Veiligheid op ons schip

Op de vorige pagina's is de theorie behandeld, we gaan ons nu richten op de praktijk. Bedoeling is om de materie helder te krijgen, adviezen over hoe e.e.a. uit te voeren op uw schip laten we achterwege.

In de volgende plaatjes is een rcd "residual current device" = aardlekschakelaar. De trafo rechts in het plaatje is de hoogspanningstrafo van het energiebedrijf bij jouw in de buurt (een in ster geschakelde trafo met het sterpunt aan de daar plaatselijke aardpen). Dit zogenaamde sterpunt of nulleider wordt samen met de 3 fasen door het energie bedrijf aangevoerd.

De eenvoudigste oplossing om 220V aan boord te hebben. Een stekker, een stuk snoer en een stopcontact aan boord. In ieder geval hebben we hier geen last van galvanische corrosie mits metalen behuizingen van apparaten geen contact maken met het scheepsijzer. Voor de veiligheid zijn we aangewezen op de niet zichtbare kwaliteit van de elektrische installatie van de jachthaven. In dit systeem hebben we geen potentiaalvereffening.

Maar bij het aan boord brengen van een verlengsnoer moet toch even stilgestaan worden bij de mogelijke gevaren en geldende normen (ISO 13297). Hierboven hetzelfde schema als in plaatje A, echter nu met de mogelijke foutstroom getekend. Door de relatief hoge (lucht)vochtigheid in combinatie met het scheepsijzer geven we ons een hoge kans om zelf onderdeel te worden van een gesloten stroomkring. De hoge vochtigheid stelt hoge eisen aan de isolatie van de gebruikte apparaten, kabels, schakelmateriaal etc. Het scheepsijzer vormt een goede verbinding met de aardkorst (volg het rode lijntje). In dit systeem hebben we geen potentiaalvereffening  wat, zoals het plaatje laat zien, potentieel gevaarlijk is. Denk daarbij bijvoorbeeld aan een slechte verbinding in de randaarde. Als we dit systeem toepassen dienen we er in ieder geval voor te zorgen dat metalen apparaten geisoleerd staan opgesteld t.o.v. het scheepsijzer. Deze oplossing voldoet niet aan de CE- en ISO-normen en is niet geheel zonder gevaar.

Een oplossing zonder corrosieproblemen. Nadeel van deze oplossing is dat de zwemmers, visjes en eendjes naast onze boot gevaar lopen als er een storing optreedt in ons systeem. We zijn hier aangewezen op de betrouwbaarheid van de installatie van de jachthaven. In dit systeem hebben we potentiaalvereffening. Deze oplossing voldoet niet aan de ISO13297 norm en moet daarom als onveilig worden beschouwd.

Als we dit systeem toepassen en onze boot staat op de wal voor onderhoud dan kunnen we niet zonder nadenken de walstekker erin prikken, we zullen dan moeten nadenken over een tijdelijke en deugdelijke aardeverbinding met de walstroomkast. Zouden we de verbinding weglaten dan ontstaan er gevaarlijke situaties bij een fout in de installatie aan boord. Dit systeem is dus niet fool-proof en daaruit valt te concluderen dat dit niet onder de norm valt.

Dit schema is een rechtstreeks interpretatie van ISO13297 punt 4.8; De nulleider moet geaard worden zo dicht mogelijk bij de bron;

The neutral conductor shall be grounded (earthed) only at the source of power, i.e. at the onboard generator, the secondary of the isolation or polarization transformer, or the shore- power connection. The shore-power neutral shall be grounded through the shore-power cable and shall not be grounded on board the craft.

In ieder geval is deze oplossing waardeloos voor ons. In dit schema hebben we a) nog steeds last van galvanische corrosie via de nulleider van de walstroomkabel, b) in de praktijk blijkt de aardlekschakelaar van het walstroomkastje in de jachthaven aan te spreken, dit omdat er een stroom gaat lopen van nulleider naar aarde t.g.v. een (zeer klein) spanningsverschil tussen nulleider en aarde.

Een op het eerste gezicht veilige oplossing, maar met corrosieproblemen. Deze oplossing voldoet niet aan de CE- en ISO-normen (De nulleider moet geaard worden zo dicht mogelijk bij de bron). In dit systeem hebben we potentiaalvereffening.

De oplossing van alle mogelijke problemen is het plaatsen van een  scheidingstransformator. De scheidingstransformator zorgt voor een galvanische scheiding met het lichtnet. De scheidingstransformator laat alleen wisselstromen door, gelijkstroom die voor galvanische corrosie zorgt heeft geen kans. Alle metalen delen in het schip zijn met elkaar verbonden inclusief de MIN van de accu-installatie, hierdoor hebben we potentiaalvereffening. Dit schema is volgens de CE- en ISO-normen. We moeten er alleen wel aan denken om aan de secundaire kant van de scheidingstransformator ook zekeringen en een aardlekschakelaar toe te passen.

Als we dit systeem toepassen en onze boot staat op de wal voor onderhoud dan kunnen we niet zonder nadenken de walstekker erin prikken, we zullen dan moeten nadenken over een tijdelijke en deugdelijke aardeverbinding met de walstroomkast. Zouden we de verbinding weglaten dan ontstaan er gevaarlijke situaties bij een fout in de kabel tussen dekstekker en scheidingstrafo. Alhoewel algemeen aanvaard als de beste oplossing is dit systeem niet 100%  fool-proof.

Galvanische isolator

Een Amerikaan met de naam David Smead heeft een oplossing bedacht voor de galvanische corrosie die ontstaat door de walaarde aan het schip te hangen. Omdat de spanning van een wateraccu niet meer dan 1 volt is, kunnen we een isolator gebruiken die onder de 1,5volt isoleert en boven de 1,5volt geleidt. Dus bij een lekstoom van uit het 230volt boordnet is er wel een goede aarding en kan een aardlekschakelaar of zekering de hoogspanning uitschakelen.

Dit is wat de iso13297 erover zegt;
4.9 A galvanic isolator or other suitable device may be fitted in the protective conductor to resist imported stray galvanic current flow while permitting the passage of a.c. current, if present. Galvanic isolators shall be designed to withstand the application of power from a short-circuit test from a source capable of delivering 5 000 A r.m.s. symmetrically to its output test terminals for the time required for the circuit-breaker in the test circuit to trip. After three applications of the short-circuit test, the electrical and mechanical characteristics of the isolator shall be unchanged.

In de handel zijn galvanische isolatoren in omloop die niet voldoen aan de iso13297 m.b.t. de kortsluitstroomvastheid. Een groot nadeel is dat de galvanische isolator defect kan gaan (denk aan een directe of indirecte blikseminslag of een hoge kortsluitstroom) zonder dat we het in de gaten hebben, er is dan voor kortere of langere tijd geen randaarde.

Link naar ISO 13297 A.C.-installaties aan boord van kleine schepen

Link naar ISO 10133 D.C.-installaties met lage spanning aan boord van schepen