Meten van de spreidingsweerstand van een aarding. Meten van de spreidingsweerstand van een aarding.
| Inhoud -Algemene opmerkingen: wat is een aarding, nut van een aarding - Principes * d.m.v. hulpaarde * d.m.v. lekstroom (zie netcontroletoestel: uittesten differentieelschakelaars) * d.m.v. andere aardingen - Toestellen in het labo * aardingsmeter * netcontroletoestel | ||||||||||||||
|
Algemene
opmerkingen
Aanraking van elektrische spanning
kan op 2 manieren gevaarlijk zijn: elektrische stroom kan brandwonden
veroorzaken, maar kan ook de controle over onze spieren (van vingers tot
hartspier) verlammen. Zo geeft een wisselstroom (voor gelijkstroom liggen de
waarden ca 2-maal hoger) vanaf 7 mA reeds krampen, vanaf 15 mA
ademhalingsmoeilijkheden, vanaf 30 mA beschadiging van zenuwstelsel en
bloedvaten, vanaf 50 mA shockwerking, hartfibrillatie, verbranding. Er kunnen
ook hersenstoornissen en nierblokkering optreden, die pas na enkele dagen
merkbaar worden. Naast de grootte en de frequentie van de stroom zijn ook de
plaats van doorgang (b.v. tussen 2 vingers van één hand is niet zo gevaarlijk
als van hand tot hand, via het hart) en de duur van belang. Men heeft bewezen
dat een stroomdoorgang, die maximum 30 ms duurt, meestal geen gevaar oplevert.
Vermits de grootte van een stroom door het lichaam moeilijk te bepalen is, werkt
men liever met spanning en weerstand; deze laatste wordt vertaald naar weerstand
van de huid en contactweerstand met de aardpotentiaal.
- De weerstand van het menselijk lichaam is vooral afhankelijk van de
huidvochtigheid. In het AREI, art. 31 heeft men deze factor in 3 klassen
onderverdeeld:
BB1 : droge huid of vochtig door transpiratie (ca 3 kW
bij 50V)
BB2 : natte huid (ca 900
W
bij 50V)
BB3 : ondergedompeld in water (ca 400W
bij 50V)
- Voor het contact met de aardpotentiaal wordt de code BC gebruikt (AREI
art.47)
van BC1 (geen contact) tot BC4 (voortdurend contact)
Om in de praktijk hiermee rekening te houden, definieert men:
- de absolute conventionele grensspanning d.i. de maximum
waarde
van de contactspanning die gedurende onbeperkte tijd (>5s) tussen gelijktijdig
aanraakbare delen aanwezig mag zijn. Dit is 50V voor droge lokalen, 25V voor
vochtige en 12V voor natte omgevingen.
- de veiligheidscurve geeft de tijd waarin een foutspanning kan
verdragen worden in functie van de grootte van de foutspanning en de situatie.
De personenbeveiliging in het AREI is gebaseerd op deze curven.
naar begin document |
||||||||||||||
Rechtstreekse en onrechtstreekse
aanraking
Rechtstreekse aanraking d.w.z. aanraking van geleidende delen die normaal onder
spanning staan, is vrij gemakkelijk te vermijden door isolatie, verwijdering,
gebruik van zeer lage spanning (ZLS), . .
De wijze van beveiligen tegen onrechtstreekse aanraking d.w.z. aanraking van
geleidende delen die ten gevolge van een foutsituatie onder spanning staan, is
afhankelijk van de wijze waarop de installatie is uitgebouwd (het soort aardingsstelsel). Hierbij zal een veiligheid de contactspanning op voldoende
kleine tijd moeten onderbreken.
Hieruit volgen 2 belangrijke dingen:
1. De keuze van de soort en de grootte van de beveiliging
is zeer belangrijk: de veiligheid moet een foutspanning afschakelen binnen een
tijd die kleiner is dan de tijd die volgt uit de veiligheidscurve. Of een
overstroombeveiliging of een lekstroombeveiliging kan of moet gebruikt worden,
hangt af van het soort aardingsstelsel.
2 De contactspanning moet voldoende klein zijn:
dit wordt bekomen door de massa's van elektrische toestellen te aarden.
Het contact met
de aardpotentiaal kan b.v. gebeuren d.m.v.
een fundamentaarding of lusaarding: een koperen geleider van 35mm² wordt onder
de fundamenten gelegd (AREI art.86). Een andere mogelijkheid is een
staafaarding: copperweldstaven worden vertikaal in de grond gedreven.
Qua functie dient men onderscheid te maken tussen:
- een exploitatieaarding: zij is om een bepaalde reden vereist voor de
goede werking van een installatie. Zo is bij een laagspanningstransfo het
nulpunt meestal geaard zodat de potentiaal van de lijnen t.o.v. de grond onder
controle kunnen gehouden worden.
- een veiligheidsaarding, die de contactspanning voldoende klein moeten
houden en waarvan hier dus sprake is.
Let op! De weg van een verliesstroom tussen de exploitatieaarding van de
laagspanningstransfo en de veiligheidsaarding is niet rechtlijnig: theoretisch
wordt de ganse aarde als stroomweg gebruikt.
|
||||||||||||||
|
Rond de aardelektrode is de doorsnede S van de "geleider" nog klein, met het gevolg dat de spreidingsweerstand een relatief grote waarde heeft. Dit is afhankelijk van het contactoppervlak, de wijze van plaatsen, de bodemsoort en bodemtoestand. Naarmate de foutstroom zich verder van de elektrode verwijdert, ontmoet hij een geleider die groter en groter in doorsnede wordt. Het resultaat is dat de weerstand van de aarde steeds kleiner wordt en er vanaf ca 20m geen weerstand niet meer bij komt: de weerstand van de aarde is dan praktisch nul ohm. De reden hiervoor is dus niet de goede geleidbaarheid van de aardbodem maar de zeer grote doorsnede van deze geleider. 
Vergelijk de
soortelijke weerstand van volgende materialen (allen in
Wm)
|
||||||||||||||
|
Het weerstandsverloop = f(afstand) rond de elektroden zorgt bij het optreden van een lekstroom voor een specifiek spanningsverloop = f(afstand) waardoor de contactspanning, zijnde de spanning tussen een elektrische massa en de aardpotentiaal, in functie van de afstand stijgt en de stapspanning, zijnde de spanning tussen 2 punten op de grond, in functie van de afstand daalt 
naar begin document
|
||||||||||||||
|
Principes. Een aardingsweerstand meten kan alleen gebeuren door een stroom door de aarding te laten vloeien en dan d.m.v. een VA-methode de weerstand te bepalen. Natuurlijk moet deze stroom door een andere aarding terug naar de meetschakeling vloeien. meting d.m.v. hulpaarde Bij een 3-draadsmethode laat men een generator een gekende stroom door de grond sturen via de te meten aarding en een hulpaarding en d.m.v. een meetaarding meet men de spanningsval over de te meten aarding. Men kent dus de stroom door de te meten aarding en de spanning erover, zodat de weerstand kan bepaald worden. 
Enkele
opmerkingen:
-
De meetstroom heeft een frequentie die niets te maken heeft met de
netfrequentie zodat zo weinig mogelijk storing wordt ondervonden van de
lekstromen die reeds door de aarde vloeien.
-
De weerstand van de hulpaarding mag redelijk groot zijn (max. 5kW):
zolang de generator de meetstroom kan leveren, heeft
deze weerstand geen effect.
-
De weerstand van de meetaarding zal ook weinig fout opleveren, vermits de
spanningsmeting een hoge inwendige weerstand heeft en deze dus een stroom trekt
die verwaarloosbaar is ten opzichte van de meetstroom.
-
Om de ganse aardingsweerstand te meten is het belangrijk dat de aardingen
uit mekaars invloedsgebied geplaatst worden: een afstand van 40m tussen de te
meten aarding en de hulpaarde is te respecteren. De meetaarding wordt in de
helft geplaatst.
(terug
naar begin document)
|