Meting aardingsweerstand

Transcriptie

1 Meting aardingsweerstand Door Ruud Sikking, Emv.Ninja Veiligheid voor alles Disclaimer. Een ieder die werkt aan een elektrische installatie dient de geldende veiligheidsbepalingen in acht te nemen. Deze zijn te vinden in het document: Hierin staat dat een Voldoende Onderricht Persoon (VOP) na instructie van een Vakbekwaam Persoon (VP) elektrotechnische werkzaamheden van beperkte omvang mag uitvoeren. In de praktijk blijkt dat er zelfs bij zeer lage HF- en LF-veldsterktes personen toch last kunnen hebben van elektrogevoeligheid. Vaak blijkt dan dat de meetwaarden van vuile stroom erg hoog liggen. In dat geval is een nadere onderzoek naar problemen in de huisinstallatie nodig. Controles aan elektrische installaties horen in principe door een erkende installateur te worden uitgevoerd. Het is daarom geen onderdeel van het Vemes protocol. Helaas ontbreekt het hen vaak aan de benodigde tijd, kennis en/of meetapparatuur waardoor die metingen niet of slecht worden uitgevoerd. Ook richt een installateur zich op de veiligheid van de installatie en niet op de bestrijding van elektromagnetische straling. Dat is een reden voor de meetspecialist om de metingen zelf te kunnen uitvoeren. Erg ingewikkeld is dat niet, maar je moet wel goed weten wat je doet. De meetspecialist blijft persoonlijk verantwoordelijk en aansprakelijk voor eventuele gevolgen. De meting Een meting aan een elektrische installatie bestaat uit een aardingsweerstandmeting en een isolatiemeting. Zie voor de isolatiemeting het document op Elektrische installaties moeten veilig zijn. Een methode is het aarden van elektrische apparatuur. Bij een aardsluiting springt de zekering of schakelt de aardlekschakelaar de netspanning uit. Er is geen standaard drempelwaarde voor aardingsweerstand die door alle norminstituten wordt erkend. De NFPA en de IEEE adviseren echter een aardingsweerstandswaarde van 5,0 Ohm of minder. De NEC stelt dat ervoor dient te worden gezorgd dat de systeemimpedantie naar aarde minder dan 25 Ohm bedraagt zoals vermeld in NEC Bron: Voor de in woningen gebruikelijke 30 ma aardlekschakelaars geldt dat de aardingsweerstand ten hoogste 166 Ohm mag zijn. Veiligheid is een ding, maar voor personen met elektrostress is het ook belangrijk dat de aarding vuile stroom goed afvoert. Een eigen laagohmig aarding is daarom wenselijk. Soms zijn daartoe meerdere aardpennen nodig. Een veel gebruikte

2 meetmethode om de aardingsweerstand van een aardpen te bepalen is die met 2 hulpsondes die in de grond worden gestoken. In het geval van een appartement gaat dat gewoonlijk niet, evenmin om een eigen aardpen te slaan. Bewoners zijn dan afhankelijk van de in de meterkast binnenkomende aardleiding. De elektrische bedrading wordt gedeeld met meerdere bewoners. Dit geeft een spanningsval over de nulleiding. Ook op de aardleiding staat een spanning afkomstig van inductie en lekstromen. De aarding is daardoor niet schoon. 2-polige meting In het geval van een appartement kan de aardingsweerstand enkel gemeten worden tussen de aarde en nul. Zie hieronder het schema van een tweepolige aardingsmeting in een appartement. De aardingsmeter meet de totale weerstand van de nulleider en de aardingsweerstandstand. De weerstand van de nulleider zal gewoonlijk veel lager zijn dan die van de aardingsweerstandstand. Bij een aardsluiting zal de weerstand van het circuit nagenoeg gelijk zijn, omdat de weerstand van de secundaire wikkeling van de trafo plus die van de faseleider vrijwel gelijk is aan die van de nulleider. Een apparaat die de 2-polige meting snel en op eenvoudige wijze kan uitvoeren is de Catu Catohm aardingsmeter.

3 Een goedkopere oplossing is b.v. de aardingsmeter Voltcraft ET-02. Deze biedt ook de mogelijkheid om de aardingsweerstand van aardpennen te meten. Deze meter werkt met een meetspanning met een frequentie van 821 Hz, wat zich onderscheidt van 50Hz en de harmonischen. Het meten van de aardingsweerstand met de Voltcraft ET-02 gaat als volgt: Sluit de juiste meetsnoeren aan. Groen op het aansluitpunt E en rood op P en C. Kies het meetbereik 200 Ohm en verbindt de meetsnoeren. Regel met de draaiknop vlak onder het display de meetwaarde op 0 Ohm. Bepaal waar op het stopcontact de nul en fase zitten en of de aarde is aangesloten. Dit kan bijvoorbeeld met een spanningszoeker, PeakMeter PM6860DR, Eurotester of zonder dat door de aardingsmeter als voltmeter te gebruiken (draaiknop geheel rechtsom). Zet de draaischakelaar op Earth Voltage. Sluit de groen draad aan op de aarde en de rode op de nul. De spanning mag niet meer dan 10 Volt wisselspanning zijn. Zet de draaischakelaar op 200 Ohm. De stand 20 Ohm mag bij deze meting niet gebruikt worden. Kies zo nodig de stand 2000 Ohm. Druk kort op de druktoets Test om de meting te starten. De meter geeft waarschuwingspiepjes, omdat er een hoge spanning op de meetpunten kan komen te staan die bij aanraking tot een schok kan leiden. Lees de meetwaarde. Gebruik desgewenst de druktoets Hold om de meetwaarde vast te zetten. Druk weer op de toets Test om de meting te stoppen. De aardingsweerstandmeter meet met een stroomsterkte onder de 30 ma om te voorkomen dat aardlekbeveiliging in werking treedt. Het meten van een laagohmige weerstand met een lage stroomsterkte levert geen nauwkeurige uitkomst.

4 Bij de Voltcraft ET-02 aardingsweerstandmeter zitten alle benodigde kabels. Die voor de 2-polige meting zijn uitgerust met klemmen. Veel handiger en veiliger is het gebruik van een Voltcraft SMA-10 meetadapter. Die kan gelijk ook voorzien worden van een controle apparaatje om te bepalen waar de fase en nul zitten 3-polige meting Bij deze meting worden twee hulpsondes gebruikt die buiten in de grond worden gestoken. Bij slechts een hulpsonde als in het onderstaande linker schema geldt V= I (R a + R b + R ha ). De weerstand van de bodem R b is over een afstand van ong. 20 meter praktisch nul door de grote diameter van de grond als geleider. Bij deze meting speelt de weerstand van de hulpaarde een belangrijke rol en is, omdat deze gewoonlijk korter is, meer dan die van de te meten aardpen. Om de invloed van de weerstand van de hulpaarde buiten te sluiten is een extra meetsonde nodig. Bij twee hulpsondes als in het onderstaande schema geldt V=(I-i) R a i R m. Omdat i, de stroom door de voltmeter, verwaarloosbaar is geldt R a = V / I. Hou tussen de sondes 5 tot 10 meter aan. De weerstand van de sondes is niet belangrijk zolang de stroombron de meetstroom kan leveren Maak zo nodig de grond rond de sondes nat. N.b. dat er een nulstelling op de aardingsmeter zit. Zie de gebruiksaanwijzing voor een correcte meting.

5 Om enkel de weerstand van de aardpen te kunnen meten moet deze worden losgekoppeld. Vaak is er daartoe een aardingsonderbreker geplaatst. Let er op dat bij een onderbreking alle geaarde apparaten onder spanning kunnen komen te staan wat zeer gevaarlijk is. Tijdens de meting moeten daarom alle netgroepen uitgeschakeld worden. Vergeet vooral niet de aardingsonderbreker na de meting weer te sluiten. De onderbreking is ook geschikt om met een milliampèremeter lek- en inductiestromen te meten. Dit is ook mogelijk met een gevoelige stroomtang. Bij waterleidingen is dat de enige mogelijkheid. Er bestaan aardingsweerstandstandsmeters met stroominductiespoel, maar gezien de hoge prijs worden deze hier niet behandeld. Hoge aardingsweerstand In sommige delen van Nederland is er zandgrond en/of ligt het grondwater erg diep. Zo bestaat Noord-Brant grotendeels uit zandgronden. Een aardingsweerstand van meer dan 100 Ohm is dan zeer wel mogelijk. Dat betekent dat lek- en inductiestromen vanuit elektrische en elektronische apparatuur veel dirty electricity veroorzaken op de aardleiding en die verspreidt zich door het hele huis. Biokabels hebben dan juist geen voordeel. Een atypisch verloop van de lichaamspanningsmeting is een aanwijzing dat de aardingsweerstand te hoog is. Oplossingen Mogelijke oplossingen om vuile stroom in huis te reduceren zijn: Verminderen van de aardingsweerstand door het slaan van een of meerdere aardpennen tot in het grondwater, het verbeteren van de isolatie van leidingen en apparatuur, galvanische ontkoppelingen in de water- en/of gasleiding ingeval van a. vuile stroom van de buren, b. aardingslussen. Een meetspecialist kan hierbij adviseren. Zie voor meet informatie het document AardingElektrischeInstallatie.pdf

6 Bijlage Gemeten waarden appartement Zwartbroekweg 124 De aardingsweerstand bij de tweepolige aardingsmeting is 7,68 Ohm. De spanning gemeten tussen de nul en aarde was maximaal 240 mv. Dat lijkt niet veel, maar omdat er veel scherpe overgangen zijn, en daardoor veel hogere harmonischen, is er sprake van vuile stroom (meetwaarde 95 GS). Vuile stroom kan elektrostress veroorzaken. Verder kan de weerstand tussen de waterleiding en Cv-installatie en de nul gemeten worden. De gemeten weerstand was 0,5 Ohm en de spanning 40 mv. Spanning tussen nul en aarde In de voorgenoemde meting is de aardingsweerstand groter dan 5 Ohm. Voor de veiligheid is dat minder dan 25 Ohm en volgens de NEC is dat voldoende. Voor een veilige aarding zijn er normen. Voor een veilige afscherming tegen elektromagnetische velden zijn die er niet. Zo blijft bijvoorbeeld de vraag of een aarding geschikt is voor een aardingslaken. Dat hangt helemaal af hoe men een aardingslaken ervaart. Liever haal je geen dirty electricity in bed en daarom is een schone aarding van belang. Afbeelding oscilloscoop / spectrumanalyse bij een klant in Schaik