(Fr.: protection; Du.: Schutz; Eng.: protection), in het algemeen bescherming en het onttrekken aan schade en gevaar; voorts zie Veiligheid.
Beveiliging van elektrische installaties en machines heeft enerzijds tot doel het voorkomen van brand of aantasting van de gezondheid van degenen die met de installatie in contact komen, anderzijds het beperken van eventuele storingen tot een zo klein mogelijk deel van de installatie. De beveiliging geschiedt door het opnemen van geschikte beveiligingsmiddelen.
Ten aanzien van het eerste doel stellen normen en voorschriften eisen omtrent aan te brengen beveiligingsmiddelen.
Beveiligingsmiddelen tegen brandgevaar dienen ervoor te zorgen dat onderdelen van de installatie worden afgeschakeld zodra de temperatuur ontoelaatbaar hoog wordt (bijv. bij kortsluiting of langdurige overbelasting, daar de stroom en de tijd de ontwikkelde hoeveelheid warmte bepalen).
Bij de beveiliging tegen aantasting van de gezondheid betreft het hier niet allereerst het verzekeren van de veiligheid van de installatie onder normale omstandigheden (zie Industriële veiligheid) maar een beveiliging tegen gevaren die ontstaan als in de installatie een defect optreedt, bijv. als ten gevolge van een defect van de isolatie het omhulsel van een toestel een gevaarlijke spanning ten opzichte van aarde krijgt. Een beveiliging ter beperking van de gevolgen van storingen kan zowel tot doel hebben de voortgang van het bedrijfsproces te waarborgen als elementen in de installatie, bijv. motoren, te beschermen tegen beschadiging ten gevolge van storingen die elders in de installatie optreden.
In het algemeen zal men in hoogspanningsinstallaties meer beveiligingsmiddelen per object toepassen, aangezien het hier veelal grote eenheden betreft die moeilijk te vervangen zijn. Voorts moeten de beveiligingsmiddelen voldoende selectief zijn, wat inhoudt, dat zij alleen die onderdelen van de installatie afschakelen die gestoord zijn. In bepaalde gevallen zal men de beveiligingsmiddelen alleen laten signaleren en niet laten uitschakelen.
Beveiligingsmiddelen.
Welk beveiligingsmiddel moet of kan worden geïnstalleerd, en hoe het wordt ingesteld, hangt af van de bedrijfsomstandigheden van de installatie en bij een motor o.a. ook van de wijze van aanlopen en het aantal malen dat de motor per tijdeenheid wordt ingeschakeld.
Een overbelastingsbeveiliging is vereist bij generatoren, en op grond van de normen NEN 1010 en NEN 1041 resp. NBN 197 voor draaistroommotoren, die zonder toezicht werken, en waar machines zijn opgesteld in bijzondere ruimten, bijv. met gasontploffingsgevaar of verhoogd brandgevaar. Overbelasting kan zich voordoen, als het werktuig een groter vermogen vraagt dan het nominale vermogen van de aandrijvende motor, als motoren voor intermitterend of kortstondig bedrijf te lang belast worden. De stroom in een draaistroommotor wordt ook te groot, wanneer bij de nominale belasting een van de fasen wordt onderbroken.
Het belangrijkste beveiligingsmiddel tegen overbelasting is de thermische beveiliging. Voor kleinere motoren voor lage spanningen is dit meestal een motorbeveiligingsschakelaar met een bimetaal. Bij grotere motoren en motoren voor hoge spanningen wordt meestal een thermisch relais gebruikt, dat automatisch een (vermogen)schakelaar in werking doet treden, indien de stroom een bepaalde ingestelde waarde overschrijdt. In het laatste geval spreekt men ook van een aanspreekorgaan, dat in eerste instantie een meetfunctie heeft, en bij het over- of onderschrijden van een bepaalde grootheid een commando tot uitschakelen geeft. De uitschakelkarakteristiek is bij deze elementen afhankelijk van de stroom: naarmate deze groter is, wordt sneller uitgeschakeld.
Opdat het beveiligingsmiddel zijn taak optimaal verricht, moet zijn temperatuurtijdverloop hetzelfde karakter hebben als dat van de motor.
De invloed van de omgevingstemperatuur op de uitschakelkarakteristiek kan men elimineren door het beveiligingsmiddel te voorzien van een temperatuurcompensatie voor het gebied van − 20...+ 50 °C.
De thermische beveiliging wordt ingesteld op de nominale stroom van de motor; de aanspreekwaarde bedraagt 1,05...1,2 maal de instelwaarde.
Ingeval asynchrone machines aanlopen door middel van ster-driehoekschakelaars moet de thermische beveiliging in serie met de wikkelingen worden opgenomen, aangezien de motor anders tijdens de aanloopperiode niet is beveiligd; de instelling wordt
Inominaal √3 .
De kortsluitbeveiliging heeft tot doel een onderdeel van de installatie af te schakelen als, meestal door kortsluiting, de stroom te groot wordt. Een motor mag echter niet worden afgeschakeld tijdens de aanloop. Bij iedere motor is een kortsluitbeveiliging vereist, tenzij het motoren betreft voor zeer kleine vermogens bij een lage spanning; voorts voor leidingen, transformatoren enz.
Als kortsluitbeveiliging worden voor laagspanningsmotoren smeltveiligheden toegepast of maximumschakelaars met een elektromagnetisch uitschakelorgaan, die (in dit geval onvertraagd) uitschakelen zodra de stroom een ingestelde maximale waarde overschrijdt, ongeacht de grootte van de overschrijding. Meestal wordt in deze gevallen de overbelastingsbeveiliging gecombineerd met de kortsluitbeveiliging door de schakelaar ook te voorzien van een element, dat afhankelijk van de grootte van de stroom meer of minder snel uitschakelt. Voor grote laagspanningsmotoren, alsmede hoogspanningsmotoren past men vermogenschakelaars met relais toe, die overeenkomstige uitschakeleigenschappen hebben als de maximumschakelaars.
Om geen ongewenste uitschakeling te krijgen op de aanloopstroom moet men bij het instellen van de kortsluitbeveiliging rekening houden met de grootte van de aanloopstroom Ia en met de aanlooptijd ta. Ook voor beveiligingsrelais voor hoog- en laagspanningsmotoren geldt, dat de tijdconstante aangepast dient te zijn aan die van de motor.
In hoogspanningsinstallaties wordt de leidingdoorsnede bepaald door de kortsluitstroom, alsmede de totale uitschakeltijd die gelijk is aan de som van de eigentijden van relais en vermogenschakelaar.
Men past de laatste jaren voor spanningen van 3 kV en 6 kV ook wel vacuümcontactors in combinatie met thermische relais en hoogspanningsveiligheden toe als kortsluitbeveiliging.
In vrijwel alle gevallen maakt de kortsluitbeveiliging in combinatie met de veiligheidsaarding ook tijdig een eind aan situaties, waarin delen van machines enz., die normalerwijze de aardpotentiaal hebben, onder spanning staan. In dit verband moet ook de speciaal voor dit doel ontworpen aardfoutschakelaar in laagspanningsinstallaties worden genoemd.
Andere beveiligingsmiddelen, die in elektrische installaties worden toegepast zijn o.a.: energierichtingrelais, differentiaalrelais en aardfoutrichtingrelais, toegepast bij parallelle voedingslijnen om in geval van storing van een van de lijnen de andere in bedrijf te kunnen houden; en aanvullende beveiligingen van generatoren tegen uitwendige storingen, zoals: asymmetrierelais tegen een ongelijkmatige belasting van de drie fasen, zgn. terugwattrelais tegen het lopen als motor, en een aardsluitbeveiliging voor de wikkelingen van de stator en de rotor. Als de generator parallel werkt met het openbare elektriciteitsnet moeten nog extra beveiligingen worden aangebracht zoals minimumfrequentie- en minimumspanningsrelais. Als beveiliging van transformatoren tegen inwendige storingen kunnen nog de buchholzbeveiliging en de differentiaalbeveiliging worden genoemd.
Hoogspanningsmotoren moeten eveneens zijn voorzien van een minimumspanningsbeveiliging tegen de gevolgen van een onderbreking in de stroomvoorziening. Relais moeten periodiek op hun goede werking worden beproefd, aangezien zij onder normale omstandigheden slechts zelden behoeven te werken; door vervuiling enz. kan namelijk een verandering in de ingestelde waarden optreden. Voorts zie Relais.