Aarding is een directe, fysieke verbinding van een elektrische installatie met de aarde. Het bestaat uit ingegraven metalen elektroden (zoals pieken of platen) en een geleider, meestal groen/geel van kleur, die ze verbindt met de metalen delen van de installatie.
Het belangrijkste doel is om een pad met lage weerstand te bieden zodat ongewenste stromen, zoals lekkage door defecte isolatie of atmosferische ontladingen, veilig naar de grond worden geleid. Op deze manier wordt voorkomen dat stroom door iemands lichaam gaat of aangesloten apparatuur beschadigt. In wezen werkt het als een beschermende paraplu en is het een essentieel en verplicht veiligheidskenmerk in de meeste moderne voorschriften.
Inhoudsopgave
Waar dient aarding eigenlijk voor? De 4 belangrijkste functies
De aardverbinding vervult verschillende functies in een elektrische installatie, die allemaal te maken hebben met de veiligheid van mensen en apparatuur die op de elektrische installatie zijn aangesloten.
Bescherming tegen elektrische schokken
Als door een isolatiefout de metalen behuizing van een apparaat onder spanning komt te staan, biedt de aardverbinding een alternatieve weg van de minste weerstand voor de lekstroom, waardoor deze niet door het lichaam van een persoon die de apparatuur aanraakt kan gaan. Bovendien werkt de aardverbinding samen met apparaten zoals de aardlekschakelaar (RCD), waardoor het circuit automatisch wordt uitgeschakeld wanneer dit aardlek wordt gedetecteerd.
Overspannings- en bliksemafscherming
Bij fenomenen zoals bliksem of kortstondige pieken kanaliseert een goed aardingssysteem de overtollige energie naar de aarde, waardoor zowel mensen als huishoudelijke apparaten worden beschermd. Het voert ook statische elektriciteit af die wordt opgehoopt in grote metalen structuren, waardoor vonken of schade aan gevoelige elektronische apparatuur worden voorkomen.
Spanningsstabilisatie
De aarding fungeert als nulpotentiaalreferentie in elektrische systemen. Het verbinden van metalen aardingen met aarde zorgt ervoor dat ze allemaal een gemeenschappelijk potentiaal delen, een principe dat equipotentiaal wordt genoemd. Dit stabiliseert systeemspanningen en voorkomt onregelmatige spanningen, waardoor het risico op schokken wordt vermeden door het gelijktijdig aanraken van twee metalen voorwerpen die anders een verschillend potentiaal zouden hebben.
Gegarandeerde beschermingsprestaties
Aarding biedt een retourpad voor foutstromen, waardoor zekeringen of stroomonderbrekers onmiddellijk kunnen worden geactiveerd. Dit garandeert de effectieve activering van elektrische beveiligingen en minimaliseert de tijd dat apparatuur per ongeluk onder spanning kan blijven staan.
Hoe wordt aarding geïnstalleerd?
Van het begraven van een spike in de tuin tot industriële netwerken, de manier waarop aarding wordt geïnstalleerd.
Aarding in huizen en gebouwen
In eengezinswoningen en woongebouwen wordt aarding aangelegd door metalen elektroden (spikes of speren) met elkaar te verbinden. In moderne gebouwen is het gebruikelijk om een aardingsring in de fundering aan te brengen, een koperen geleider die het gebouw omringt en de elektrische veiligheid verbetert.
Deze ring of de elektroden zijn verbonden met het algemene schakelbord via de hoofdaardklem, waar ook de beschermingsgeleiders (groen-gele kabels) en de potentiaalvereffening van leidingen, constructies of bliksemafleiders samenkomen. Zo wordt elke stroomlekkage veilig naar de aarde geleid, waardoor zowel mensen als de installatie worden beschermd.
In oudere gebouwen zonder aarding worden vaak aardingsstaven toegevoegd in binnenplaatsen of tuinen om ze aan te passen aan de huidige regelgeving.
Aarding in industriële en commerciële installaties
In grote industriële of commerciële installaties vereist aarding complexere oplossingen om de veiligheid te garanderen. Onder elektrische ruimten of technische ruimten worden ingegraven mazen gebruikt die bestaan uit metalen spikes en strips die de aardingsweerstand minimaliseren.
Grote metalen structuren (magazijnen, torens, tanks) worden op dit net aangesloten om potentiële opbouw te voorkomen. In industrieën met speciale risico’s, zoals chemische of ATEX-omgevingen, worden ook aansluitpunten geïnstalleerd om statische ladingen van tankwagens of pijpleidingen af te voeren.
Potentiaalvereffening is essentieel: alle toegankelijke metalen massa’s worden onderling verbonden en geaard door betrouwbare systemen, zoals exothermisch lassen of roestwerende flenzen, waardoor een langdurige bescherming wordt gegarandeerd.
Controle en onderhoud van het aardingssysteem
De efficiëntie van een aardingssysteem is niet permanent: corrosie, bodemvocht of degradatie van de verbindingen kunnen de betrouwbaarheid verminderen. Daarom vereist de regelgeving periodieke metingen van de aardingsweerstand, zowel na installatie als tijdens regelmatige inspecties of uitbreidingen.
In woningen wordt aanbevolen dat de weerstand lager is dan 10 Ω, hoewel de limieten van land tot land verschillen (in Frankrijk is bijvoorbeeld tot 100 Ω aanvaardbaar). Het belangrijkste is dat de installatie foutstromen correct afleidt en alle metalen massa’s op hetzelfde potentiaal houdt, zodat de bescherming van mensen en apparatuur gegarandeerd is.
Aardingssystemen: TT, TN en IT
Er zijn drie hoofdaardingssystemen volgens de internationale norm IEC 60364: TT, TN en IT.
TT-systeem (Terra-Terra)
Het TT-systeem komt het meest voor in Spanje (aanwezig in meer dan 95% van de installaties). In dit systeem is de nul van de transformator geaard in het netwerk, terwijl elke woning of gebouw zijn eigen onafhankelijke aarding heeft.
In het geval van een stroomstoring detecteert het differentieel de lekkage en schakelt de stroom onmiddellijk uit, wat een hoge mate van bescherming biedt aan mensen. Voordelen zijn veiligheid, stabiliteit tegen piekspanningen en het feit dat storingen niet worden doorgegeven aan naburige installaties.
Nadelen zijn dat het zeer gevoelige differentialen en een correct ontwerp van de aarding vereist, wat hogere kosten voor elektroden met zich mee kan brengen. Toch is het het aanbevolen systeem in residentiële en commerciële installaties waar veiligheid een prioriteit is.
TN (Ground-Neutral) systeem
In het TN-systeem zijn de metalen massa’s van de installatie rechtstreeks verbonden met de nul van het netwerk, die geaard is in de transformator. Op deze manier delen nul en aarde dezelfde referentie. Afhankelijk van de configuratie kan het TN-C (gecombineerde nul en aarde), TN-S (gescheiden aan de bron) of TN-C-S (gecombineerd aan het begin en later gescheiden) zijn.
Wanneer er een fout optreedt, keert de stroom terug door de beveiligingsgeleider met lage impedantie, waardoor een hoge kortsluitstroom wordt gegenereerd die de stroomonderbrekers of zekeringen onmiddellijk uitschakelt. Beveiliging is dus niet alleen afhankelijk van het differentieel.
Voordelen zijn onder andere de constante equipotentialiteit en het feit dat de veiligheid niet afhangt van de weerstand van de grond. Het vereist echter een zeer zorgvuldig ontwerp: lusimpedanties moeten in de hele installatie worden berekend en de continuïteit van de PEN-geleider moet worden gegarandeerd, omdat breuk gevaarlijk kan zijn.
In het Verenigd Koninkrijk of Duitsland is het heel gebruikelijk, in combinatie met meervoudige aardingssystemen (PME).
IT-systeem (Isolé-Terre of Geïsoleerde Neutraal)
In het IT-systeem is de nul van de bron geïsoleerd van de aarde (of verbonden via een hoge impedantie), terwijl de aarde van de installatie een eigen onafhankelijke aarding heeft.
Bij een eerste isolatiefout is de lekstroom minimaal en worden de beveiligingen niet geactiveerd, waardoor de installatie kan blijven werken. Om deze situatie onder controle te houden, worden er isolatiemonitoren geïnstalleerd die alarmen activeren en het mogelijk maken om de fout te herstellen voordat er een tweede fout optreedt. Als er een tweede fout optreedt in een andere fase, worden de conventionele beveiligingen geactiveerd, waardoor de installatie wordt uitgeschakeld.
De belangrijkste voordelen zijn maximale continuïteit van de dienst en een lager risico op elektrische schokken bij de eerste storing. Het vereist echter speciale apparatuur, een aardingssysteem van hoge kwaliteit en gekwalificeerd personeel voor het onderhoud.
Vanwege de complexiteit wordt het niet gebruikt in woningen, maar in kritische omgevingen zoals ziekenhuizen, petrochemische fabrieken, schepen, serverruimtes of continue industriële processen, waar een plotselinge stroomstoring niet acceptabel is.
Vergelijking van aardingssystemen (TT, TN en IT)
| Systeem | Aarding | Bescherming tegen storingen | Voordelen | Nadelen | Meest voorkomende toepassingen |
|---|---|---|---|---|---|
| TT (Aarding) | Transformator neutraal naar aarde + onafhankelijke aarding in de installatie | Differentieel schakelt stroom uit wanneer lekkage wordt gedetecteerd | Grote bescherming voor mensen, voorkomt overdracht van fouten naar buren, stabiel tegen overspanning. | Afhankelijk van het differentieel, de kosten van elektroden, mogelijke potentiaalverschillen tussen aardingen. | Residentieel en commercieel |
| TN (Aarde-Neutraal) | Neutraal en aarde delen hetzelfde aardingspunt | Kortsluitstroom activeert stroomonderbrekers/zekeringen | Snelle ontkoppeling, constante equipotentialiteit, niet afhankelijk van bodemweerstand | Complex ontwerp, risico van PEN-breuk | Industriële installaties, stedelijke netwerken in Groot-Brittannië/Duitsland |
| IT (Geïsoleerde nulleider) | Geïsoleerde of hoge impedantie nulleider; zelfgeaarde aarding | Eerste fout schakelt niet uit (alarm); tweede fout activeert beveiligingen | Maximale continuïteit van de dienst, minder risico op schokken bij de eerste storing | Speciale apparatuur en gekwalificeerd onderhoud vereist, hogere complexiteit | Ziekenhuizen, petrochemische fabrieken, schepen, datacenters, kritische processen. |
Wat gebeurt er als je geen aarding hebt?
Na een gedetailleerd overzicht van het nut van aarding, is het eenvoudig voor te stellen dat de gevolgen van het ontbreken van aarding zeer gevaarlijk kunnen zijn.
Gevaar van elektrocutie
Zonder aarding kan het menselijk lichaam het pad worden van lekstroom wanneer het apparatuur aanraakt met een isolatiefout, waardoor het een potentieel dodelijke schok krijgt.
Geen afschakelbeveiliging
Als er geen of een zeer hoge aardingsweerstand is, kan de lekstroom zo klein zijn dat de aardlekschakelaar deze niet detecteert en daarom het circuit niet op tijd uitschakelt.
Schade aan apparatuur door overspanning
Een slecht aardingssysteem kan overspanningen (bijvoorbeeld door een blikseminslag in de buurt) niet effectief afvoeren, waardoor gevoelige elektronica beschadigd kan raken en elektrische ruis kan ontstaan die andere systemen kan beïnvloeden.
Risico op brand
Niet gekanaliseerde lekstromen kunnen oververhitting en vonken veroorzaken, die brand kunnen veroorzaken als de fout blijft bestaan omdat de beveiligingen niet ingrijpen.
Gebrek aan equipotentialiteit
Als de aarding verslechtert, gaat de equipotentiaalverbinding verloren. Verschillende metalen onderdelen kunnen op verschillende potentiëlen staan, waardoor gevaarlijke aanraakspanningen kunnen ontstaan, zelfs zonder een duidelijke fout.
Verplichte aarding in Europa
De verplichting van aarding is opgenomen in de technische regelgeving van elk land, bijna altijd afgestemd op de internationale norm IEC 60364.
Nederland
NEN 1010, gebaseerd op IEC 60364, regelt elektrische installaties en vereist primaire potentiaalvereffening (hoofdaarding) in elk gebouw. Sinds 1975 is het verplicht om alle nieuwe stopcontacten te voorzien van een aardgeleider.
Spanje
De Elektrotechnische Laagspanningsverordening (REBT), in haar ITC-BT-18, vereist de installatie van aarding in elk nieuw gebouw of grote renovatie. Het doel hiervan is het beperken van gevaarlijke spanningen in metalen massa’s en het garanderen van de prestaties van de differentiële beveiligingen in geval van storing.
Portugal
De RTIEBT-regelgeving, gebaseerd op de geharmoniseerde HD 384 / IEC 60364, legt de verplichting van aarding in alle elektrische installaties vast. Het legt ook het gebruik van aardlekschakelaars op, volgens criteria die vrijwel identiek zijn aan die in Spanje.
Frankrijk
De norm NF C 15-100 vereist de mise à la terre in alle metalen delen van de installatie. Sinds 1969 is dit verplicht in nieuwe woningen, met een limiet van 100 Ω aardingsweerstand. Bovendien moeten installaties worden gecontroleerd door bevoegde instanties zoals CONSUEL.
Italië
IEC 64-8 norm en ministerieel besluit 37/2008 maken messa a terra verplicht in alle gebouwen. D.P.R. 462/2001 schrijft periodieke inspecties om de 5 jaar voor op werkplekken om de efficiëntie van elektrische installaties te controleren.
Duitsland
DIN VDE 0100 normen regelen aarding. Sinds 2007 is het verplicht om in elk nieuw gebouw een funderingselektrode (Fundamenterder) te installeren volgens DIN 18015-1 en DIN 18014. In de meeste delen van het land wordt het TN-systeem het meest gebruikt.
Verenigd Koninkrijk
BS 7671 en BS 7430 vereisen aarding in alle installaties, met verschillende schema’s (TN-S, TN-C-S, TT, IT). Alle metalen onderdelen moeten worden aangesloten en lage weerstandswaarden moeten worden gehandhaafd, met RCD’s als beveiliging tegen storingen.
Polen
De PN-IEC 60364-serie stelt uziemienie verplicht in alle installaties. De wet Prawo Budowlane vereist elke 5 jaar inspecties om de elektrische toestand te controleren, inclusief de aardweerstand, met bijzonder strenge waarden voor bliksemafleidersystemen.
Tsjechië
De norm ČSN 33 2000, gelijkwaardig aan IEC 60364, regelt aarding (uzemnění). In nieuwe gebouwen is het verplicht om een funderingselektrode of gelijkwaardig systeem te installeren en om initiële controles uit te voeren. De wet vereist ook periodieke inspecties om de 5 jaar in woningen en vaker in gevaarlijke omgevingen.
Aarding, veel meer dan alleen een kabel
Aarding is een eenvoudig maar essentieel element dat ervoor zorgt dat ongewenste elektriciteit altijd een veilige weg heeft. Het beschermt mensen tegen dodelijke schokken en apparatuur tegen schade. Zoals de Europese regelgeving bevestigt, is het verplichte karakter ervan een universele norm om levens en eigendommen te beschermen. Hoewel de technische details variëren, is de boodschap duidelijk: doe het nooit zonder een goede aardverbinding. Het is letterlijk de kabel die ons veilig houdt.