SELECTIEF METEN VAN WEERSTAND NAAR AARDE

EI07 32-33

30-06-2008

16:03

Pagina 32

elektrotechniek

SELECTIEF METEN VAN WEERSTAND NAAR AARDE

Een van de problemen bij het meten van weerstand naar aarde is het mogelijk aanwezig zijn van een parallelle weerstand naar aarde. Om de werkelijke waarde RA van een elektrode te bepalen zou dan de aardelektrode moeten worden losgekoppeld voor een correcte meting. Praktisch gezien is loshalen geen aanbeveling. Immers de installatie moet buiten gebruik en gebruikers worden gesteld door het tijdelijk ontbreken van aarde. Ook is het loshalen van, soms roestige, verbindingen een lastige klus. En na het loshalen zal ook een correcte verbinding weer moeten worden gecontroleerd. De oplossing: meten met meettangen. Gelukkig is de nieuwe NEN 1010 helder in dit opzicht, er

De nieuwe

NEN

1010:2007 introduceert een verande-

wordt bij de meetmethoden nu ook ingegaan op moderne meettechnieken met moderne schema’s. De bij-

ring van begrippen, onder andere voor de aarding. De

lage 61B geeft beschrijvingen van de methode voor het meten van de weerstand naar aarde. Methode B3 in

term aardverspreidingsweerstand verdwijnt langzaam

deze bijlage beschrijft de meting van de weerstand in de aardingsketen met stroommeettangen.

en heet in de nieuwe norm bijna overal ‘weerstand Het meetprincipe

naar aarde’. Nu is de vraag: hoe meet je dat?

De aardingmeettang bestaat uit twee transformatoren: een transformator om een spanningsval te genereren, de andere om stroom te meten. De spanning genererende winding van de tang zorgt voor een spanning met een constant niveau U. De stroom metende winding meet de stroom I. De wet van Ohm toont uiteindelijk de waarde van de circuitweerstand op basis van I = U/Rloop. Op deze wijze kan de onbekende weerstand RX worden bepaald. Van belang is wel om te weten dat het hier een circuitweerstand betreft. De verkregen meetwaarde voor het bepalen van de onbekende weerstand is echter praktisch gezien gelijk aan deze waarde. De stroom door de onbekende elektrode zal terugkomen via de overige aardverbindingen. In figuur 1 staat het verloop van de stromen weergegeven. Onbekende aardverbindingen kunnen dus onderdeel uitmaken van het circuit. Dit is eerder een voordeel dan een nadeel. Zie figuur 2 en figuur 3 waarin de vervangende schema’s met de weerstanden staan opgenomen. De onbekende weerstand Rx wordt gemeten. De stroom I in Rx is bekend door meting. De geïnduceerde spanning staat echter over de gehele meetkring, ook over de overige weerstanden. De weerstand RB staat parallel aan de overige aardverbindingen R1, R2, R3 … RN. De totale vervangende waarde van deze weerstand is verwaarloosbaar. Dit door de lage waarde van RB, die in de meeste gevallen al een maasvormig netwerk in zichzelf is door de koppeling van sterpunten. De werke-

TEKST EN ILLUSTRATIES: KEES COMPAAN, KWX

32

Intech E&I Juli/Augustus ’08

lijke waarde van de weerstand naar aarde zal dus altijd

EI07 32-33

30-06-2008

16:03

Pagina 33

5,0 A dan zal eerst de installatie moeten worden gecontroleerd (impedantie fase – nul).

machine

Van belang is het punt waar wordt gemeten. Als er nog een aftakking optreedt na het genereren van de stroom zal het vervangende schema er anders uit gaan zien. De

R? L1 L2 L3 N PE U l

stroom door de onbekende weerstand RX zal dan niet gelijk zijn aan de stroom die door de tang wordt gemeten. Deze zal dan gelijk zijn aan de parallel- en/of serieschakeling van weerstanden na dit meetpunt.

Varianten op het principe Een variant op het principe voor het selectief meten

RB

RX

R1

R2

RN

van aarde is een meetstroom injecteren in het aardcircuit en de stroom in de te meten aardelektrode meten via een stroomtang. De installatietester

1. Meting met meettang in de installatie.

CA6115N

van

Chauvin Arnoux heeft deze mogelijkheid. Zo is de een waarde gelijk of lager zijn dan de door het instru-

aardelektrode selectief te meten zonder deze los te

ment getoonde waarde.

koppelen. Chauvin Arnoux heeft deze techniek verder verbeterd

TT-stelsel

in het principe om de weerstand naar aarde te meten TT-stelsel

van hoogspanningsmasten. De grote uitdaging is de

waarbij het nodig kan zijn een tijdelijke, kortstondige

aardleiding boven in de mast, want loshalen is geen

verbinding aan te brengen tussen aardelektrode en nul.

optie. De opgave voor de meting is echter niet de tota-

Hiermee wordt een provisorisch

gecreëerd,

le (oneindig lage) weerstand naar aarde van het

waardoor de meting toch mogelijk is. Immers: er zal al-

systeem te meten, maar juist de weerstand naar aarde

tijd een circuit nodig zijn, want meting op een losse

via de poten van de mast te meten. Vier flexibele

aardelektrode is niet mogelijk.

AmpFlex-stroomtangen meten hierbij de stroom naar

Van belang is om de installatie en daarmee de verbrui-

aarde na injectie van de meetstroom.

De

NEN

1010:2007 noemt in bijlage 61B het

TN-stelsel

kers af te schakelen bij het maken van de verbinding tussen aardelektrode en nul. Dit in verband met de po-

Meten met twee tangen

tentiaalverschillen tussen aarde en nul en de stromen

Enkele testinstrumenten passen twee tangen toe in

die daardoor lopen.

dit meetprincipe. Een tang introduceert een bekende

Meettangen, zoals de CA6415, hebben een meetfunctie

spanning met een bekende frequentie en als gevolg

om de stroom door de aardelektrode te meten. Het

van het laagohmige circuit gaat een stroom lopen. De

verdient aanbeveling de meting eerst te starten met

tweede tang meet de stroom en de wet van Ohm is

een stroommeting. Als deze lager is dan 1,0 A kan wor-

dan weer goed voor de weerstand van het circuit.

<

den gestart met de meting, is deze waarde hoger dan

I

I

I1

2. Vervangend schema 1.

I

RX

I2

IN

RB

R1

RX =

U I

Rv = 0

RN

3. Vervangend schema 2.

Intech E&I Juli/Augustus ’08

33