek. Het zal duidelijk zijn dat het niet de bedoeling is de gehele fabriek in één keer te testen. Dit is de reden waarom men een installatie in secties mag testen. In deze definitie kan een sectie dus gelezen worden als (sub)systeem en niet als apparaat of erger nog als component.
Wat zijn de gevolgen?
Uit de wet van Ohm volgt dat het parallel schakelen van weerstanden leidt tot een weerstand kleiner dan de laagste van de twee. In een installatie staan diverse secties parallel. Dit zal leiden tot een aanzienlijk lagere weerstand. De EN60204-1 schrijft voor dat de totale weerstand niet lager mag zijn dan 1 MOhm. Een machine, opgebouwd uit verschillende secties, zal eerder voor de isolatieweerstand test falen, dan ieder van de losse secties op zich.
Wat is de oorzaak van een lage isolatieweerstand?
Op zich dient de isolatieweerstand van een machine zo hoog mogelijk te zijn. Met name filters willen nog wel eens tot problemen leiden. Indien de toegepaste filters ieder een relatief lage isolatieweerstand hebben en worden twee of meer van deze filters parallel geschakeld. Dan is de kans groot dat de totale weerstand onder de vereiste 1 MOhm komt te liggen. Een filter moet worden beschouwd als een component en dus zeker niet als een sectie (deel). In normale gevallen heeft ieder systeem, deel, apparaat of sectie zijn eigen filter. Uiteindelijk staan deze filters echter toch parallel!
Wat is het uitgangspunt?
Het uitgangspunt van de Machinerichtlijn is dat er een machine wordt afgeleverd die veilig is voor mens, dier en zijn omgeving. Eén van de parameters hierbij is de isolatieweerstand en direct daaraan gekoppeld de lekstroom. Een te hoge lekstroom levert gevaar op en dat is niet acceptabel. Deze acceptabele lekstroom is gesteld op maximaal 10 mA.
De 60204-1 staat echter een hogere lekstroom toe. Er wordt dan onder andere wel vereist dat een label op de machine wordt aangebracht om hiervoor te waarschuwen. Andere voorwaarden zijn:
- Toevoegen van een aardlekschakelaar
- Aansluiten van meerdere aardkabels of het toepassen van een 10mm2 aardkabel.
Hiermee is de kous echter niet af. De algemene veiligheidsprincipes stellen namelijk dat een gevaar voorkomen moet worden. Als dat niet kan, dient het gevaar te worden afgeschermd. Als dat ook niet mogelijk is, moet er voor het gevaar worden gewaarschuwd.
Is de hoge lekstroom te voorkomen? Anders gesteld, is een lagere isolatieweerstand niet mogelijk? Is de oorzaak een relatief lage weerstand van filters, dan moet de vraag worden gesteld: Zijn er functioneel gelijkwaardige filters beschikbaar met een hogere isolatieweerstand? Is dat het geval, dan moet hiervoor gekozen worden.
Surge filters
Een korte opmerking over Surge filters. De definitie van een Surge is een spanningspiek die vanuit het net richting de machine stroomt. Surge protectie mag worden losgekoppeld of kan op een lagere spanning worden getest. Een EMC filter, bedoeld om storingen van de machine binnen de limieten te houden, zijn geen Surge filters en mogen dus ook niet losgekoppeld worden.
Wat is de conclusie?
In de geest van een/de richtlijn dient een machine veilig te zijn. Het opdelen van de machine, zodat filters niet langer parallel staan, is toegestaan zolang dit niet neerkomt op het scheiden op component niveau. Het is toegestaan losse (sub)systemen te testen. De isolatieweerstand moet zo hoog mogelijk zijn en de lekstroom zo laag mogelijk als gegeven de functie van de machine redelijkerwijs haalbaar is.