Apparaten testen volgens NEN 3140

Welke metingen worden uitgevoerd bij het keuren van elektrische handgereedschappen NEN 3140? De NEN 3140 is de norm voor het veilig werken met elektrische installaties en elektrische arbeidsmiddelen. Ook worden de verantwoordelijkheidniveau’s omschreven.

Elektrische arbeidsmiddelen worden ook wel elektrische handgereedschappen genoemd. Populair omschreven als “alles waar een steker aan zit”. Uiteraard moet de verantwoordelijke binnen een bedrijf wel letten op een duidelijke definitie. Zo valt een steker aangesloten draaibank niet echt onder handgereedschap en zal eerder met de keuring van de vaste installatie mee gekeurd moeten worden. Van belang is om deze categorie niet tussen wal en schip te laten zweven.

Welke metingen worden uitgevoerd bij het keuren van elektrische handgereedschappen?

In de onderstaande tabel staat aangegeven wat aan welke toestellen gecontroleerd moet worden en wat de grenswaarden zijn. In de werkinstructie moet uiteraard ook worden aangegeven volgens welke stappen gecontroleerd wordt. Apparatentesters hebben vaak een ingebouwde procedure.

	Klasse I	Klasse II	Klasse III	Klasse PC
Symbool
Kenmerk	Geaard	Dubbel geisoleerd	Veilige werkspanning	Data- verwerkende apparatuur
Voorbeeld	Haspel, koelkast, dompelpomt	Boormachine, slijptol	42V looplamp	Computer, fax, PLC-besturing
Visuele controle	Ja	Ja	Ja	Ja
Beschermings- leiding	0,26 Ω bij 1,5mm2			Ja, indien Klasse I
Isolatie- weerstand	1 MΩ	2 MΩ	0,5 MΩ	Nee!
Vervangende lekstroom	7 mA
Verschilstroom	1 mA	0,5 mA	0,5 mA	0,5 mA
Aanraakstroom				0,25 mA

Visuele controle

Door het gezonde verstand te gebruiken, kunnen visueel veel (de meeste) ondeugdelijkheden worden geconstateerd. Denk hierbij aan:

• beschadigd netsnoer, meestal bij de steker of bij de invoer van het toestel.
• randaarde steker aan klasse II toestel, dit is verwarrend. Bij een defecte steker gelijk een 2 aderig netsnoer met aangegoten steker aansluiten aan een klasse II toestel.
• drieaderig netsnoer aan klasse II toestel. Hierbij kan de aarde niet goed zijn weggewerkt, zodat er een aardsluiting kan ontstaan.
• behuizing beschadigd, aanraakgevaar
• typeplaatje onleesbaar. Voor een volledige controle is het van belang op de volgende zaken te letten: inventarisatie- en typenummer, beschermingsklasse, nominale U, I en P en bij een haspel de lengte en de diameter.
• water- en rookschade

Weerstand van de beschermingsleiding

De meting moet worden uitgevoerd met een teststroom van minmaal 200 mA DC tussen het aardcontact van de steker en de metalen behuizing van het toestel. Tijdens de meting moet het netsnoer worden bewogen i.v.m. eventuele slechte contacten en/of kabelbreuken.

De weerstand van de beschermingsleiding moet zo laag mogelijk zijn. Indien er namelijk een aardsluiting plaatsvindt, zal de kortsluitstroom via aarde weg gaan en niet, bij aanraking, via het menselijk lichaam (de weg van de minste weerstand). Hoe lager de weerstandswaarde, hoe hoger de kortsluitstroom (wet van Ohm), zodat de beveiliging zo snel mogelijk zal aanspreken.

Uit de praktijk blijkt dat deze meting van groot belang is. Regelmatig wordt geconstateerd dat bijvoorbeeld een haspel of een dompelpomp niet goed geaard is. Dit betekent dat bij een defect de beveiligingen niet zullen aanspreken. Er zal dus een levensgevaarlijke situatie ontstaan.

De grenswaarde van weerstand R van de beschermingsleiding kan volgens de NEN 3140 op twee manieren worden bepaald. Men kan de grenswaarde bepalen door middel van de onderstaande formule:
R = 0,2 * (l x r) / S

R = Weerstand van de beschermingleiding
r = soortelijke weestand (koper 0,0175 Wmm²/m)
l = lengte van de beschermingsleiding
S = nominale kerndoorsnede

De grenswaarde kan ook worden afgelezen in het onderstaande tabel.

Aderdoorsnede mm2	1,5	2,5	4	6	10	16	25
Kabellengte	*	*	*	*	*	*	*
≤ 2	0,22	0,21	0,21	0,21	0,20	0,20	0,20
> 2 en ≤ 5	0,26	0,24	0,22	0,21	0,21	0,21	0,20
> 5 en ≤ 10	0,32	0,27	0,24	0,23	0,22	0,21	0,21
> 10 en ≤ 15	0,38	0,31	0,27	0,24	0,23	0,22	0,21
> 15 en ≤ 20	0,43	0,34	0,29	0,26	0,24	0,22	0,21
> 20 en ≤ 25	0,49	0,38	0,31	0,27	0,24	0,23	0,22
> 25 en ≤ 30	0,55	0,41	0,33	0,29	0,25	0,23	0,22
> 30 en ≤ 35	0,61	0,45	0,35	0,30	0,26	0,24	0,22
> 35 en ≤ 40	0,67	0,48	0,38	0,32	0,27	0,24	0,23
> 40 en ≤ 45	0,73	0,52	0,40	0,33	0,28	0,25	0,23
> 45 en ≤ 50	0,78	0,55	0,42	0,35	0,29	0,25	0,24

Isolatieweerstand

Is het te testen apparaat nog goe elektrisch geïsoleerd? Deze vraag wordt beantwoord door de meting van de isolatieweerstand. Deze kan op meerdere manieren worden gemeten. Standaard wordt dit gedaan met een meetspanning van 500 Vdc, ook wel meggeren genoemd. Maar er zijn ook andere methoden zoals verschilstroom meting en vervangende lekstroom meting.

Bij klasse II hulpmiddelen is de standaard meting met 500 Vdc de belangrijkste veiligheidsmeting. De omschreven meetmethode in de norm is juist; 500 V DC tussen metalen [aarde] en actieve [fase en nul] delen. Bij 3-fase toestellen kunnen de 3 fasen en de nul worden kortgesloten met elkaar en dan t.o.v. de metalen aanraakbare delen (aarde) worden gemeten.

Is de isolatiewaarde in orde, dan zijn alle actieve delen goed. Indien de gemeten waarde te laag is, kan fase voor fase worden gemeten waar de fout zit.

De huidige NEN 3140 geeft aan dat de isolatieweerstand groter moet zijn dan de volgende grenswaarde:

• Klasse I = Riso > 1 M Ohm
• Klasse II = Riso > 2,0 M Ohm
• Klasse III = Riso > 0,5 M Ohm getest bij 250 V DC

Vervangende lekstroom

Klasse I toestellen met verwarmingselementen of ontstoringscondensatoren kunnen door hun constructie de gestelde isolatieweerstands- grenswaarde niet altijd halen. Een goed praktijk-voorbeeld hiervan is een kachel met een keramische plaat. Indien de kachel koud is, kan er vocht in de keramische platen zitten. Wordt nu de isolatieweerstand gemeten, dan zal er overslag plaatsvinden en moet de kachel worden afgekeurd. Echter als de kachel warm wordt, zal het vocht verdampen. Bij het meten van de isolatieweerstand zal er nu geen overslag plaatsvinden en wordt de kachel wel goedgekeurd.

Omdat zo’n kachel altijd in ‘koude toestand’ getest wordt, kan de isolatieweerstand niet goed worden gemeten. Het alternatief hiervoor is de meting van de vervangende lekstroom.

De meting wordt uitgevoerd met een veilige testspanning. De gemeten stroom door de sonde (Rsonde = 2 kW = weerstand van het menselijk-lichaam) is een lekstroom die omgerekend wordt naar een waarde die zal optreden bij de netspanning. Uiteraard moet deze meting worden uitgevoerd met lage testspanning.

Wanneer dit met de netspanning zou gebeuren en er zou daadwerkelijk een defect in het toestel zitten, zou er een gevaarlijk hoge lekstroom kunnen ontstaan.

Het gaat hier dus niet om de echte lekstroom, maar om de vervangende lekstroom, omdat de meting wordt uitgevoerd met een testspanning en niet met de netspanning. Dit is een verschil met de aanraakstroom waar de gemeten stroom door de sonde maar een deel van de eventuele totale lekstroom is. Het is goed mogelijk dat er via de behuizing en de werkbank andere lekstromen zijn. Dit is het verschil met de verschilstroom.

Volgens de NEN 3140 gelden de volgende grenswaarden:

• Klasse I toestel met verwarmingselementen en/of ontstoringscondensator: < 7 mA
• Klasse I toestel met verwarmingselementen groter dan 6 kW: < 15 mA

Verschilstroom (lekstroom)

Volgens de NEN 3140 moet een isolatieweerstand-meting OF een reële aardlekstroom-meting worden uitgevoerd. Een belangrijke meting voor klasse I toestellen is de meting van de reële aardlekstroom. Dit is het verschil tussen de in- (fase) en de uitgaande (nul) stroom. Deze meting is in principe alleen voor geaarde toestellen omdat deze kunnen ‘lekken’ naar de metalen delen, via de beschermingsleiding naar aarde. Voor een Klasse II toestel geldt dat de verschilstroomfunctie alleen zinvol is als de aanraakbare geleidende delen van een toestel tijdelijk zijn verbonden met aarde.

Het meet-principe is als bij een aardlekschakelaar: normaal is de stroom in fase en nul gelijk, maar tegengesteld.

Tijdens de meting zal de spanning moeten worden omgepoold. De meeste apparatentesters doen dit automatisch.

Zeker voor toestellen met een elektrische inschakeling (bijvoorbeeld een magneetschakelaar of een tijdfunctie) geldt dat de verschilstroom meer verteld over de isolatieweerstand dan de klassieke methode voor het meten van isolatieweerstand door middel van een testspanning van 500V.

Functietest

Natuurlijk is het ook zinvol om te weten of een toestel naar behoren functioneert. Na het uitvoeren van de visuele controle en de veiligheidstest is het dus raadzaam (niet verplicht) om ook nog een functietest uit te voeren. Hierbij kan o.a. worden gekeken naar:

• De nominale verbruiksstroom. Indien de verbruiksstroom, in onbelaste toestand, hoger is dan de nominale verbruiksstroom (aangegeven op het type-plaatje of in de handleiding), dan kunnen de koolborstels of lagers versleten zijn. Als stelregel wordt ook wel aangegeven dat de onbelaste verbruiks-stroom 1/3-deel van de nominale verbruiksstroom mag zijn.
• Het opgenomen vermogen, schijnbaar vermogen en de arbeidsfactor. Een slechte arbeidsfactor kan veroorzaakt worden door het aanlopen van lagers (wrijving).
• Onderbreking in fase/nul. Verlengsnoeren en haspels kunnen op onderbrekingen in fase(n) en nul worden gecontroleerd (aarde wordt gecontroleerd tijdens de veiligheidscontrole).

Apparatentesters

Voor het kiezen van een apparatentester wordt meestal het aantal keuringen op jaarbasis als selectiecriterium genomen. Hoe meer keuringen, hoe meer geavanceerd de tester mag zijn. Automatische apparatentesters zoals de SigmaGT realiseren door de gemakkelijke bediening en het toetsenbord een aanzienlijke tijdsbesparing.

Het verschil tussen GammaGT en DeltaGT is de mogelijkheid voor het uitvoeren van een functietest en de verschilstroomfunctie. Deze beide functies zijn aanwezig op de iets meer uitgebreide DeltaGT.