Neutraal en CPI-diagram: Veiligheidsgids voor hybride omvormers

Neutrale bedrading en isolatietest: elektrische veiligheid in stand-alone modus

Beschikt u over een hybride omvormer zoals de SOFAR ESI met backup/EPS-functie? Een uitstekende keuze om uw energieonafhankelijkheid te garanderen! Maar heeft u ook al eens nagedacht over de aarding en continue isolatiebewaking in de stand-bymodus?

Deze technische aspecten zijn cruciaal voor de naleving van de NF C 15-100-normen , de validatie door Consuel (de Franse certificeringsinstantie voor elektrische veiligheid) en bovenal de veiligheid van het personeel tijdens back-upbedrijf. In deze uitgebreide gids ontraadselen we deze concepten en leggen we uit hoe u uw fotovoltaïsche systeem met opslag correct configureert voor een veilige en conforme werking.

Een fotovoltaïsche installatie met een back-upmodus die verkeerd is geconfigureerd met betrekking tot het neutrale systeem, kan ernstige elektrische risico's opleveren en worden afgekeurd door de Consuel (Franse certificeringsinstantie voor elektrische veiligheid). Kennis van IT-, TT- en TN-S-systemen is essentieel voor elke hybride installatie.

Deel 1: Standalone-modus en aardingsschema's (SLT)

Wat is de off-grid-modus?

De autonome modus , ook wel back-upmodus of EPS (Emergency Power Supply) genoemd, is een functie waarmee uw hybride omvormer bepaalde elektrische circuits van stroom kan blijven voorzien, zelfs tijdens een stroomstoring.

Hybride omvormers zoals de SOFAR ESI 3K-S1 tot en met 6K-S1 beschikken over deze back-upfunctie die het volgende garandeert:

• Een vrijwel onmiddellijke omschakeling (schakeltijd ~10 ms)
• Een 230 V~ eenfasevoeding (L+N+PE) bij 50/60 Hz
• Een nominaal vermogen tot 6 kW, afhankelijk van het model
• Een continue stroomvoorziening via zonnepanelen en/of de accu

Bij een stroomstoring detecteert uw omvormer direct de spanningsuitval en schakelt automatisch over naar de noodstroomvoorziening om uw prioritaire apparatuur van stroom te voorzien (koelkast, verlichting, alarmsysteem, internetbox...).

Aardingssystemen: IT, TT, TN-S

In de stand-alone modus is uw elektrische installatie niet langer aangesloten op het openbare net, maar vormt het een geïsoleerd elektriciteitsnet . Het is daarom cruciaal om het aardingssysteem (ES) te definiëren dat van toepassing is op uw nooduitgang. Er bestaan drie hoofdsystemen:

Standaardconfiguratie: IT-schema (risicovol)

Hybride omvormers zoals de SOFAR ESI zijn transformatorloos (zonder galvanische scheidingstransformator). Daarom werkt de AC-uitgang in back-upmodus aanvankelijk in een netwerk dat geïsoleerd is van de aarde – wat overeenkomt met een IT-schema .

In dit systeem:

• Er is geen enkele actieve geleider (fase of nul) rechtstreeks met de aarde verbonden
• De geleiders blijven op een zwevend potentiaal ten opzichte van de aarde
• Een eerste isolatiefout leidt niet automatisch tot uitschakeling.
• ⚠️ GEVAAR : Zonder continue isolatiebewaking (CPI) blijft deze eerste fout onopgemerkt

Deze IT-configuratie zonder CPI voldoet niet aan de eisen van NF C 15-100 en wordt door Consuel afgekeurd.

Aanbevolen configuratie: TT/TN-S (beveiligd) systeem

Om de veiligheid en naleving te garanderen, wordt sterk aanbevolen om de nul van de nooduitgang aan te sluiten op de lokale aarde. Deze configuratie transformeert het IT-systeem in een TT- of lokaal TN-S-systeem .

Hoe creëren we deze neutrale-aardeverbinding?

Er zijn twee methoden mogelijk:

1. Methode 1 - Activering via de omvormer : SOFAR ESI-omvormers hebben een parameter voor neutrale aarding (NPG) in het geavanceerde menu. Door deze functie te activeren, creëert de omvormer automatisch een interne verbinding tussen de nulleider en de PE in de EPS-modus.
2. Methode 2 - Externe contactor : Installatie van een neutrale verbindingsinrichting op het elektrische paneel die automatisch de neutrale verbinding met de PE maakt bij het overschakelen naar de autonome modus.

Voordelen van het TT/TN-S-systeem in back-upmodus:

• ✅ Bescherming tegen indirect contact door aardlekschakelaars (RCD's)
• ✅ Voldoet aan de eisen van NF C 15-100
• ✅ Validatie gegarandeerd door Consuel
• ✅ Geen externe CPI vereist op het AC-gedeelte
• ✅ Werkt identiek aan het openbare netwerk (bekend bij gebruikers)

Volgens de Franse regelgeving moet, als de installatie zich normaal gesproken in een TT-systeem met het openbare net bevindt, de overschakeling naar de stand-alonemodus een consistente en veilige SLT garanderen. Aarding van de nulleider aan de AC-zijde is daarom essentieel voor transformatorloze omvormers.

Deel 2: Continue isolatiebewaking (CPI)

Wat is een CPI en wat is het doel ervan?

Permanente isolatiebewaking (CPI) is een elektrisch bewakingsapparaat dat continu de isolatieweerstand meet tussen de actieve geleiders (fase en nul) en de aarde in een elektrisch netwerk.

De belangrijkste taak ervan is het detecteren van de eerste isolatiefout in een IT-netwerk, voordat er een tweede fout optreedt die een gevaar voor mensen oplevert.

Hoe de CPI werkt:

• Continue meting van de geleiderisolatie ten opzichte van de aarde
• Als de isolatiewaarde onder de wettelijke drempelwaarde komt, wordt een hoorbaar en/of visueel alarm geactiveerd.
• Onmiddellijke signalering om snel ingrijpen mogelijk te maken
• Geen automatische uitschakeling bij de eerste storing (continuïteit van de dienstverlening)

Apparaten geïntegreerd in SOFAR ESI-omvormers

SOFAR ESI hybride omvormers integreren intern bepaalde bewakingsfuncties die voldoen aan de IEC 62109-normen:

• RCMU (Residual Current Monitoring Unit): Detectie van lekstromen en aardfouten
• Detectie van PV-isolatiefouten : bewaking van de isolatieweerstand tussen de fotovoltaïsche installatie en de aarde
• IsoFault Alarm - Lage isolatie-impedantie bij een DC-zijdige storing

⚠️ BELANGRIJK : Deze interne apparaten bewaken primair de continue zijde (PV/batterij) . Ze vervangen geen speciale CPI aan de AC-zijde als de back-upuitgang in een IT-configuratie werkt.

CPI vereist in IT-regelingen

De norm NF C 15-100 (paragrafen 411.6 en 537) vereist een permanente isolatiebewaking conform de norm NF EN 61557-8 voor elke installatie die in een IT-systeem werkt.

CPI niet verplicht in TT/TN-S-regeling

Als u de aanbevelingen opvolgt en de neutrale draad van de nooduitgang op aarde aansluit (via de Neutral Point Grounding-functie of een externe contactor), dan:

• ✅ Het neutrale systeem wordt TT/TN-S (gerelateerd aan de aarde)
• ✅ Bescherming tegen indirecte aanraking wordt gewaarborgd door aardlekschakelaars (RCD's)
• ✅ Een externe CPI is niet langer verplicht voor het AC-gedeelte
• ✅ De installatie voldoet aan de eisen van NF C 15-100

Differentieelbeveiliging vereist:

In een TT/TN-S-systeem moet elk circuit dat door de nooduitgang wordt gevoed, worden beveiligd door een aardlekschakelaar (RCD) :

• Type B 30 mA (of type A indien stroomopwaarts Type B) voor algemene circuits
• Gevoeligheid ≤ 30 mA voor persoonlijke bescherming
• DDR type B wordt aanbevolen als primair apparaat voor het detecteren van resterende DC-componenten.

Deel 3: Risico's en naleving van regelgeving

Risico's van een IT-configuratie zonder CPI

Als de nooduitgang in een IT-configuratie (zwevende neutrale configuratie) staat zonder extern brandalarm, wordt het systeem blootgesteld aan grote gevaren.

• Eerste onzichtbare fout : Een isolatiefout op een back-upcircuit (beschadigde kabel, defect apparaat) veroorzaakt geen onderbreking en activeert geen alarm.
• Verschuiving van het neutrale punt : Het zwevende potentiaal wordt verhoogd tot een gevaarlijk potentiaal ten opzichte van de aarde.
• Risico op elektrische schok : Elk contact met een metalen massa of de aarde kan een elektrische schok veroorzaken.
• Tweede fout = levensgevaar : Indien er een tweede fout ontstaat op een andere fase, zal er een directe kortsluiting ontstaan.
• Consuel-non-conformiteit : De installatie wordt tijdens de inspectie afgekeurd vanwege onvoldoende persoonlijke bescherming.

Consuel-eisen voor installaties met batterijen

Op het Consuel-certificaatformulier voor fotovoltaïsche installaties met batterijen staat duidelijk vermeld:

"Als er geen galvanische isolatie aanwezig is (omvormer zonder transformator), moet een TT-systeem worden geïmplementeerd door de nulleider aan de AC-zijde te aarden."

Deze eis heeft tot doel:

• Zorg voor de juiste werking van differentiële apparaten in de noodmodus
• Vermijd het werken in een ongecontroleerd IT-systeem (zonder CPI)
• Zorg voor SLT-consistentie tussen de netwerkmodus en de stand-alonemodus
• Gebruikers beschermen tegen de risico's van elektrocutie

🔗 Gids voor de Franse wetgeving

Conforme oplossingen: twee mogelijke benaderingen

Om de conformiteit van uw installatie met een hybride omvormer in stand-alone modus te garanderen, worden er twee benaderingen gevalideerd door normen en Consuel:

Onze Wattuneed-aanbeveling:

Voor 95% van de residentiële en commerciële installaties in Frankrijk en België is oplossing 1 (nulleider verbonden met aarde) het meest geschikt. Deze combineert eenvoud, conformiteit en kostenbeheersing en garandeert een optimaal veiligheidsniveau.

Deel 4: Stapsgewijze installatiehandleiding

Stap 1: De huidige configuratie controleren

Controleer de huidige configuratie van uw SOFAR ESI-omvormer voordat u wijzigingen aanbrengt:

1. Toegang tot het geavanceerde menu van de omvormer (LCD-scherm of SofarSolar-app)
2. Navigeer naar Systeeminstellingen > Geavanceerde instellingen
3. Zoek de parameter Neutral Point Grounding (NPG)
4. Controleer de status: ingeschakeld of uitgeschakeld

Stap 2: Activering van de nul-aardeverbinding

Aanbevolen methode - NPG-activering in de omvormer:

1. Selecteer in het menu Geavanceerde instellingen de optie Neutral Point Grounding
2. Stel de parameter in op Ingeschakeld .
3. Bevestig de wijziging
4. Wacht op het bevestigingsbericht 'Succes'
5. Start de omvormer opnieuw op om de wijzigingen toe te passen

⚠️ WAARSCHUWING : Deze handeling moet worden uitgevoerd door een gekwalificeerde elektricien . Het wijzigen van de neutrale bedrading heeft invloed op de elektrische veiligheid van de installatie.

Stap 3: Controle van de equipotentiaalverbinding

Zorg ervoor dat de aardgeleiders (PE) van de nooduitgang en het hoofdnetwerk met elkaar verbonden zijn via de aardingsrail van het elektrische paneel. Deze verbinding is essentieel om een gemeenschappelijke aardingsreferentie te garanderen in off-grid-modus.

Stap 4: Installatie van aardlekschakelaars

Installeer of controleer de aanwezigheid van geschikte aardlekschakelaars op de circuits die door de back-upuitgang worden gevoed:

• Bovenaan het noodverlichtingspaneel : Type B 30 mA aardlekschakelaar (algemene beveiliging)
• Per circuit : Type A 30 mA aardlekschakelaar (als Type B aardlekschakelaar stroomopwaarts is geplaatst)
• Controleer de juiste werking via de Testknop

Stap 5: Functioneel testen en valideren

Zodra de configuratie is voltooid, voert u de volgende tests uit:

1. EPS-failovertest : simuleer een netwerkstoring (uitschakeling van de hoofdstroomonderbreker)
2. Automatische failoververificatie : de back-upuitvoer moet binnen 10 ms worden geactiveerd
3. Testen van aardlekschakelaars : druk op de testknop op elke aardlekschakelaar.
4. Meting van de nul-aarde-spanning : Moet in de stand-bymodus dicht bij 0 V liggen (nulleider aangesloten)
5. IsoFault-alarmcontrole : er wordt geen isolatiefoutalarm weergegeven

Veelgestelde vragen (FAQ)

Wat is een IT-schema en waarom is het risicovol in de back-upmodus?

Een IT-systeem is een neutraal aardingssysteem waarbij geen enkele fasegeleider met de aarde is verbonden (zwevende nul). In de noodmodus is deze configuratie riskant omdat een eerste isolatiefout geen beveiliging activeert en onopgemerkt blijft zonder een brandmeldcentrale (FACP). Een tweede fout kan dan een levensbedreigend gevaar opleveren.

Is mijn SOFAR ESI-omvormer uitgerust met een CPI?

SOFAR ESI-omvormers zijn voorzien van een RCMU (Residual Current Monitoring Unit) om isolatiefouten aan de DC-zijde (PV/accu) te detecteren, maar geen volledige CPI conform NF EN 61557-8 voor de AC-zijde. Als u de nuldraad zwevend laat (IT-systeem), is een externe CPI verplicht.

Hoe activeer ik de Neutral Point Grounding-functie op mijn omvormer?

Ga naar het menu Geavanceerde instellingen via het lcd-scherm of de SofarSolar-app, zoek de instelling "Neutrale aarding (NPG)" en zet deze op "Ingeschakeld". Deze handeling moet worden uitgevoerd door een gekwalificeerde elektricien.

Welk type DDR moet ik installeren voor de back-upuitvoer?

Installeer een 30 mA aardlekschakelaar van type B aan de kop van de noodverdeelkast. Deze detecteert storingen met een DC-component, wat essentieel is bij fotovoltaïsche omvormers. U kunt vervolgens 30 mA aardlekschakelaars van type A per circuit installeren als er stroomopwaarts een aardlekschakelaar van type B aanwezig is.

Wordt mijn installatie door Consuel afgekeurd als de neutrale draad niet is aangesloten?

Ja, voor transformatorloze omvormers (zonder galvanische scheiding) zoals de SOFAR ESI vereist de Consuel (Franse certificeringsinstantie voor elektrische veiligheid) ofwel neutrale aarding in back-upmodus, ofwel de aanwezigheid van een conforme externe CPI (waarschijnlijk een specifiek type beveiligingsapparaat). Zonder een van deze twee oplossingen voldoet de installatie niet aan NF C 15-100.

Kan ik zelf een externe CPI installeren?

Nee, het installeren van een CPI (Controlled Protection Interface) en het aanpassen van het neutrale bedradingssysteem zijn werkzaamheden die alleen door gekwalificeerde elektriciens mogen worden uitgevoerd. Een onjuiste configuratie kan ernstige elektrische gevaren opleveren en uw woningverzekering ongeldig maken.

Conclusie: Veiligheid en naleving staan voorop

De configuratie van het neutrale systeem en de isolatieregeling in de standalonemodus zijn geen secundair technisch detail: het is een fundamenteel veiligheidselement dat de conformiteit van uw fotovoltaïsche installatie met opslag bepaalt.

Belangrijke punten om te onthouden:

• ✅ Transformatorloze hybride omvormers werken standaard in een IT-configuratie (zwevende nul)
• ✅ Deze IT-configuratie zonder CPI is gevaarlijk en niet-conform
• ✅ De aanbevolen oplossing is om de nulleider met de aarde (TT/TN-S) te verbinden via de NPG-functie
• ✅ Aardlekschakelaars (RCD's) van type B van 30 mA moeten alle back-upcircuits beschermen.
• ✅ Als u een IT-systeem beheert, is een conforme externe CPI verplicht
• ✅ Huur een gekwalificeerde elektricien in voor eventuele aanpassingen

Het Wattuneed-team staat klaar om u te helpen met de configuratie en naleving van uw installatie. Raadpleeg gerust onze technische handleidingen of neem contact op met ons supportteam als u vragen heeft.

Over Wattuneed SPRL
Wattuneed, de Belgische leider in fotovoltaïsche en batterijopslagoplossingen, ondersteunt al meer dan 10 jaar particulieren en professionals bij hun energietransitie. Wij bieden technische expertise, een snelle klantenservice en een compleet assortiment Sofar Solar-omvormers, BTS-batterijen, zonnepanelen en accessoires voor zelfverbruik en energieonafhankelijkheid in België en Frankrijk.