Undgå problemer med uønskede udkoblinger
En lækstrøm er en Elektrisk strøm i en uønsket ledende vej under normale driftsforhold.
(DS/HD60364 IEVref 826-11-20)
Lækstrømme er uundgåelige og vil altid være til stede i enhver elektriske installation i større eller mindre grad. De er svære at fastslå størrelsen på, og dermed skal den projekterende/dimensionerende installatør være ekstra skarp for at sikre installationen mod uønsket udkobling, eller slet ingen udkobling hvis en fejlstrøm opstår!
Lækstrømme er strømme der løber fra forsyningspunktet ud i installationen, som ikke vender tilbage via de strømførende ledere, men derimod finder af andre veje tilbage til forsyningspunktets nulling.
Hvorfor opstår lækstrømme?
Lækstrømme opstår hovedsageligt grundet kondensatorer og kapacitive virkninger mellem kabelledere til jord, men også begyndende isolationsfejl vil være skyld i lækstrømme.
Elektriske apparater, IT-udstyr, hvidevarer, LED-drivere, HF-kobling, hastighedsregulering, frekvensomformere, invertere og lysdæmpning er eksempler på hvad vi kobler til den faste installation, og de kan alle være skyld i lækstrømme. Det er hovedsageligt elektronik der har kondensatorer (filtre) monteret mellem de strømførende ledere til jord, som er skyld i en konstant lækstrøm til jord. Filtre sidder der blandt andet for at reducere elektromagnetisk og radiofrekvens interferens.
I kabler opstår der lækstrømme gennem de strømførende ledere til jord, gennem kablers sammenlignelige kondensatorvirkning som i almindelige kondensatorer. Kondensatoren mellem lederne i kabler omtales som parasitkapacitanser, og strømmens størrelse afhænger af lederdiameter, isolationstykkelse, afstanden mellem lederne, samt isolationsmaterialets dielektricitetskonstant. Sammenligneligt med kondensatoren afhænger strømmens størrelse af arealet af – og afstanden mellem pladerne i kondensatoren samt dielektricitetskonstanten.
Billedet nedenfor viser et testforsøg, hvor der måles på 100 meter installationskabel 3G2,5. Kablet er ikke belastet, men alligevel måles 0,44mA lækstrøm.
Uønsket eller ingen udkobling?
I den elektriske installation kan der forekomme konstante lækstrømme i form af 50 Hz belastninger, men også overharmoniske lækstrømme som bliver forstærket af grundfrekvensen på de 50 Hz. Der forekommer højfrekvente lækstrømme og ydermere forekommer lækstrømme i flere udgaver som både vekselstrøm og jævnstrøm. De skaber alle risici for uønsket udkobling eller mætning af sumstrømstransformeren og dermed ingen udkobling. Det skyldes blandt andet den elektronik vi tilslutter den elektriske installation, hvor strømmen gennemløber dioder, kondensatorer, støjfiltre og komponenter hvor strømmen konverteres til jævnstrøm, samt den hyppige kobling ved tyristorer eller transistorer der er i meget elektronik.
Overspændinger forårsaget af lyn eller kobling i nettet, samt ind- og udkoblinger af forsyningen, er måske den største synder i forhold til uønsket udkobling, og i kombination med den konstante lækstrøm i installationen, behøver disse ikke nødvendigvis at være store.
Kondensatorstørrelsen afhænger af hvor meget ladning pr. volt man kan tilføje, og ved en spændingsstigning i nettet, vil flere ladninger hurtigere vandre til kondensatoren, hvilket bevirker en større strøm under opladningsforløbet. Ved ind- og udkobling af kondensatorer, vil strømmen være størst i starten af op- og afladningsforløbet.
Det ses på de 2 kurver, at der løber en strøm under op- og afladning af kondensatoren. Det hænger sammen med at elektroner bevæger sig i de strømførende ledere. Ved vekselspænding hvor op- og afladning sker i takt med frekvensen, vil der konstant løbe en strøm, da kondensatoren konstant op- og aflades.
Hvorfor er lækstrømme svære at fastslå størrelsen på?
Lækstrømme kan være svære at fastslå størrelsen på, da de vektorielt vil kunne ”ophæve” hinanden, hvis summen fra flere strømkredse mødes i beskyttelseslederen. Dette forudsætter at belastningen er jævnt fordelt over de 3 faser. Strømmen vil dog summeres hvis den er af jævnstrøm.
Sammen med tidligere nævnte overspændinger og koblinger, vil det være svært at estimere lækstrømmens størrelse. Dette kan eventuelt løses med det rigtige måleudstyr, men ulempen er selvfølgelig at måling først kan ske efter installationen er færdig.
Hvordan beskytter vi mod lækstrømme?
Lækstrømme må ikke være større end 30% af mærkeudløserstrømmen på en RCD, hvilket svarer til 9mA hvis RCD 30mA monteres. (DS/HD 60364 531.3.2)
Akkumuleringen af lækstrømmen må ikke være mere end 10 mA i beskyttelsesjordingslederen uden at korrigere ledertværsnittet til minimum 10 mm2 kobber i hele dens længde. I installationer med flere RCD’er installeret kan lækstrømmen for hver strømkreds være under 9mA, men akkumuleringen i beskyttelsesjordingslederen kan i teorien godt være større. (DS/HD 60364 543.6-543.7)
Løsningen ved uønsket udkobling kan minimeres ved at dele installationen op, så kabellængder og apparater er ligeligt fordelt på installationens installerede RCD’er samt på faser.
Overspændinger og indkoblinger af belysning og apparater med kondensatorer, kan forårsage uønsket udkobling, og dette kan minimeres ved brug af immunitets RCD’er som er væsentlig mere modstandsdygtige end almindelige type A RCD’er.
ABB har en Type A- APR-model, hvor man på nedenstående billede kan se, at APR-modellen har en længere udkoblingstid, men alligevel holder sig inden for gældende standarder for personbeskyttelse, og defineres stadig som momentan udkobling. Den har i øvrigt et filter indbygget, der sikrer at den ikke udkobler på højfrekvente lækstrømme som ikke er farlige for mennesker.
Dette er et uddrag fra en afsluttende opgave på installatørstudiet som omhandler lækstrømme. Opgaven er skrevet af Niclas Josefsen og belønnet med et flot 12-tal til eksamen. Vil du vide endnu mere om lækstrømme? Læs hele opgaven her.
