arding en Equipotentiaalverbindingen in een Huishoudelijke Elektrische Installatie

• Elektriciteit
• Secundair onderwijs

Aarding en Equipotentiaalverbindingen in een Huishoudelijke Elektrische Installatie

Lesdoelen

1. Begrijpen van de basisprincipes van aarding:

   - Uitleggen wat aarding is en waarom het essentieel is voor de veiligheid van elektrische installaties.

2. Identificeren van de materialen gebruikt voor aarding:

   - Benoemen van de meest voorkomende materialen die worden gebruikt voor aarding, zoals koper en gegalvaniseerd staal, en de redenen voor hun gebruik.

3. Inzicht in de componenten van een aardingssysteem:

   - Beschrijven van de verschillende onderdelen van een aardingssysteem, inclusief aardingslussen en aardelektroden (zowel horizontaal als verticaal).

4. Het belang van equipotentiale verbindingen begrijpen:

   - Uitleggen waarom equipotentiale verbindingen nodig zijn om potentiaalverschillen te elimineren en elektrocutie te voorkomen, met voorbeelden van toepassingen in huishoudelijke omgevingen, zoals badkamers.

5. Kennis van meet- en beveiligingsmethoden:

   - Beschrijven hoe de isolatieweerstand en aardingsweerstand worden gemeten en waarom deze metingen belangrijk zijn voor de veiligheid.

   - Uitleggen van de rol van differentieelschakelaars in het beschermen van elektrische installaties tegen verliesstroom.

Deze doelen bieden een duidelijk overzicht van de fundamentele aspecten van aarding en de bijbehorende veiligheidsmaatregelen in elektrische installaties.

Introductie tot aarding

- Wat is aarding?

  - Aarding is een veiligheidsmaatregel die ervoor zorgt dat elektrische installaties veilig zijn door elektrische stroom bij een fout naar de aarde af te voeren.

- Waarom is aarding belangrijk?

  - Beschermt tegen elektrische schokken.

  - Voorkomt brand veroorzaakt door foutstromen.

  - Zorgt voor een stabiele werking van elektrische apparaten.

Materialen voor aarding

- Veelvoorkomende materialen:

  - Koper: Uitstekende elektrische geleiding, duurzaam en corrosiebestendig.

  - Gegalvaniseerd staal: Kosteneffectiever dan koper, sterk en duurzaam.

  - Koperlegeringen: Gebruikt voor specifieke eisen, zoals verbeterde corrosieweerstand.

- Redenen voor materiaalkeuze:

  - Geleidbaarheid: Het vermogen van het materiaal om elektrische stroom te geleiden.

  - Duurzaamheid: Weerstand tegen omgevingsfactoren zoals vocht en corrosie.

  - Kosten: De economische overwegingen bij het kiezen van materialen.

Welk materiaal wordt het meest gebruikt voor aarding in elektrische installaties vanwege zijn uitstekende elektrische geleiding en duurzaamheid?

1. Aluminium
2. Koperlegeringen
3. Koper
4. Gegalvaniseerd staal

Sleep de volgende materialen naar de juiste beschrijving die bij hun eigenschappen past:

Materialen:                                    Beschrijving

Uitstekende elektrische geleiding en corrosiebestendig.

Kosteneffectief en sterk, maar iets minder geleidend.

Gebruikt voor specifieke eisen vanwege verbeterde corrosieweerstand.

koper

Gegalvaniseerd staal

Koperlegeringen

Componenten van een aardingssysteem

1)  Aardingslussen:

Worden in de grond geïnstalleerd om een groot contactoppervlak met de aarde te creëren.

Zorgen voor een efficiënte verspreiding van foutstromen.

Componenten van een aardingssysteem

2) Aardelektroden:

Horizontaal: Liggen vlak onder het aardoppervlak; gebruikt wanneer de ruimte beperkt is.

Verticaal: Dieper in de grond geplaatst; bieden een betere verbinding met de aarde in gebieden met slechte geleidbaarheid aan het oppervlak.

Diameters

Aardingslussen:

Diameter: 

35 mm² Blank (Gehard Elektrolytisch) Koper:

Dit is een veelgebruikte maat voor aardingslussen vanwege de uitstekende geleidbaarheid en duurzaamheid van koper.

10 mm² (Vertind) Koper met Loden Mantel:

Wordt gebruikt in specifieke toepassingen waar extra bescherming tegen corrosie nodig is, geholpen door de loden mantel..

Aardelektroden:

Horizontale Elektroden:

Diameter: 

De minimale doorsnede voor horizontale 

aardelektroden is doorgaans 35 mm², vooral 

als er koperen geleiders worden gebruikt.

Verticale Elektroden:

Diameter: 

Koperen of stalen staven met een diameter van ongeveer 

12 mm tot 16 mm worden vaak gebruikt, afhankelijk van de 

vereisten van het systeem.

Componenten van een aardingssysteem

Aardverbindingsklemmen:

Functie:

Zorgen voor betrouwbare verbindingen tussen geleiders en elektroden.

Componenten van een aardingssysteem

Aardingsgeleider:

De geleidende draad of kabel die elektrische verbinding maakt tussen de aardelektrode en het systeem dat wordt geaard.

Functie:

Zorgt voor een veilige weg voor foutstromen naar de aarde en verbindt alle componenten van het aardingssysteem.

Componenten van een aardingssysteem

Aardingsonderbreker:

Een mechanisch apparaat dat wordt gebruikt om het aardingssysteem tijdelijk te onderbreken.

De hoofdaardingsklem wordt meestal in de omgeving van het verdeelbord

geplaatst. Het is de verbindingsklem tussen het ondergrondse en bovengrondse

aardingsgedeelte

De installatie van pen of lus  tot aan de onderbreker

Definitie van Aardingsweerstand:

Ook bekend als spreidingsweerstand, is de contactweerstand van de aardelektrode ten opzichte van de omliggende aarde. Wordt gemeten vanaf de aardingsonderbreker.

Veiligheidsnormen:

De aardingsweerstand moet zo klein mogelijk zijn. 

In huishoudelijke installaties mag deze nooit groter zijn dan 100 Ω.

Onderverdeling van Weerstandswaarden:

< 30 Ω: Ideaal voor conformiteit met AREI.

30 Ω - 100 Ω: Vereist aanvullende maatregelen zoals extra differentieelschakelaars.

> 100 Ω: MAG NIET !!!!

Extra Maatregelen:

Bij aardingsweerstand > 100 Ω: Extra aardingspen noodzakelijk.

Factoren Invloed Weerstand:

Grondsamenstelling, vochtigheid, temperatuur.

 Hoofdbeschermingsgeleider

Een koperen geleider met een minimale doorsnede gelijk aan de grootste beschermingsgeleider die naar de aardingsrail in het verdeelbord gaat.

Hoofdbeschermingsgeleider

of hoofdequipotentiaal

De hoofdbeschermingsgeleider heeft een geelgroene isolatie

BESCHERMINGSGELEIDER

De beschermingsgeleider maakt de verbinding mogelijk tussen de aardingsrail

van het verdeelbord en de lichtpunten en stopcontacten in de woning.

EQUIPOTENTIALE VERBINDINGEN

Waarom Equipotentiale Verbindingen?

Mensen beschermen tegen elektrocutie door ervoor te zorgen dat alle aanraakbare metalen delen dezelfde potentiaal hebben.

Probleemstelling:

Een buis kan onder gevaarlijke spanning komen door contact met een elektrische geleider.

HOOFDEQUIPOTENTIALE VERBINDING

HOOFDEQUIPOTENTIALE VERBINDING

De hoofdequipotentiale verbindingen vertrekken vanop de hoofdaardingsklem.

   

Omdat zelfs met een goede aarding het gevaar blijft bestaan dat er een spanning

komt op de geleidende delen die niet tot de elektrische installatie behoren, moeten de volgende onderdelen met de aarde worden verbonden:

■ hoofdleidingen van gas/water,

■ hoofdleidingen van de centrale verwarming,

■ genaakbare metalen delen van de constructie van het gebouw

HOOFDEQUIPOTENTIALE VERBINDING

De hoofdequipotentiale verbinding bestaat uit een koperen geleider met een

doorsnede (sectie) van 6 mm2 en hebben een geel/groene isolatie.

 

 De hoofdequipotentiaal verbinding mag nooit

onderbroken worden.

HOOFDEQUIPOTENTIALE VERBINDING

BIJKOMENDE EQUIPOTENTIALE VERBINDING

BIJKOMENDE EQUIPOTENTIALE VERBINDING

In de badkamer moeten bijkomende equipotentiale verbindingen voorzien worden,

waarbij alle geleidende delen met elkaar verbonden worden. Hierdoor is de

badkamer extra beveiligd.

BIJKOMENDE EQUIPOTENTIALE VERBINDING

De bijkomende equipotentiale verbindingen zijn op de volgende elementen van

toepassing:

■ warm- en koudwaterleiding (indien uit metaal),

■ toe- en afvoerleiding van een radiator (indien uit metaal),

■ gasleiding (indien uit metaal),

■ bad- en douchekuip (indien uit metaal),

■ metalen net boven vloerverwarming,

■ metalen deurlijsten (elektrische leidingen dienen daarachter te zitten).

BIJKOMENDE EQUIPOTENTIALE VERBINDING

BIJKOMENDE EQUIPOTENTIALE VERBINDING

De bijkomende equipotentiale verbinding bestaat uit een koperen geleider.

Doorsnede (sectie) van 2,5 mm² (indien beschermd) 

of 

4 mm² (indien onbeschermd)

HOE EQUIPOTENTIALE VERBINDINGEN

AANLEGGEN?

bijkomende equipotentiale verbindingen

hoofdequipotentiale verbindingen

HOE VERBINDINGEN MAKEN?

Om geleiders aan buizen te bevestigen zijn er speciale klemmen beschikbaar.

Sommige van deze klemmen zijn slechts voor één bepaalde buisdiameter

geschikt, terwijl andere klemmen gebruikt kunnen worden bij verschillende

buisdiameters

HOE VERBINDINGEN MAKEN?

Maak de buizen vooraf goed zuiver op de plaats van de verbinding. Zo krijg je

een optimale geleiding van de verbinding. De oxidatielagen, verflagen en

onzuiverheden neem je weg met schuurpapier, staalwol, .

HOE MEET JE DE AARDINGSWEERSTAND?

HOE MEET JE DE AARDINGSWEERSTAND?

De aardingsweerstand is de weerstand 

tussen de aardingslus en de omringende

aarde. 

De aardingsweerstand wordt gemeten met de aardingsmeter. 

De meter stuurt bij het meten een wisselstroom van 

ongeveer 0,3 A de grond in.

HOE MEET JE DE AARDINGSWEERSTAND?

BEVEILIGING

 DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Het doel van een differentieelschakelaar is bescherming

te bieden tegen elektrische schokken bij onrechtstreekse

aanraking.

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Definitie:

Dit is een automatisch werkende schakelaar.

Functie:

Maakt een elektrische installatie of kring spanningsloos bij het optreden van een lekstroom of verliesstroom.

Toepassing:

Vaak gebruikt in kringen zoals de 30 mA-kring voor verhoogde veiligheid.

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Minstens één differentieelschakelaar wordt geplaatst bij het begin van de huishoudelijke installatie (hoofddifferentieelschakelaar 300 mA) of kring (bijkomende

differentieelschakelaar voor vochtige ruimten 30 mA)

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Een differentieelschakelaar meet de stroom die de installatie opneemt en

de hoeveelheid stroom die terugvloeit. 

Als de hoeveelheid stroom die de elektrische installatie ingaat groter is dan de stroom die terugvloeit, dan spreken we van een lekstroom. 

Dit is de stroom die via de aarding wegvloeit. De schakelaar zal dit

detecteren en de volledige installatie uitschakelen

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Een differentieelschakelaar beschermt niet tegen kortsluiting en overbelasting.

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Naast de in- en uitschakel knop is er frontaal ook een testknop om de goede

werking van de differentieelschakelaar (maandelijks, volgens AREI voorgeschreven) te controleren.

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR

Wanneer een 4-polige differentieelschakelaar 2-polig gebruikt wordt, moet die aangesloten worden op de klemmen waartussen de proefinrichting geschakeld is. Het is anders onmogelijk de goede werking van de schakelaar te controleren met de testknop.

DE DIFFERENTIEELSCHAKELAAR