Automaat

Wat is een automaat?

Een automaat (ook installatieautomaat of installatiebeveiliging, Engels miniature circuit breaker of MCB) is een herbruikbare elektrische beveiliging die een stroomkring automatisch onderbreekt bij overbelasting of kortsluiting, en die na het verhelpen van de fout met één handgreep weer kan worden ingeschakeld. In tegenstelling tot een zekering hoeft een automaat na afschakeling niet vervangen te worden. Automaten beschermen in de eerste plaats de kabel tegen oververhitting en brand, en zijn standaard in verdeelinrichtingen, motor control centers en besturingskasten. Voor OT-teams bepaalt de juiste automaat of een kortsluiting in één sensorkring beperkt blijft tot die kring, of de complete PLC en daarmee de productielijn laat stilvallen.

🧠 Hoe werkt een automaat?

Een automaat combineert twee uitschakelmechanismen in één behuizing, die samen de zogeheten uitschakelkarakteristiek vormen:

• Thermische uitschakeling (overbelasting) - een bimetaal buigt door bij langdurige overstroom en ontgrendelt het schakelmechanisme. Hoe groter de overstroom, hoe sneller: bij 1,45 × de nominale stroom (In) schakelt de automaat binnen een uur af (bij In tot 63 A), bij 2,55 × In binnen 1 tot 60 seconden (bij In tot 32 A; daarboven binnen 120 seconden).
• Magnetische uitschakeling (kortsluiting) - een spoel trekt bij een hoge stroompiek direct een anker aan en opent de contacten, doorgaans binnen ongeveer 10 milliseconden en altijd binnen 0,1 seconde.
• Vonkblussing - de lichtboog die bij het openen ontstaat, wordt naar een bluskamer met metalen platen geleid, opgesplitst en gedoofd.
• Vrijloopmechanisme - de automaat schakelt ook af als iemand de hendel vasthoudt; zo kan een fout niet “dichtgedrukt” worden.

Na het oplossen van de oorzaak zet u de hendel terug. Een automaat die herhaaldelijk afschakelt, wijst op overbelasting, een isolatiefout of een karakteristiek die niet past bij de inschakelstroom; een zwaardere automaat plaatsen is vrijwel nooit de oplossing.

📏 Welke uitschakelkarakteristieken zijn er?

Voor automaten volgens IEC 60898-1 (woningen en vergelijkbare installaties) is het thermische deel voor alle karakteristieken gelijk. Ze verschillen alleen in de stroom waarbij het magnetische deel direct afschakelt:

Een C16-automaat schakelt dus bij kortsluiting gegarandeerd direct af boven 160 A, maar mag tussen 80 en 160 A nog vertraagd (thermisch) uitschakelen. Een 24V-voeding in een besturingskast levert vaak maar een paar keer haar nominale stroom: daarom worden 24V DC-kringen steeds vaker beveiligd met elektronische beveiligingsmodules die op een ingestelde stroom afschakelen, ongeacht de korte kortsluitstroom van de voeding.

🔄 Wat is het verschil tussen IEC 60898-1 en IEC 60947-2?

Er zijn twee productnormen voor automaten, en veel industriële automaten zijn volgens beide gemarkeerd:

Een Icn van 6 kA is dus niet hetzelfde als een Icu van 6 kA: de testvoorwaarden verschillen. In een industriële kast volgens IEC 61439 zijn de Icu en Ics bij de werkelijke netspanning bepalend.

⚖️ Wat is het verschil tussen een automaat en een zekering?

Bij hoge kortsluitstromen worden beide gecombineerd: een zekering of vermogensschakelaar stroomopwaarts dient als back-upbeveiliging (cascadering) voor automaten met een lagere Icn. Fabrikanten publiceren tabellen met toegestane combinaties.

🏭 Waar worden automaten in industriële installaties gebruikt?

• Voeding van besturingskasten - de primaire zijde van 24V-voedingen, UPS-ingangen en verlichting in de kast
• PLC- en IO-kringen - aparte groepen voor CPU, IO-modules en veldvoeding, zodat een fout in het veld de CPU niet uitschakelt
• Motoren - kleine motoren en ventilatoren; grotere asynchrone motoren krijgen meestal een motorbeveiligingsschakelaar in een motorstarter met contactor
• Frequentieregelaars - de voedingskant van een frequentieregelaar, volgens de door de fabrikant opgegeven beveiliging (soms juist zekeringen)
• Hulpcircuits - stuurspanning voor relais, magneetventielen en veldcomponenten

Een automaat beschermt tegen overstroom, niet tegen aardlekstromen. Daarvoor dient een aardlekschakelaar (IEC 61008-1) of een gecombineerde aardlekautomaat (IEC 61009-1), naast een goede aarding. Voor motorbeveiliging tegen langzame overbelasting is een thermische beveiliging met instelbare waarde nauwkeuriger.

🔧 Hoe kiest u de juiste automaat?

In Nederland volgt de keuze uit NEN 1010, voor machines aangevuld met IEC 60204-1. Een praktische aanpak:

1. Bepaal de bedrijfsstroom (Ib) van de belasting, inclusief gelijktijdigheid.
2. Kies de nominale stroom (In) zodat geldt: Ib ≤ In ≤ Iz, met Iz de toelaatbare stroom van de kabel na correctie voor temperatuur en bundeling. Omdat een IEC 60898-1-automaat binnen 1,45 × In afschakelt, is daarmee ook aan de eis I2 ≤ 1,45 × Iz voldaan.
3. Kies de karakteristiek op basis van de inschakelstroom: C als standaard, D bij transformatoren, B bij lange kabels.
4. Controleer de afschakeltijd - in een TN-stelsel moet bij 230 V een eindgroep tot 63 A met wandcontactdozen, of tot 32 A met vast aangesloten apparatuur, binnen 0,4 seconde afschakelen. Een C16 heeft daarvoor 160 A foutstroom nodig, dus een lusimpedantie van maximaal 230 / 160 = 1,44 Ω; een B16 mag tot 2,88 Ω.
5. Controleer het kortsluitvermogen - Icn of Icu moet hoger zijn dan de prospectieve kortsluitstroom ter plaatse, of er moet een back-upbeveiliging zijn.
6. Zorg voor selectiviteit - kies de voorgeschakelde beveiliging zo dat bij een fout alleen de dichtstbijzijnde automaat afschakelt.
7. Documenteer groep, In, karakteristiek en Icn in het schema en op de groepenkaart.

🔐 Welke rol speelt de automaat bij veilig werken en monitoring?

• Vrijschakelen - volgens NEN 3140 schakelt u een kring spanningsloos, beveiligt u tegen herinschakelen en meet u spanningsloosheid. Voor automaten bestaan vergrendelclips voor Lock-out Tag-out, vaak als onderdeel van een werkvergunning.
• Explosiegevaarlijke ruimten - automaten worden bij voorkeur buiten de gevarenzone geplaatst. Staan ze in een ATEX-zone, dan moeten ze in een gecertificeerde behuizing volgens IEC 60079 zitten, bijvoorbeeld drukvast (Ex d).
• Meldcontacten - een hulp- of foutsignaalcontact op een PLC-ingang laat de operator direct zien welke groep is afgeschakeld.
• Slimme automaten - moderne varianten meten stroom, energie en temperatuur en sturen dat via Modbus of een draadloze gateway naar een energiemanagement- of condition monitoring-systeem, wat voorspellend onderhoud mogelijk maakt. Daarmee wordt de automaat ook een netwerkapparaat dat in de OT-asset-inventaris en het segmentatieplan thuishoort.
• Periodieke inspectie - bij de inspectie volgens NEN 3140 worden onder meer lusimpedantie, aardlekschakelaars en thermische belasting (vaak met een warmtebeeldcamera) gecontroleerd.

❓ Veelgestelde vragen

Waarom slaat mijn automaat steeds af?

Een automaat die herhaaldelijk afschakelt, wijst meestal op overbelasting, een te hoge inschakelstroom of een isolatiefout in de kring. Afschakelen na enige tijd duidt op het thermische deel (overbelasting), direct afschakelen op het magnetische deel (kortsluiting of inschakelpiek). Vervang een automaat nooit zomaar door een zwaardere, want dan is de kabel niet meer beschermd.

Welke automaat gebruik ik voor een motor?

Voor kleine motoren is een automaat met C- of D-karakteristiek gebruikelijk. Voor grotere motoren is een motorbeveiligingsschakelaar beter, omdat die een instelbare thermische beveiliging en fase-uitvalbeveiliging heeft. De combinatie met een contactor moet volgens IEC 60947-4-1 gecoördineerd zijn.

Wat betekent C16 op een automaat?

C16 betekent een automaat met C-karakteristiek en een nominale stroom van 16 A. De automaat schakelt onder 80 A nooit direct af, boven 160 A altijd direct, en bij langdurige overbelasting binnen een uur bij 1,45 × 16 = 23,2 A.

Is een aardlekschakelaar hetzelfde als een automaat?

Nee, een aardlekschakelaar detecteert een verschil tussen heen- en teruggaande stroom (lekstroom naar aarde) en beschermt zo personen, maar niet tegen overbelasting. Een automaat beschermt tegen overbelasting en kortsluiting. Een aardlekautomaat (RCBO) combineert beide functies in één module.

Mag een automaat als werkschakelaar worden gebruikt?

Automaten volgens IEC 60898-1 zijn geschikt als scheider en kunnen dus worden gebruikt om een kring spanningsloos te maken. Voor frequent schakelen van belastingen zijn ze niet bedoeld; daarvoor zijn contactoren en werkschakelaars ontworpen.

Hoe lang gaat een automaat mee?

Een automaat volgens IEC 60898-1 wordt getest op duizenden mechanische en elektrische schakelingen, en gaat bij normaal gebruik doorgaans tientallen jaren mee. Na meerdere zware kortsluitingen kunnen de contacten beschadigd zijn; vervang een automaat dan preventief en controleer hem bij periodieke inspecties.

📌 Samengevat

Een automaat is een herbruikbare beveiliging die kabels en apparatuur beschermt tegen overbelasting en kortsluiting, met een karakteristiek (B, C, D) en kortsluitvermogen die passen bij de belasting en de installatie. In industriële installaties bepaalt de juiste keuze en selectiviteit van automaten of een fout lokaal blijft of de hele besturing stillegt.