STROOMAANSLUITINGEN


Er bestaan verschillende soorten aansluitingen voor stroom. Afhankelijk van functie en fabrikant hebben deze verschillende vormen en uitvoeringen. En afhankelijk daarvan zijn er meer of minder stroomdraden in te vinden. In normale stopcontacten, zoals we die in huis kunnen vinden, zitten twee of drie draden: in de ongeaarde stopcontacten vinden we twee stroomdraden, namelijk een blauwe draad: de Nul; en een bruine draad: de fase. De fasedraad is de zogenaamde 'stroomdragende' draad. Deze draad voert de stroom als het ware aan, terwijl de nuldraad er is om de stroom weer af te voeren, om de stroomkring gesloten te krijgen. In een geaard stopcontact vinden we dan nog een derde, groen-gele draad. Dit is de zogenaamde aarde-draad, die als een soort beveiliging geldt voor apparaten die eventueel een lekstroom kunnen geven die gevaarlijk kan zijn. Tenslotte kunnen we in sommige schakelaars nog een zwarte draad vinden. Dit is de zogenaamde 'schakeldraad' bij een hotelschakeling. Deze draad is noodzakelijk om het mogelijk te maken dat twee verschillende schakelaars hetzelfde punt van stroom kunnen voorzien.

Let wel, dit is de standaardwijze, waarop de stroomvoorzieningen tegenwoordig aangesloten behoren te zijn. In oudere huizen, of huizen waar geen officieel installatiebureau de bedrading heeft aangelegd, wil dit nog wel eens niet het geval zijn. In de jaren '50 werd in Nederland een andere kleurcodering aangehouden dan tegenwoordig. De nuldraad was daarbij rood, de fasedraad groen. Vooral bij kleurenblinden heeft dit nogal eens wat problemen opgeleverd. De kleurcode is tegenwoordig gestandariseerd: in alle landen die deze afspraak overgenomen hebben, is deze code in gebruik. In ieder geval geldt deze code al in de E.E.G., in de V.S. en in Japan.

Driehoeks- en SterschakelingHet spanningsverschil bij een gewone aansluiting ligt in Nederland op dit moment tussen de 218 en 225 Volt. In de loop van de komende jaren zal dat langzaam opgetrokken worden naar de 240 Volt, de nieuwe Europese standaard. Naast deze normale aansluiting bestaat er ook nog een aansluiting die 380 Volt levert, de krachtstroom-aansluiting. Deze bestaat uit vijf draden: een nul-draad, een aarde draad en drie fase-draden. De fase-draden worden de R-, S- en T-fase genoemd. Tussen de fasen R, S en T staat dan een spanningsverschil van 380 Volt - de zogenaamde "krachtstroom" -. In principe komt in ieder huis (een deel van) krachtstroom binnen. We hebben dan te maken met de R-, en/of de S-, en/of de T-fase die het huis binnen komen, en dan apart naar de stopcontacten geleid worden tezamen met de nuldraad en eventueel de aarde-draad. Wanneer namelijk het spanningsverschil tussen een fase-draad en de nuldraad gemeten wordt, is deze 220 Volt.

Pas wanneer we de drie fase-draden ten opzichte van elkaar gebruiken is er sprake van krachtstroom. In het geval van de krachtstroom spreken we van een zogenaamde driehoekschakeling, in het geval van de normale stroom van een sterschakeling.

Fase-verloopWe zijn al eerder het sinusvormige spanningsverloop tegen gekomen. De sinus hoeft natuurlijk niet altijd op hetzelfde moment te starten, zij kan ook eerder of later beginnen. De ene sinusvormige spanning kan bijvoorbeeld op een bepaald moment starten, terwijl een andere begint op het moment dat de eerste op één-derde is van zijn cyclus. Hierdoor kan het voorkomen, dat, wanneer we het spanningsverschil vergelijken dat op verschillende draden staat, we te maken hebben met twee verschillende sinus-golven die tegen elkaar inwerken. Op een dergelijk moment mogen we de waarden die de sinussen op ieder moment vertegenwoordigen bij elkaar optellen. Hierdoor kan dan weer een nieuwe sinusvorm ontstaan.

Wanneer we met krachtstroom te maken hebben zijn de sinusvormen telkens één-derde ten opzichte van elkaar versprongen. Wanneer we deze sinussen telkens apart afzetten tegen de nuldraad hebben we een spanningsverschil lopend tussen de -220 en de +220 Volt. Gaan we deze sinussen tegen elkaar afzetten, bijvoorbeeld door het spanningsverschil tussen de R- en de S-fase te meten, dan krijgen we door het verspringen van de sinussen ten opzichte van elkaar te maken met een nieuwe sinusvorm die zijn maxima tussen de -380 en de +380 Volt heeft.

De standaardkleuren van de verschillende draden zijn als volgt:

Aarde groen-geel
N(ul) blauw
Fase S zwart (of bruin)
Fase T zwart (of bruin)
Fase R zwart (of bruin)

Het komt ook wel voor dat alleen de T-fase bruin is, terwijl de S- en de R-fase zwart zijn.

Voor het aansluiten van lichtapparatuur kunnen we gebruik maken van zowel de normale aansluiting van het electriciteitsbedrijf als de krachtstroom aansluiting gebruiken. Bij de krachtstroom aansluiting wordt deze dan weer opgesplitst in drie verschillende 220 Volt-groepen. Daarbij wordt dus niet de 380 Volt gebruikt, maar de 220 Volt die er tussen iedere fase en de N(ul) staat. Omdat er drie verschillende fasen voorkomen bij de krachtstroom aansluitng, krijgen we drie verschillende groepen.

In het theater wordt de krachtstroom regelmatig op grond van deze eigenschap omschreven. In plaats van te spreken over een aansluiting van "25 Ampère krachtstroom" wordt dan gesproken over een aansluiting "drie keer 25". Omdat er gebruik gemaakt wordt van de krachtstroom om drie verschillende groepen te krijgen, volstaat het dan om alleen dit laatste feit te noemen.

CEE-form stekkerVoor de krachtstroom werden in het verleden verschillende soorten stekkers gebruikt. Tegenwoordig moet iedere nieuwe aansluiting volgens de Europese richtlijnen uitgevoerd worden. Deze C.E.E.-form (Comité Européen d'Electricité) stekker is daarom tegenwoordig de meest voorkomende stekker. Daarnaast komen we ook wel de Perilex stekker en de bouwstekker nog tegen. In het theater zullen we deze twee soorten echter zelden aantreffen. Alleen wat (ver)ouder(d)e theaters zullen hier nog gebruik van maken. De verschillende C.E.E.-form stekkers zijn uitgevoerd in verschillende maten. De maat van een stekker is afhankelijk van de hoeveelheid stroom die er doorheen kan, zodat een stekker en zijn kabel in principe niet overbelast kunnen raken. Een 16 Ampère-aansluiting is bijvoorbeeld te klein voor een 32 Ampère-stekker. Door de weerstand die de stroom ondervindt van (te) kleine draden kan de een temperatuur van een snoer (en een stekker) flink oplopen, zodat de beschermingsmantel bij overbelasting zou kunnen gaan smelten. En dat zou dan weer kortsluiting kunnen veroorzaken.

De weerstand die een draad zal energie tegen houden, en die energie zal worden omgezet in warmte. Als die warmte gemakkelijk afgevoerd kan worden, doordat bijvoorbeeld het koper als een enkele draad open en bloot in de ruimte ligt, zal de hitte wel mee vallen. Maar de electriciteitskabels die in het theater gebruikt worden zijn normaal gesproken omgeven door een kunststof omhulsel dat de warmte juist vasthoudt. Daarnaast liggen die kabels dan ook nog vaak ergens in of onder, zijn ze ergens omheen gedraaid of opgewonden, en is de omgeving van zich zelf al tamelijk warm. Daarom kan het nogal eens gebeuren dat de temperatuur in een kabel kan oplopen tot boven 150 graden op het moment dat hij overbelast wordt. Bij zulke temperaturen zal het isolatiemateriaal smelten, zodat kortsluiting en brand kunnen ontstaan.

Ook weerstand die de stroom ondervindt door slechte contacten in het stroomcircuit, zoals bijvoorbeeld vuile of te dunne poten van stekkers, kunnen tot behoorlijke warmte-ontwikkeling leiden. Normaal gesproken worden de lengte en dikte van een kabel zodanig gekozen worden dat het spanningsverlies nooit meer dan 2 % is.

In een situatie waarbij krachtstroom nodig is zal daarom gevraagd moeten worden naar het soort aansluiting dat ter plekke aanwezig is, en naar de hoeveelheid stroom die de aansluiting kan geven. Soms bestaat er nog geen krachtstroom aansluiting maar is er wel stroom aanwezig op een bepaalde plek. Dan kan er gebruik gemaakt worden van een zogenaamde "varkensstaart": een kort snoer met aan het ene uiteinde een stekker, meestal een C.E.E.-form, en aan de andere kant een open uiteinde. Een open uiteinde wil zeggen dat er geen stekker aangezet is, maar dat de draden los te zien zijn en dat de koperdraden zelf blank gemaakt zijn. Daardoor ontstaat een kabel met vijf losse, blanke uiteinden. Met behulp van deze 'varkensstaart' kunnen drie verschillende fasedraden van drie verschillende groepen voor 220 Volt bijeen gebracht worden om zo, samen met een nul- en een aardedraad, weer een krachtstroom aansluiting te krijgen. We werken dan vanuit het omgekeerde principe als we doen bij het opsplitsen van krachtstroom in drie verschillende groepen van 220 Volt.

De hoeveelheid stroomverbruikende apparaten, zoals spots, die op één bepaalde aansluiting gebruikt kunnen worden hangt niet af van de hoeveelheid stopcontacten die op zo'n groep zitten. Het totale vermogen dat de apparaten verbruiken wanneer ze aan zijn is van belang. Dat mag niet groter zijn dan het vermogen dat de groep kan leveren. Hoeveel stroom en daarmee hoeveel vermogen een stroomgroep hangt af van de hoeveelheid die de elektriciteitsmaatschappij ter plekke levert. Dit vermogen per groep is te achterhalen in de stoppenkast: de zekeringen daar bepalen de maximale belasting per groep. Op het moment dat apparaten te veel vermogen verbruiken, dus te veel stroom vragen, wordt de dunne draad die in de zekering zit te warm, en smelt hij door. Hierdoor wordt de stroomlevering op de plaats van de stop onderbroken en bestaat er geen risico voor oververhitting van apparaten of kabels.

Automatische zekeringen werken soms volgens een ander principe, maar het uitgangspunt is hetzelfde: de zekering onderbreekt de stroomtoevoer om het ontstaan van ergere schade te voorkomen. Voor iedere 220 Volt groep is er dan precies één zekering. Bij een krachtstroom aansluiting zit er voor iedere fase een zekering, of smeltpatroon zoals ze ook wel genoemd worden, in de stoppenkast. Iedere krachtstroom aansluiting heeft daarmee drie zekeringen. Vaak is ook nog de nul-draad afgezekerd zodat we dan in totaal met vier zekeringen per krachtstroom aansluiting te maken hebben. Daarnaast hebben we ook nog wel eens te maken met een aardlekschakelaar. Deze schakelt de stroomvoorziening uit op het moment dat er een bepaalde hoeveelheid stroom op de aarde-draad gemeten wordt. Dit betekent dat er stroom 'weglekt' via die draad, en dat er dus het risico bestaat dat iemand gevaar loopt op het moment dat hij elektrische apparaten aanraakt. Daarom wordt alle stroom in een bepaalde zekeringskast dan volledig uitgeschakeld.

Met de formule voor het vermogen die we al eerder tegen zijn gekomen, P = U . I , kunnen we per fase bepalen hoeveel vermogen er geleverd kan worden. Stel dat iedere fase van 220 Volt op 25 Ampère afgezekerd is, dan kun je 25 maal 220 = 5500 Watt afnemen. Per fase kan daarmee 5500 Watt ofwel 5,5 kiloWatt (Kw) afgenomen worden. Bij een krachtstroom aansluiting die opgesplitst is in drie 220 Volt groepen kan dan In totaal drie maal 5,5 is 16,5 Kw afnemen.

In principe wordt de maximale belasting altijd naar beneden afgerond. Bij 10 Ampère kan 2,2 kW gevraagd worden, we hebben het dan over een maximale belasting van 2 kW. Van de aansluiting die 5,5 kW kan leveren zeggen we om die zelfde reden dat het maximum bij 5 kW ligt. Bij het ineens inschakelen van apparaten kan het nog al eens voorkomen dat er wat meer vermogen gevraagd wordt dan het appraat normaal gesproken gebruikt. Door deze zogenaamde 'piekspanning' wordt dan kortstondig meer stroom getrokken, en bij een reeds maximale belasting kan dat betekenen dat door het inschakelen van het apparaat de stop doorsmelt. Daarom is het beter een bepaalde marge aan te houden, zodat zekeringen tijdens een voorstelling niet zorgen voor een stroomuitval, wanneer een bepaalde spot ineens ingeschakeld wordt.

De hoeveelheid Ampère die een stop maximaal kan doorlaten is af te lezen aan de kleurcode achterop de stop:

Groen 6 Ampère
Rood 10 Ampère
Grijs 16 Ampère
Geel 25 Ampère
Zwart 35 Ampère
Door een zogenaamde pasmoer in de patroon- of zekeringhouder is het niet mogelijk om een stop met een groter Ampèrage in te draaien, en stop met een kleiner Ampèrage past wel. Dit om te voorkomen dat een te zware stop ingedraaid zou worden, zodat het systeem nog steeds overbelast zou kunnen worden. Het is natuurlijk altijd wel het beste wanneer een kapotte zekering vervangen wordt door een even zware stop.


Overigens is 380V nu eigenlijk 400V (precieser: 398.37V) want 220V is volgens Europese afspraak verhoogd naar 230, en draaistroom daarmee ook. (Met dank aan Lex van Huuksloot)




Verwante Pagina's:

of:

Terug naar Inhoudsopgave