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