Zelf een veilig schakelbord maken

In dit artikel laten we zien hoe je schakelbord op maat maakt voor een nieuwe kast. Omdat we geen professionals zijn en werken met 230 volt levensgevaarlijk is, laten we als alles klaar is ons werk nakijken door een elektricien. Als je niet over voldoende kennis bezit raden we af om zelf elektra aan te sluiten. Dit artikel is dan ook in de eerste plaats bedoeld om kwekers te laten nadenken over de veiligheid van hun eigen elektra.

Het schakelbord dat we gaan bouwen is bestemd voor een nieuwe kweekkast van een bevriende kweker. Voor de oude kast hebben we enkele jaren geleden al een bord gemaakt, maar dit voldoet niet meer aan zijn veiligheidseisen. De nieuwe eisen waaraan het schakelbord moet voldoen zijn de volgende:

1.      Het schakelbord moet spatwaterdicht zijn.

Als we een keer uitschieten tijdens het watergeven moet dat geen gevaar opleveren.

2.      Alle kabels/draden moeten trek- en duwbestendig zijn.

Alles moet tegen een stootje kunnen, dit voorkomt dat kabels losschieten, met alle gevolgen van dien.

3.      Alle apparaten moeten geaard zijn.

Door alle apparaten te aarden wordt voorkomen dat de behuizing van een apparaat onder spanning komt te staan.

4.      Het schakelbord moet hittebestendig zijn.

Alle elektrische apparaten geven warmte af, samen met de warmte die van de lampen afkomt kan de temperatuur soms erg hoog oplopen, iets waar de bedrading en behuizingen tegen moeten kunnen.

Omdat de oude schakelkast nog compleet is gaan we een aantal goede onderdelen hergebruiken: de voorschakelapparaten (VSA's), een aardlekschakelaar, een elektrische tijdschakelaar en een relais. De laatste drie onderdelen zijn modules die op een DIN rail passen. Een DIN rail is een metalen plaatje dat tegen het schakelbord kan worden vastgeschroefd, en waarop vervolgens alle modules kunnen worden vastgeklikt en met electriciteitsdraad op elkaar aangesloten.

Bij veel growshops kun je professioneel geïnstalleerde schakelkasten kopen die over het algemeen voldoen aan onze vier eisen. Een schakelkast voor een kleine kweekruimte is al verkrijgbaar voor 100 euro. Dat is niet duur als je daarmee de elektra veilig kunt aansluiten. Maar omdat we al modules van goede kwaliteit hebben liggen, gaan we de kast zelf bouwen en hebben we straks een op maat gemaakte schakelkast voor een mooie prijs.

Voorbereidingen

Het bouwen van een schakelkast begint eigenlijk al bij het paneel of de wand waaraan de elektra bevestigd wordt. Hierbij is het belangrijk dat de wand brandwerend of brandvertragend werkt, aangezien VSA's door brand zo heet kunnen worden dat de wand hierdoor vlam vat. Door met brandvertragend materiaal te werken wordt voorkomen dat het hele huis afbrandt. Daarnaast is het uiteraard belangrijk de elektra redelijk hoog en droog te monteren. Niet alleen is het zo makkelijker om de elektra te bedienen, je verlaagt daarmee ook de kans op beschadiging en het doordringen van water.

Om aan onze eisen te kunnen voldoen willen we de modules op de DIN rail onderbrengen in een kastje. Deze zijn te koop onder verschillende benamingen: automatenbehuizing, AP verdeler of schakelkast. Bij een bekende elektrawebwinkel vonden we een automatenbehuizing met daarin een DIN rail. Deze behuizing is erg stevig en bestand tegen hoge temperaturen. Bij dit soort kasten wordt altijd een IP beschermingsgraad gegeven; hoe hoger deze is hoe beter de kast beschermd is tegen het indringen van ongewenste voorwerpen. Dit kan van alles zijn, van vingers en schroevendraaiers tot water en stof. Onze kast heeft de  beschermingsgraad IP55, wat betekent dat het kastje spatwaterdicht en stofvrij is.

Installatiedraad

Bij het aansluiten van de elektra gebruiken we 2,5 mm installatiedraad, ook wel VD draad genoemd. Dit is dezelfde draad die standaard word gebruikt bij het aanleggen van de elektra in huis. Bij elektra geeft de dikte van de draad aan hoeveel stroom die kan verwerken. Gebruik je te dunne draad dan kan deze doorbranden, met alle gevolgen van dien. Omdat onze totale installatie (lampen en afzuiging) niet meer dan 16 ampère zal gebruiken is 2,5 mm draad een veilige keus. Het voordeel van deze draad is dat hij een massieve koperkern heeft, waardoor je bij het aansluiten geen draadhoesjes hoeft te gebruiken. Bij het aansluiten van elektra is het erg belangrijk dat je voor iedere aansluiting altijd de juiste draad gebruikt. Hoewel de draden technisch gezien identiek zijn onderscheiden we de volgende vier kleuren draad:

1.      Bruin; dit is de fase. Deze wordt aangeduid met de letter L of F. Deze draad staat als enige draad altijd onder spanning. Als je deze vastpakt terwijl er nog stroom op staat krijg je gegarandeerd een flinke optater. Vergeet dus nooit de stroom af te sluiten voor je dat doet!

2.      Blauw; dit is de nul. Deze wordt aangeduid met de letter N. Deze draad is in theorie spanningsloos, maar in de praktijk valt dit vies tegen.

3.      Zwart; dit is schakeldraad. Deze is in principe hetzelfde als de fase maar kan worden in- of uitgeschakeld.

4.      Groen geel gestreept; dit is de aardedraad. Op deze draad staat alleen spanning als er iets fout gaat.

Deze kleuren zijn een soort taal voor elektriciens; omdat iedereen dezelfde kleuren gebruikt is een elektrische installatie veel overzichtelijker. De kleuren geven aan waar de draad voor gebruikt wordt. Als de verkeerde kleur wordt gebruikt leidt dit tot een soort  spraakverwarring waardoor een foutje zo gemaakt is. Dat is niet alleen gevaarlijk voor degene die de elektra aansluit maar ook voor anderen die er later nog iets aan willen veranderen. Het dus erg belangrijk om dit kleurenschema altijd aan te houden.

Aardlekaansluiting

Na onze inkopen te hebben gedaan bij de bouwmarkt kunnen we beginnen met het bevestigen van de modules in de automatenkast. Naast de modules hebben we ook een aardklem op de DIN rail bevestigd, hoewel deze eigenlijk overbodig was omdat er al een aardklem bij de behuizing was meegeleverd. Via deze aardklem kunnen alle aardedraden worden aangesloten op de aarde van de stoppenkast. Voor de duidelijkheid: de aarde is een draad waarop normaal gesproken geen spanning staat, maar die lekkende stroom kan afvoeren naar de grond (vandaar de naam aarde). De aarde werkt dus als een soort bliksemafleider. Het fijne van de aarde is dat deze bijna niet fout kan worden aangesloten; alle aardedraden mogen op elkaar worden aangesloten, zolang ze maar in contact staan met de aarde van je woning.

Bij het aansluiten beginnen we met alle verbindingen in de automatenbehuizing, als eerste de draad waarmee de stroom op het schakelbord wordt gezet. Tijdelijk hebben we hiervoor een losse stekker gebruikt, die zal worden vervangen door een vaste kabel als dadelijk het kweekkast klaar is. Uiteraard is de stekker niet aangesloten tijdens het werken aan het schakelbord. De aansluiting op het elektriciteitsnet loopt rechtstreeks naar de aardlekschakelaar in ons kastje, maar wordt voor de aardlekschakelaar gesplitst. De afzuiging zal namelijk niet via deze aardlek lopen omdat de ventilatie moet blijven draaien als de aardlek uitschakelt. Hierdoor voorkomen we dat er bij een storing geuroverlast ontstaat. Dat de afzuiging niet op de aardlekschakelaar is aangesloten maakt niet zo veel uit, in de meterkast van het huis zit namelijk nog een aardlekschakelaar. De nul- en fasedraad die over de aardlekschakelaar lopen zijn ook gesplitst, zodat deze op de stopcontacten en de andere modules aangesloten kunnen worden. Soms wordt dit met kroonsteentjes gedaan maar dat is onveilig omdat wanneer er meerder kabels in een ingang worden gestoken deze stevig vastzitten. Voor het splitsen gebruiken we dan ook verbindingsklemmen, die als voordeel hebben dat we geen schroevendraaier hoeven te gebruiken.

Tijdschakelaar en relais

Omdat de verlichting via een vast schema moet werken laten we de tijdschakelaar het relais aansturen. Een relais is eigenlijk niets anders dan een schakelaar die elektrisch wordt bediend. Het voordeel van een relais is dat het ontworpen is om hoge ampères te schakelen, en dus veel beter kan omgaan met de piekspanning die vrijkomt bij het inschakelen. Bij tijdschakelaren kan hierdoor makkelijker kortsluiting ontstaan. We sluiten de tijdschakelaar en het relais dus zo aan dat de tijdschakelaar met een klein beetje stroom het relais kan inschakelen, die op zijn beurt de lampen weer inschakelt. Dit lijkt overbodig, maar omdat we met groot vermogen (ampère) werken is dit wel sterk aan te raden.

Nadat de modules correct in de behuizing zijn aangesloten kunnen we verder gaan met het inrichten van het schakelbord. We hergebruiken hierbij het paneel van het oude schakelbord omdat dit stevig en brandveilig is. We moeten er rekening mee houden dat de VSA’s genoeg ruimte hebben omdat ze veel warmte afgeven en als het fout gaat zelfs in de fik kunnen vliegen. Het is dus belangrijk dat ze hun warmte kwijt kunnen en er geen kabels tegenaan komen te hangen. Om deze reden hebben we de VSA’s rechtsonder op het bord geplaatst, op voldoende afstand van de automatenbehuizing. Op ons bord willen we ook andere elektra kunnen aansluiten, zoals een extra ventilator. Omdat het lastig is in te schatten hoeveel van dergelijke apparaten gebruikt zullen worden, hebben we besloten om vier constante stopcontacten te installeren. Deze zijn links op het bord geplaatst om te voorkomen dat de draden van de stekkers tegen de VSA’s kunnen hangen. Ook voor de afzuiging hebben we twee stopcontacten gemaakt, die we apart hebben geplaatst omdat deze niet via de aardlekschakelaar lopen. Alle stopcontacten zijn voorzien van een sluitklepje waardoor ze allemaal spatwaterdicht zijn.

Aansluiten en afwerken

Nadat de automatenbehuizing, de stopcontacten en de VSA’s op de juiste plaats zijn vastgeschroefd kunnen we ook deze aansluiten. Op veel schakelborden zie je dat dit wordt gedaan met elektriciteitsdraad dat los op het bord komt te hangen. Als er dan iets tegen het schakelbord valt kan een kabel beschadigd raken of zelfs losgetrokken worden. Om dit te voorkomen gaan we op ons bord ook deze draden trek- en duwbestendig maken. Dit doen we door alle draden volledig af te schermen, waarvoor PVC buis of  kabelgoten kunnen worden gebruikt. Omdat onze draden veel bochten moeten maken kiezen we voor ons bord buigzame PVC buis. Om te voorkomen dat de draad toch nog ergens bloot komt te liggen maken we de PVC buizen ook nog aan de contactdozen en de behuizing vast. In de behuizing zijn uitsparingen gemaakt die je er kunt uitsnijden. Nadat we in de automatenbehuizing gaten hebben gesneden hebben we er kabeldoorvoeren opgeschroefd. Deze zorgen ervoor dat de PVC buizen vastzitten op de behuizing, en niet los of naar binnen kunnen schieten. Op onze contactdozen zitten standaard al afsluitrubbers die hetzelfde effect hebben. Nadat de draden door de PVC buizen zijn getrokken en deze buizen zijn vastgemaakt, kunnen ze ook in de automatenkast worden aangesloten. Om de flexibele PVC buizen op de juiste plaats te houden gebruiken we klemmetjes die in de plaat kunnen worden vastgeschroefd. Op deze manier lopen de PVC buizen vrij van de VSA’s en kunnen ze niet verschuiven.

Op het oude schakelbord was vrijwel geen aarde gebruikt. Voor ons project was het echter een eis dat alles goed geaard zou worden. Daarom hebben we geaarde stopcontacten gebruikt en hebben hierop, heel belangrijk, ook de aarde aangesloten. Daarnaast hebben we de VSA’s zelf voorzien van aarde. Omdat de behuizingen van de VSA’s van metaal zijn kunnen we ze aarden door de aardedraad er op aan te sluiten. Speciaal hiervoor hebben we een ringaansluiting aan de aardedraad bevestigd die we vervolgens met een boutje aan de VSA hebben vastgeschroefd. Dezelfde methode gaan we later gebruiken om de reflectorkappen van de lampen van aarde te voorzien.

Omdat de draden onder bij de aansluitingen op de VSA’s nog deels bloot liggen hebben we zelf plastic kapjes gemaakt die ook dit gedeelte afschermen. In deze kapjes hebben we inkepingen gemaakt, zodat ze vastklemmen op de flexibele PVC buis waar de aardedraad doorheen kan. Nadat we alles hebben aangesloten kunnen we automatenbehuizing dichtschroeven. Hierna zijn alleen de voorzijdes van de modules zichtbaar. Om er voor te zorgen dat de stopcontacten voor de juiste doelen worden gebruikt hebben we ze gemarkeerd.

Testen

De kast is klaar we kunnen hem gaan testen, maar eerst komt de elektricien langs om te kijken of we ons werk goed hebben gedaan. Gelukkig is hij erg tevreden met ons werk, al vindt hij het jammer dat de bruine en zwarte draad af en toe verkeerd zijn toegepast. Ook waarschuwt hij ons dat we draden niet te ver moeten afstrippen, omdat zo bij sommige aansluitingen de kern komt bloot te liggen en dat is niet de bedoeling. Ook geeft hij aan dat het splitsen van de stroom voor de aardlekschakelaar voor de veiligheid beter in een ander kastje kan gebeuren. De schakelkast krijgt desondanks een voldoende en we kunnen gaan testen; gelukkig werkt alles naar behoren.

Een schakelkast maken is veel werk en het is nog maar het begin van de hele kweekkast. In ieder geval kunnen we met deze schakelkast we op een verantwoorde manier jaren vooruit.