Klussen aan boord I Deel 7 | Techniek

Home » Klussen aan boord I Deel 7

Gepubliceerd op 16 oktober 2019

Klussen aan boord I Deel 7: Het boordnet in de praktijk

De theorie achter het boordnet is nu uitgebreid behandeld, nu is het tijd voor de praktijk. In deze aﬂevering beschrijf ik hoe ik de elektrische installatie aan boord van mijn motorboot heb aangelegd. Dat begon met het maken van een inventarisatie van de aan te sluiten gebruikers en het maken van schema’s. Zo breng je letterlijk in kaart hoe je het wilt hebben.

Door Bert Majoor

Voor het maken van mijn schema’s baseer ik mij op de informatie uit het boek ‘Stroom aan boord’ en de catalogus van Asa boot electro (www.asabootelectro.nl). Achter in die catalogus staan zo’n 30 pagina’s met nuttige informatie, schema’s en – wat ik erg handig vond – klem-aanduidingen en aansluitnummers volgens DIN-72552. In Duitsland zijn de aansluitingen voor de installatiecomponenten vastgelegd in een DIN-norm. Deze aanduidingen (nummers) vinden we terug bij onder meer de aansluitingen van relais, schakelaars, dynamo en startmotor. De aanduidingen verwijzen naar de functie van de aansluiting.

Klussen aan boord I Deel 7 — 1. De achterzijde van het schakelpaneel met 12 automatische zekeringen.

Zekeringen

Mijn volgende stap is het inventariseren van wat er zoal gezekerd moest worden. Een zekering, ook wel smeltveiligheid genoemd, is een dun draadje in een behuizing. Hij wordt geplaatst tussen de gebruiker (bijvoorbeeld een pomp) en de bron (de accu). Wanneer er een te grote stroom gaat lopen, bijvoorbeeld door kortsluiting, wordt door weerstand het draadje in de zekering zo heet dat deze stukbrandt. Hoe zwaar een zekering moet zijn, kun je berekenen met de formule voor spanning, stroom en weerstand: P = U x I. Stel dat de pomp een weerstand (P) heeft van 180 watt en de boordspanning (U) 24 volt bedraagt, dan wordt de stroom (I) 7,5 ampère. Mijn vuistregel luidt dan: de hoeveelheid stroom + 20 procent, wat in dit geval een waarde van 9 ampère oplevert. Vervolgens kies ik de eerste zekering boven de 9 ampère die in de handel is: 10 ampère.

Als de zwaarte van de zekering is vastgesteld, controleer ik of de aanvankelijk gekozen draaddikte nog voldoende is. Eerlijk gezegd weet ik in deze fase nog niet hoeveel zekeringen er precies nodig zijn. Wat ik wel weet, is dat ik op een tweedehandsbeurs 25 zekeringsblokken en zo’n 60 doorverbindblokken heb gekocht. Ik heb alles op tafel uitgelegd en het op gevoel verdeeld. Vervolgens ben ik schema’s gaan tekenen, waarin de voor zover bekende apparatuur en verlichting alvast werd opgenomen.

Met potlood en liniaal heb ik de schema’s van groep 1 (24 volt) en groep 3 (omvormer 12 volt) getekend. Mijn vrouw heeft er in een tekstverwerkingsprogramma een duidelijker geheel van gemaakt. Natuurlijk is dit tekstverwerkingsprogramma niet echt geschikt voor het maken van een elektrotechnische tekening, maar wij hadden als doe-het-zelvers nu eenmaal niets anders. De gebruikte symbolen wijken dan ook af van pro-fessionele stroomschema’s. Voor mij is echter duidelijk hoe alles is aangesloten. Ik heb de gebruikers in drie groepen onderverdeeld. De grootste groep bestaat uit 15 zekeringen en is voor apparatuur van 24 volt. De tweede groep bestaat uit doorverbindblokken voor het 24 volt schakelpaneeltje, waar 12 automatische zekeringen in zitten (zie foto 1). Groep 3 is de groep van 12 volt. Hierin zitten 8 zekeringen, die zijn aange-sloten op een 24/12 volts omvormer.

Hoofdader

Direct achter de gebruikersaccu’s heb ik een hoofdschakelaar en een hoofdzekering van 100 ampère ge-plaatst (foto 2). Van daar gaan er twee dikke kabels (plus en min) naar de centrale zekeringenkast, waar de pluskabel weer vast zit aan een hoofdschakelaar, met daarachter een zekering van 63 ampère (foto 4). Vervolgens splitsen de dikke kabels zich via een aardrail: een dikke metalen strip met schroefjes erin, van waaruit alle min-aansluitingen centraal worden aangesloten. Ook de plus-aansluitingen zijn op deze manier bijeengebracht. Vanaf de aardrail gaan er aparte (dunnere) draden naar de doorverbind- of zekeringblokken (foto 5). De dikte van deze draden is berekend op 63 ampère.

Groepenkast

De zekeringkast heb ik gemaakt door drie stukken kabelgoot onder elkaar te plaatsen (foto 4). Daartussen is aan de bovenzijde een rij min-doorverbindblokken op rails aangebracht. De bovenaansluiting van de doorverbindblokken is verbonden met de aardrail. Er zijn 15 aansluitingen voor groep 1, en 12 voor groep 2: totaal 27 stuks voor 24 volt. Daarnaast zijn er nog 8 min-aansluitingen voor 12 volt, waarvan de centrale min-aanvoer vanaf de 24/12 volts omvormer komt. De onderzijde is de pluszijde, ook deze is opgedeeld in 3 blokjes, met 15 zekeringblokken voor groep 1 (24 volt), 12 doorverbindblokken voor groep 2 (de automatische zekeringen zitten op het schakelpaneel P12) en 8 zekeringblokken voor groep 3, waarvan de centrale plus ook weer van de omvormer komt. Alle draden van aan te sluiten apparaten of verlichting komen uiteindelijk via de middelste kabelgoot de zekeringkast binnen. Daar is de plus van ieder afzonderlijk apparaat aangesloten op een zekeringblok, en de min op een doorverbindblok van de betreffende groep waarin het apparaat is onderverdeeld.
Let wel: wil je zelf aan de slag, neem dan de originele handleidingen uit handboeken en/of van de diverse leveranciers als uitgangspunt en laat je werk – voor jee gaat installeren – controleren door een vakman.

Gereedschap

In mijn zoektocht naar informatie over het elektrisch systeem, werd mij geadviseerd wat specialistisch gereedschap te kopen. Zo bleek het de moeite waard een professionele AMP tang aan te schaffen. Hiermee heb ik alle 12 en 24 volt draden voor montage voorzien van een kabelschoentje. Deze tang heb ik gekocht tijdens Boot Holland in Leeuwarden. Hij knijpt de kabelschoentjes niet stuk, maar bepaalt automatisch de montagedruk (foto 6). Voor 230 volt aansluitingen kreeg ik het advies adereindhulzen te gebruiken, in combinatie met een adereindhulstang.
Voordeel van het gebruik van kabelschoentjes en adereindhulzen is dat alle draadstrengen daarin met de tang worden vastgeknepen en niet meer rafelen. De schoentjes en hulzen laten zich goed vastzetten bij allerlei aansluitingen. Het ziet er professioneel uit en geeft minder kans op storingen of kortsluiting.
De dikke kabels voor het 24 volt systeem heb ik gekocht bij een groothandel voor lasbenodigdheden. Ze zijn aanmerkelijk goedkoper (en zwaarder uitgevoerd) dan de accukabels uit de watersportwinkel.

5. Aardrail: de min-aansluitingen bevinden zich boven mijn vinger.

Over het algemeen is het advies om accu’s zo dicht mogelijk bij de verbruiker te plaatsen, om de weerstand en het warmteverlies zo klein mogelijk te houden. In mijn casco – dat technisch vaarklaar werd opgeleverd – waren de boeg- en hekschroef echter al aangesloten op de startaccu’s, die midden in de boot staan. Ter compensatie heb ik de kabels derhalve dubbel uitgevoerd. Essentieel daarbij is wel, dat beide draden dan wel exact even lang zijn. Voor deze dikke kabels bestaat er ook weer een speciale tang met bijbehorende kabelschoenen. Dit werd me echter te duur, dus besloot ik grote soldeerkabelschoenen te gebruiken. Hiervoor dien je een stukje isolatie ter grootte van de kabelschoen te verwijderen. Vervolgens speciaal voor elektro bedoeld soldeerpasta erop en de kabel stevig in de schoen drukken. Daarna een natte lap net achter de kabelschoen houden om het rubber van de kabel te draaien en de kabelschoen verwarmen tot de soldeertin nét goed uitvloeit. Tot slot voorzichtig laten afkoelen en het eventuele restant soldeerpasta er goed af wassen. Om de plus en min goed uit elkaar te kunnen houden en de kabelschoen te isoleren, heb ik rode en zwarte isolatietape gebruikt.

Scheidingstransformator

Omdat onze boot het hele jaar door aan de walstroom ligt, heb ik me verdiept in de onderwerpen walstroominstallatie, aarding en elektrolyse. Ik koos uiteindelijk voor volledige isolatie tussen wal en scheepsaarde, door het toepassen van een scheidingstransformator. Hierdoor treedt er geen elektrolyse op en het verhoogt de veiligheid aan boord.

Elektrolyse is het chemische principe van een accu: steek twee platen van verschillend materiaal in een geleidende oplossing (elektrolyt) en er ontstaat een elektrisch spanningsverschil tussen die twee platen. Als de twee platen buiten de vloeistof worden verbonden (verbinding wal en scheepsaarde) is de stroomkring gesloten. De stroom door de vloeistof zorgt voor een chemische reactie (elektrolyse) waarbij het meest onedele metaal wordt ontleed.
Een scheidingstransformator – ook wel veiligheidstransformator – is een hoogwaardige isolator tussen wal en scheepsnet, die elektrolyse voorkomt. Deze transformatoren zijn prijzig, maar op marktplaats worden ze geregeld voor een betaalbare prijs aangeboden. Ik heb twee bijna nieuwe en gelijke exemplaren van 1.600 watt gekocht. Door ze parallel te schakelen is een vermogen van 3.200 watt ontstaan. Van het 230 volt systeem heb ik een schema gemaakt. De beide scheidingstrafo’s zijn in dat schema als één trafo getekend.

230 volt in de praktijk

Mijn 230 volt systeem is aangelegd met extreem zware rubberen kabel (4 mm²). Omdat hoog- en laagspanning niet door dezelfde kabelgoot mogen vanwege het gevaar van elektromagnetisme, was het mooi dat ik met wat mazzel aan 6 stukken van deze kabel van circa 20 meter kon komen. Deze kabel kon zonder verdere bescherming met kabelbinders aan de buitenzijde van de kabelgoot worden vastgezet. Vanuit de centrale doos (230 volt) heb ik op verschillende plaatsen een verdeeldoos gezet van waaruit alle wandcontactdozen zijn aangesloten (zie de foto’s 3 en 7). Voor de juiste aansluiting van de scheidingstrafo, de 16 ampère zekering, de aardlekschakelaar en lader/om-vormer Victron MultiPlus 24/3000/70 heb ik veelvuldig overlegd met een vakman van Victron. Uiteindelijk heeft dit in het volgende geresulteerd: de walspanning inclusief randaarde loopt tot aan de scheidingstrafo. Aan de primaire zijde van deze trafo zijn alleen de fase en de nul aangesloten; de randaarde wordt afgeknipt. Van de secundaire zijde gaan de fase en de nul naar de 16 ampère zekering. Deze nul wordt ook verbonden met de scheepsaarde, het frame van de secundaire zijde en met de randaarde (PE) van de inputzijde van de lader/omvormer. Aan de outputzijde gaan fase en nul via de aardlek naar de centrale verdeeldoos en de randaarde PE rechtstreeks naar de centrale verdeeldoos. Op deze manier is het eigen 230 volt systeem (ook via de omvormer) beveiligd met een aardlekschakelaar. Een nadeel is wel, dat bij storing aan één van de apparaten het hele systeem uitvalt. In de praktijk heb ik daar nog geen hinder van ondervonden.

Relais

Om 230 volt apparatuur als de CV-ketel, de boiler en TL-verlichting in de motorruimte via het 24 volt schakelpaneel P12 aan en uit te kunnen schakelen, heb ik gebruik gemaakt van relais. Een relais is een elektromagnetische schakelaar. Als je stroom door een spoel laat gaan, ontstaat er een magnetisch veld vergelijkbaar met dat van een gewone magneet. In een relais wordt de aantrekkingskracht van het magnetisch veld gebruikt om de twee dikke contacten (van de andere stroomkring) met elkaar te verbinden (te scha-kelen). Op foto 8 zie je twee dunne pennen. Dit zijn de aansluitpennen van de spoel. Zet daar 24 volt op en er gaat een kleine stroom lopen. De metalen plaat aan de bovenzijde van de spoel wordt door de magneet-kracht omlaag getrokken. Gelijktijdig wordt het dikke contactpunt aan de rechterzijde op de dikke pen getrokken, waarmee de aparte stroomkring wordt gesloten.