Waardevolle lessen bij leggen DC-netten voor OVL

29.09.2023 Niels van der Horst

P. de Jong Kabelmetingen werkt inmiddels enige jaren onder andere samen met de gemeenten Alkmaar en Dijk en Waard. In die tijd hebben ze veel ervaring opgedaan met DC-netwerken als het gaat om de openbare verlichting (OVL) met led. In Heerhugowaard (gemeente Dijk en Waard) brandt sinds kort de OVL in nieuwbouwwijk De Draai op een nieuw aangelegd DC-netwerk. Met DC kan flink wat koper worden bespaard, omdat de kabels veel dunner zijn.

Het gaat om een bipolair DC-net (+350 VDC en -350 VDC) waarbij gebruik wordt gemaakt van nieuw ontworpen DC-kasten die 18 kW verdelen over 9 eindgroepen met 1 reserve eindgroep. “Per eindgroep hebben we ongeveer 3 kilometer kabel van 4 x 2,5 mm2 in een ringsysteem aangelegd. Dat betekent dat bij een storing een groot gedeelte van de OVL blijft branden, omdat het net van twee kanten wordt gevoed,” vertelt projectleider Perry Groot. Het gestoorde gedeelte kan worden losgekoppeld waarna de twee overgebleven delen weer gevoed kunnen worden.

Rietlanden
“We hadden tijdens een project in de wijk De Rietlanden van drie, vier jaar geleden - dat als voorloper gezien kan worden – veel geleerd van de opspelende kinderziektes.” Gemeente Dijk en Waard vroeg destijds om een DC-netwerk voor de OVL in de wijk De Rietlanden, waar nog geen net lag. “De led drivers en DC-converters gingen bijvoorbeeld vrij snel kapot, vooral tijdens kou. We hebben toen in de winter verlichting soms continu laten branden, zodat de componenten door de stroom warm werden en bleven werken. De voedingspunten bleken verder hier en daar uit te vallen vanwege te hoge totaalvermogens, wat mede veroorzaakt werd door het ontwerp met lange kabelafstanden. Nadat we zagen dat we het met één voeding niet redden, zijn we dubbele voedingen gaan plaatsen; plus en min.”

Aardlekbeveiliging
Groot: “De grootste uitdaging van zo’n systeem is de beveiliging, dus het meten van aardfouten op gelijkspanning. Mijn collega Kay Wiegel vond een firma die alles weet over het beveiligen van stroomcircuits. Zij dachten met ons mee en konden ons proefsets bieden waarmee wij ongeveer een jaar aan het testen zijn gegaan. We konden zo allerlei problemen achterhalen en oplossen zoals het afleiden in plaats van blussen van vonkbogen."

De Draai
“De gemeente kwam toen met de vraag of we hetzelfde wilden doen voor de wijk De Draai. Daar was al een net gelegd met dezelfde componenten waar we problemen mee hadden.” Met nog een bijkomend gebrek aan componenten bij de leverancier, moesten ze het bij P. de Jong Kabelmetingen gaan uitvogelen. “Ondanks dat zij en wij wisten dat we dezelfde uitdagingen gingen tegenkomen als bij Rietlanden, moesten we toch aan de slag omdat de OVL nou eenmaal moet branden.” Groot deed niettemin het verzoek aan de gemeente of ze niet naar iets vervangends mochten uitkijken voor de problemen opleverende componenten.

Geschikte driver
“Toen begon het interessant te worden. De converter die van de 350V weer de geschikte spanning maakt voor de ledplaat, ging dus snel kapot én er was maar één leverancier met een lange wachttijd. Bij een ander project met DC – dat was in Alkmaar en hadden wij ook begeleid – zaten drivers in het armatuur die goed werkten. Wij hebben dat type drivers toen ook uitgeprobeerd voor De Draai en ze bleken het goed te doen. Op de driver zelf stond alleen AC vermeld - hetgeen de reden was dat ze niet in beeld waren - maar in de technische documentatie stond dat ze ook geschikt zijn voor DC,” zet Groot uiteen.

Afgerond
“Dat is nu een jaar geleden, waarna we de oude installatie in de Draai gefaseerd zijn gaan ombouwen. Dat betrof de drivers in de mast en het overzetten van de kabels van de oude kast naar de nieuwe. Bovendien moest per lichtmast het armatuur worden omgebouwd, waardoor we per week telkens maar een stukje konden doen. Afgelopen maart hebben we het project afgerond. De vervangen componenten van De Draai die nog goed waren, hebben we toen voor De Rietlanden kunnen gebruiken, zodat de OVL daar ook aan de gang gehouden kon worden. Maar op termijn zullen we daar waarschijnlijk hetzelfde moeten doen als in De Draai en het systeem groep voor groep, inclusief een nieuwe kast, vervangen.”

Voordelen DC
Inmiddels hebben ze de kennis van de Draai ook kunnen toepassen op twee systemen in Alkmaar en eentje voor een distributie park in de Haarlemmermeer. Wat is nu Groot zijn visie op de vraag ‘waarom DC’? “Met één kast, lange kabels en een hoop masten wordt DC interessant. Je bespaart dan koper, omdat de kabels een stuk dunner zijn en je hebt minder omzettingen wat de installatie eenvoudiger maakt. De energiebesparing ten opzichte van AC is overigens niet zo veel. Qua beveiliging is het zo dat met OVL wordt bijna nooit met aardlek beveiligd. Bij DC moet dit – bij AC kan het overigens ook – wat het een stuk veiliger maakt.”

Ringvormig net
“Tot slot worden AC-netten niet in ringen gelegd en DC-netten wel. Het kan wel bij AC maar gebeurt in de praktijk niet. Het voordeel van een ring is dat je per defect kabeldeel aan de slag kan zonder dat de rest moet worden afgeschakeld.” Het bipolaire biedt als voordeel dat er minder koperverlies is, omdat een ader dubbel gebruikt wordt. “Wanneer je componenten keurig tussen de plus en min verdeeld zijn, dan heb je geen nul-stroom en daarmee minder spanningsverliezen. Dat aspect lijkt een klein beetje op wisselspanning, zou je kunnen zeggen. Tweede voordeel is nog dat als de plus of min uitvalt, de ander er nog is en de helft van de verlichting blijft branden, tenzij dit een fout op de aardlekbeveiliging betreft,” voegt Groot als laatste punt toe.