Aarding

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Ga naar: navigatie, zoeken
Aarding van een huis

Aarding is het geleidend verbinden van het chassis of de geleidende behuizing van een elektrisch apparaat aan aarde. Hiermee kan onder andere worden bereikt dat er geen ongewenste elektrische spanning op het apparaat komt te staan als het apparaat een geleidende behuizing heeft.

Inhoud

[bewerken] Veiligheidsaarde

Omwille van de elektrische veiligheid dient elke elektrische installatie over een goede aardaansluiting te beschikken. Deugdelijke aarding heeft een minimale elektrische weerstand naar aarde (bijv. het grondwater). Veelal werd de elektrische huisinstallatie geaard op de waterleiding maar met de komst van niet of slecht(er) geleidend materiaal voor waterleidingbuizen, en watermeters van kunststof wordt de elektrische installatie van iedere woning doorgaans met een koperen aardpen in de grond geaard. Voor het aarden van apparatuur die aan de installatie is gekoppeld wordt in de installatie een aarddraad meegetrokken. Deze draad heeft in huisinstallaties een doorsnede van 2,5 mm en is geïsoleerd met een groen/gele buitenmantel      . Belangrijke groepen van de installatie worden in de groepenkast (de kast die in de meterkast is geplaatst) voorzien van een aardlekschakelaar. Die spreekt aan als de stroom in de twee draden naar de verbruiker onderling meer dan een bepaalde waarde verschilt en er dus een stroom naar de aarde moet zijn opgetreden.

[bewerken] Aardingssystemen (België/Nederland)

Gebouwen kunnen op 3 verschillende manieren geaard worden:

De eerste letter geeft de relatie tussen het verdeelnet (bron) en de aarde; ofwel de wijze van aarding van de voedingsbron:

  • T: rechtstreekse verbinding van een punt (sterpunt) met de aarde (T = tèrre).
  • I: isolatie van alle actieve delen ten opzichte van de aarde (I = isoler).

De tweede letter geeft de relatie tussen de massa's van de elektrische installatie en de aarde; ofwel wijze van aarding van de metalen omhulsels van de apparatuur:

  • T: rechtstreeks geaarde massa's door middel van aardelektrode (T = tèrre).
  • N: massa is verbonden met de geaarde beschermingsgeleider van het verdeelnet (N = neutre).
  • U: metalen omhulsel van de apparatuur zijn onderling met elkaar verbonden, maar niet opzettelijk geaard (U = unearthed).
  • M: metalen omhulsel van de apparatuur zijn onderling met elkaar verbonden en verbonden met het sterpunt van de voedingsbron, maar niet opzettelijk geaard (M = métallique).

De eventuele derde of vierde letter bepalen de uitvoering van de nulleider en van de beschermingsgeleider (aarddraad).

  • S: de nulleider en aardgeleider worden uitgevoerd als afzonderlijke geleiders (S = separation).
  • C: één geleider vervult de functie van aardgeleider en nulleider (C = combiner).

[bewerken] Aardingsmethoden

Het principe van aarding is eenvoudig: door een geleider te verbinden met een referentie, krijgt die geleider dezelfde potentiaal als de referentie. Met de grond ("Moeder Aarde") als referentie wordt voorkomen dat iemand die de geleider aanraakt, ten gevolge van spanningsverschillen tussen het apparaat en de grond waarop hij staat, een elektrische schok ondervindt.

Door het geleidend verbinden van verschillende apparaten en verschillende inwendige delen van een apparaat ontstaan echter ook andere effecten die soms gunstig en soms ongunstig zijn. Er zijn in de loop der jaren verschillende methoden van aarding bedacht die in specifieke gevallen de beste oplossing bieden. Tussen de verschillende methoden onderling bestaan echter tegenstrijdigheden.

[bewerken] Eénpuntsaarding

Een vervelend probleem, vooral bij audio (PA) installaties, is het ontstaan van elektrisch geleidende lussen, de zgn. aardlussen in het versterkercircuit.

Wanneer geleiders op meerdere punten elektrisch met elkaar zijn verbonden, ontstaan gesloten kringen, die een extern magnetisch veld van bijvoorbeeld een transformator kunnen omvatten. Hierdoor worden in de geleiders stromen geïnduceerd, die door de versterker worden versterkt. Dit leidt tot een sterk 50 Hz signaal (in de audiowereld met brom aangeduid) in het audiosignaal. In de audiowereld wordt om deze reden vaak éénpuntsaarding toegepast.

[bewerken] Meerpuntsaarding

Door een chassis op meerdere plaatsen te aarden wordt de elektrische weerstand tussen het chassis en de referentie lager, waardoor de aarding effectiever wordt. Een meerpuntsaarding heeft voordelen, vooral bij hoge frequenties waarbij door staande golven een éénpuntsaarding absoluut onmogelijk is. Men moet bij meerpuntsaarding echter zien te voorkomen dat ongewenste magnetische en elektromagnetische velden stromen induceren in lussen die door het op meerdere punten aarden zijn ontstaan. Een manier om dit te bereiken is het toepassen van elektrische en magnetische afscherming. Ook moet bij hoogfrequentsystemen de afstand tussen de verschillende aardpunten overal kleiner zijn dan een tiende deel van de golflengte.

[bewerken] Gescheiden aardes

In apparatuur waarbij zich zowel analoge als digitale elektronica bevindt, kunnen de analoge circuits worden gestoord door het schakelen van digitale signalen. De oorzaak hiervan ligt vaak in zgn. gemeenschappelijke impedanties. Om dit effect zo veel mogelijk te beperken, worden de analoge en digitale aardes van elkaar gescheiden (meestal worden deze op 1 punt met elkaar verbonden). Vervolgens worden de analoge circuits en digitale circuits intern verbonden, soms volgens verschillende aardingstechnieken. Vaak worden de analoge circuits verder als éénpuntsaarding uitgevoerd en de digitale circuits als meerpuntsaarding.

[bewerken] Hoogfrequent aarde

Bij hoge frequenties gedragen geleiders zich vaak als spoelen en gedragen onderbrekingen zich als condensatoren, waardoor bij hoge frequenties er meer elektrische stroom kan lopen tussen twee geleidende vlakken die zich vlak bij elkaar bevinden, dan door een lange elektrische verbinding met een lage weerstand. Dit gedrag druist in tegen de gangbare opvattingen, maar is heel verklaarbaar. Door resonanties worden kortsluitingen bij bepaalde frequenties perfecte onderbrekingen en omgekeerd. Het skineffect speelt ook een belangrijke rol. Gevlochten geleiders werken daardoor bij hoge frequenties vaak beter dan dikke massieve geleiders.

Het aarden van apparatuur die met hoge frequenties werkt is specialistisch werk.

[bewerken] Signaalaarde

Ten gevolge van de Wet van Lenz zullen retourstromen een pad kiezen dat zo gunstig mogelijk ligt ten opzichte van de heengaande stroom. Door signaalaansluitingen van, naar en tussen apparaten en modules hun eigen retourleiding te geven, zo dicht bij de signaallijn als praktisch mogelijk, worden ongewenste invloeden van buitenaf en naar buiten toe beperkt.

 
Persoonlijke instellingen
Boek maken