Aarding, vereenvoudigd

[rinus bakker]

of
we hebben het truss en het aarden daarvan
of
we hebben het over aarding in het algemeen ....
in dat laatste geval ... gaat uw gang:

[Gast1401081]

net zo gemakkelijk

eerst een paar aannames: ( anders wordt het weer veel te ingewikkeld)

a we praten altijd over een bronspanning van 230V (400 V komt dus niet in het verhaal voor)
b we praten over 50Hz AC, ( dat haalt weer heel veel frequentieafhankelijke verschijnselen weg)
c we zekeren met 16A af ( is in de licht-en-geluids-branche wel redelijk gemiddeld , denk ik)
d we praten altijd over een TT of TN- stelsel (dwz uit de muur , van Nuon Essent etc.)( met IT-aggregaten die niet geaard zijn gelden weer andere regels)



Hoofddoel is een aanraakspanning van maximaal 50 Volt, want daaronder vinden we het nog veilig ivm de weerstand die het menselijk lichaam heeft. (NEN1010) We gaan dus proberen een dusdanige aarding te bedenken dat er maximaal 50 Volt op een aan te raken metalen constructie staat.


Bij een schematisch net heb je altijd vier weerstanden. Drie in serie, de vierde hangt er los naast.

1 de bronweerstand ( inwendig van de trafo, voedingskabel, etc) , aan de fasedraad
2 de verbruiksweerstand. ( je motor, versterker, wasmachine etc)
3 de retourweerstand ( de geleider terug naar je sterpunt, en dus aardpunt.

en
4 de aardweerstand.

[img]http://www.********.nl/images/schemaatje220V.JPG[/img]
Waarbij 1 en 3 achter je stopcontact zitten, zeg maar.
En pak nou de wet van ohm er maar bij.

Uitgaande van de maximale aanraakspanning van 50V (daarboven achten we het niet veilig meer) kun je met de zekering tussen 1 en 2 de maximale aardweerstand uitrekenen.
Omdat we een vrij hard net hebben zijn de weerstanden 1 en 3 relatief zeer klein ( tienden van ohms).
Bij een kortsluiting over 2 gaat er dus misschien 220V/0,1 = 2200A lopen. En daarmee gaat de zekering er supersnel uit.


Maar nu de aarding : Aan de bovenkant van de 4 maak je een geelgroen draadje, en dat hang je ergens tussen na-1 en na-2. Met dien verstande dat de zekering tussen 1 en 2 tevens aardlek is.

Uitgaande van de wasmachine : ergens in je verwarmings-spiraal (dus ergens op 2) ontstaat er een defect. Er komt dus een open contact naar je water, dat weer aan je metalen kast hangt. De kast komt onder spanning, en dat mag maximaal 50 Volt zijn.
Dan is het logisch dat hoe verder naar voren die storing zit, hoe lager je maximale aardweerstand moet zijn om je metalen omhulsel op maximaal 50V te houden.

we moeten dus 3 dingen doen:

1 de zaak afzekeren tegen te hoge stroom (anders smelt je bekabeling)
2 een voldoende lage aardweerstand maken, (foutstroom van 10A door een aardweerstand van 5 ohm levert al de 50 Volt aanraakspanning, maar bij 10A gaat je zekering er niet uit!)
3 Omdat die aardweerstand van 5 ohm al zeer laag genoemd mag worden ( praktisch tussen de 50 en 100 ohm) hebben we de aardlekschakelaar, waarvan er meerdere bestaan. ( van 0,03 tot 0,5 A.)

en nou komt-ie : op punt 4, de geelgroene draad van het schetsje mag maximaal 50 volt komen te staan, ( afhankelijk van de snelheid van je veiligheid, maar die nemen we voor het gemak ff niet mee)
Nen 1010 zegt dan Umax = Ra.Id, ofwel 50V = 0,5.Ra, of wel bij een aardlekschakelaar van 0,5 A mag de aardweerstand maximaal 100 ohm zijn. Bij een 0,03 (30mA) zou dus gelden : Ra = 1666 ohm.
(die 30mA heeft zijn oorsprong elders, nl "aardlekschakelaars als aanvullende bescherming tegen directe aanraking (denk aan kindervingertjes in het stopcontact!) moeten een nominale aanspreekstroom van ten hoogste 30mA hebben"-NEN1010-421.5.2)

We hoeven dus theoretisch alleen maar aardlekschakelaars toe te passen als de aardweerstand te hoog wordt.
Maar dan komen de rand-artikelen uit die norm :
1 * Zonder aardlek mag de maximale aardweerstand bedragen: Van 15/In (15/16) tot 35/In ( =35/16) (0,93 tot 2,18 ohm)
en dat wordt heel lastig, maar :
2 * bij toepassing van aardlekbeveiligingen mag Ra ten hoogste 100 ohm bedragen. ( 4edruk NEN1010 413.1.4.2)
aha, daar zijn we dan.


Bij 50 volt maximaal bij 100 ohm aardweerstand: I aardlek = 50/100 = 0,5 A aardlekbeveiliging toepassen.
(daarom vind je ook geen zwaardere aardleks in nederland da

[Gast1401081]

Nog Anders gezegd : tot een jaar of wat geleden kwam het regelmatig voor dat je "timmerman van ladder gevallen" las in de krant.

Analyse van de ArbeidsInspectie leverde dan meestal op dat die man een boor of zaagmachine in de hand had, en door een aardfout een klap stroom kreeg, waardoor hij (met verminderd bewustzijn) van de ladder flikkerde.

De klap stroom was te overleven, de val ook nog wel, maar de combinatie was vaak dodelijk.
Vandaar dat men
En alle electrische materialen op de bouw nu regelmatig keurt,
En de stroomvoorziening heeft aangepast naar de nieuwe veiliger normen,
En het personeel op rubber-schoienen heeft gezet
En grotere ijzeren steigers etc allemaal potentiaal vereffend, of aan aarde hangt, zo U wilt.