Aarding hoogspanning

Definitie (AREI Boek 2 art. 2.5)

Aardingsinstallatie: geheel bestaande uit één of meerdere onderling verbonden aardelektroden, de bijbehorende aardgeleiders en de beschermingsgeleiders.

Aarde: term die zowel de aarde als plaats aanduidt als het geleidende materiaal, bijvoorbeeld het type bodem, humus, teelaarde, zand, grind of rots.

Aardelektrode: geleidend onderdeel ingegraven in de bodem dat een elektrische verbinding met de aarde verzekert. Het nuttige deel van de aardelektrode is het deel onder de vorstgrens (60 cm onder het bodemoppervlak).

Aardingsstel: één of meerdere aardelektroden die permanent met elkaar verbonden zijn.

Elektrisch onderscheiden aardingsstellen: aardingsstellen die voldoende ver van elkaar verwijderd zijn opdat de maximale stroom die via één ervan kan vloeien, het potentiaal van de andere niet noemenswaardig wijzigt.

Aarding: verbinding van een actief deel, een massa of een vreemd geleidend element met één of meerdere aardingsstellen.

Lokale aardingsinstallatie: geheel met beperkte uitgestrektheid, bestaande uit één of meerdere onderling verbonden aardelektroden, de bijbehorende aardgeleiders en beschermingsgeleiders.

Globale aarding: aarding bekomen door middel van een geheel van lokale aardingsinstallaties die onderling galvanisch verbonden zijn, eventueel inclusief de kabels met aardingseffect.

Beschermingsgeleider: een geleider die wordt gebruikt in bepaalde beschermingsmaatregelen tegen indirecte aanraking en die massa's verbindt met:

− andere massa's;

− vreemde geleidende elementen;

− een aardingsstel;

− een geleider verbonden met de aarde;

− een actief deel verbonden met de aarde.

Hoofdbeschermingsgeleider: de geleider waarop enerzijds de aardgeleider(s) en anderzijds de beschermingsgeleiders van de massa's en, indien nodig, die van de vreemde geleidende elementen en eventueel de neutrale geleider zijn aangesloten.

Aardgeleider: beschermingsgeleider die de hoofdaardklem verbindt met het aardingsstel; de eventuele aardingsscheider wordt beschouwd als deel uitmakend van deze aardgeleider.

Aardgeleider van het sterpunt en/of de neutrale geleider: geleider die het sterpunt en/of een punt van de neutrale geleider verbindt met een aardingsstel.

Hoofdaardklem: aansluitklem voor de aardgeleider(s), de hoofdbeschermingsgeleider(s) en de hoofdequipotentiaalgeleider(s).

Aardklem of beschermingsklem: aansluitklem voor de beschermingsgeleider van een elektrisch toestel.

Equipotentiaalzone: ruimte waarin, bij een fout in een elektrische installatie, geen gevaarlijk potentiaalverschil kan optreden.

Equipotentiaalverbinding: elektrische verbinding speciaal bedoeld om massa's en/of vreemde geleidende elementen op hetzelfde of nagenoeg hetzelfde potentiaal te brengen.

Equipotentiaalgeleider: geleider die dient om de equipotentiaalverbinding te realiseren.

Kabel met aardingseffect: blanke geleider of metalen deel van de kabelmantel dat door zijn contact met de aarde fungeert als een aardingsstel.

Type aarding (AREI Boek 2 art. 5.4.2.2)

Aardingslus: een aardingslus van minstens 8 m lang, in contact met de aarde en aangelegd op de bodem van een uitgraving. Indien de hoogspanningsinstallatie zich in een gebouw bevindt, wordt de aardingslus bij voorkeur onder de buitenmuren van het gebouw geplaatst. De twee uiteinden van de lus zijn verbonden met een aardingsscheider geplaatst op een veilig toegankelijke plaats.

Aardpennen: minstens vier aardpennen met een nuttige lengte van minimaal 1,5 m, verticaal of schuin (max. 45° t.o.v. de verticale) ingeslagen naar buiten toe en regelmatig verdeeld rondom de constructie. Deze pennen worden onderling verbonden door een aardingslus waarvan de twee uiteinden verbonden zijn met een aardingsscheider geplaatst op een veilig toegankelijke plaats.

Diepe aardelektrode: diepe elektrode met een ingedreven lengte van minstens 6 m.

Aardelektrode: elektrode van minstens 8 m.

Vermaast netwerk: netwerk met een oppervlakte groter dan 200 m², met minstens 9 mazen van max. 10 m zijde, onder de zone bezet door de hoogspanningsinstallatie.

Gewapende betonpalen in direct contact met de aarde:

- Minstens 4 palen;

- Nuttige lengte van minstens 10 m;

- Afstand tussen elk van de 4 palen minstens 6 m;

- Diameter van de palen minstens 35 cm;

- De wapeningen van de verschillende palen zijn elektrisch onderling verbonden;

- Aardingsscheider is niet vereist; de meting van de initiële waarde van de aardingsweerstand moet mogelijk gemaakt worden vóór het storten van de betonplaat.

Beschermingsgeleiders (AREI Boek 2 art. 5.4.3)

Minimale doorsnede van de geleiders:

- 16 mm² koper, zichtbaar of in beton ingegoten;

- 35 mm² niet beschermd tegen corrosie in koper, ingegraven of ingebed;

- 50 mm² voor geleiders in aluminium of staal.

Equipotentiaal

Maatregelen moeten worden genomen om te vermijden dat, ten gevolge van een isolatiefout in een hoogspanningsinstallatie, de verspreiding van het potentiaal via actieve geleiders, via de aardingsinstallatie of via vreemde geleidende delen, gevaarlijke aanrakingsspanningen kan veroorzaken.

Aard van de geleiders

Als beschermingsgeleider mogen worden gebruikt:

− onafhankelijke geleiders;

− geleiders die dezelfde elektrische leidingen volgen als de actieve geleiders van een installatie, voor zover ze op dezelfde wijze geïsoleerd zijn als de voornoemde actieve geleiders;

− metalen mantels, vlechtwerk of schermen, al dan niet geïsoleerd, van elektrische leidingen, waarvan de geschiktheid hiervoor erkend is door de regels van de kunst;

− metalen draagstructuren waarop hoogspanningsapparatuur is bevestigd, op voorwaarde dat bijzondere voorzorgen worden genomen om:

1. de elektrische continuïteit met een passend contactoppervlak te verzekeren;

2. dat deze continuïteit niet kan worden aangetast door mechanische, chemische of elektrochemische beschadigingen, noch door verhitting bij het doorvloeien van de maximale veronderstelde foutstroom tot het uitschakelen door de beveiligingsinstallaties.

Minimale doorsnede van de geleiders

De beschermingsgeleider heeft een doorsnede zodanig dat hij zonder schade door verhitting de maximale veronderstelde foutstroom kan dragen tot het uitschakelen door de beveiligingen; voor onafhankelijke geleiders is deze minstens:

− 16 mm² voor zichtbare of in beton ingegoten geleiders in koper;

− 35 mm² voor niet tegen corrosie beschermde koperen geleiders, ingegraven of ingebed;

− 50 mm² voor geleiders in aluminium of staal.

De aarding van bepaalde metalen onderdelen zoals leuningen mag echter worden gerealiseerd met een koperen beschermingsgeleider met een minimale doorsnede van 4 mm².

De doorsnede voor de aarding van een punt van de secundaire wikkeling van hoogspanningsmeettransformatoren bedraagt minstens 2,5 mm² voor koperen geleiders. Indien de aarding wordt uitgevoerd door een beschermingsgeleider zonder mechanische bescherming, wordt de doorsnede van de beschermingsgeleider verhoogd tot 4 mm² in koper.

Te meten waarden bij de elektrische keuring

De waarde van de verspreidingsweerstand (Re, ZE, ZEB) en de continuïteit van de equipotentiaalverbindingen.

Meting Re

De meting Re is een meting met geopende scheider en met twee referenties (aardpennen).

Bedradingsschema Metrel

Meting ZE

De meting ZE is een meting met gesloten scheider en met twee referenties (aardpennen).

Meting Zeb

De meting Zeb is een meting met geopende scheider waarbij de equipotentiaalverbindingen als referentie dienen.

Meting Zeb met tang

De meting Zeb met tang is een meting met gesloten scheider, waarbij de tangen rond de beschermingsgeleider geplaatst zijn.

Aansluitschema Metrel

Globale aarding (AREI Boek 2 art. 5.4.2.3)

In het geval van een globale aarding kan in een « recente » cabine slechts één scheider in de hoogspanningscabine aanwezig zijn. De HS-, LS- en sterpuntaarding zijn dan samen aangesloten. Ze moeten duidelijk en duurzaam geïdentificeerd worden. Het aardingsschema moet zijn aangebracht en in overeenstemming zijn met de werkelijkheid.

In het geval van een aarding die niet voldoet aan de criteria van globale aarding, zullen drie scheiders aanwezig zijn. Maatregelen moeten genomen worden om te vermijden dat de « hoogspannings »-aardingsscheider gelijktijdig kan worden aangeraakt met de andere (sterpunt & laagspanning).

De globale aarding laat toe de potentiaalverhogingen van de lokale aardingen te beperken door een betere verspreiding van de aardfoutstroom. De globale aarding wordt verkregen door:

− hetzij een voldoende lengte aan kabels met aardingseffect; de som van de lengtes van deze kabels bedraagt minstens 1 km, gemeenschappelijke trajecten worden slechts één keer gerekend.

− hetzij een voldoende aantal hoogspanningsaardingsinstallaties die onderling verbonden zijn door beschermingsgeleiders; minstens 20 lokale hoogspanningsaardingsinstallaties zijn onderling verbonden;

− hetzij een combinatie van beide bovenstaande mogelijkheden. De gemiddelde lengte (L) van de beschermingsgeleiders die dienen voor de onderlinge verbinding van de lokale aardingsinstallaties en/of de kabelsegmenten met aardingseffect moet voldoen aan de volgende formule:

S_m = gemiddelde van de doorsneden, gewogen volgens de lengte van de beschermingsgeleiders van de verbindingskabels en uitgedrukt in mm² equivalent koper.

Attest

Het attest moet aanwezig zijn in de hoogspanningscabine. Het attest wordt geleverd door de netbeheerder. Naargelang de DNB kunnen op het attest andere gegevens staan, zoals de kortsluitstroom alsook de uitschakeltijd bij een fase/aarde-kortsluiting.

Controles van de verspreidingsweerstand (AREI Boek 2 art. 2.5)

Conformiteitskeuring vóór indienststelling

Periodieke keuring van elektrische installaties vanaf 18/05/2004

Er bestaat geen verbinding met andere aardingsinstallaties (LS-aarding – sterpuntaarding):

Ω ≥ Z_E < maximaal toegelaten waarde van R_E (10 of 15 Ω)

Er bestaat een verbinding met andere aardingsinstallaties (verbinding van de scheiders tussen HS-, LS- en N-aarding):

1 Ω > Z_E < maximaal toegelaten waarde van R_E (10 of 15 Ω) EN Z_E < 1 Ω

Z_EB > Z_E

EN

Z_EB < initiële waarde van R_E + 1 Ω OF Z_EB < initiële waarde R_E + 50 %

Periodieke keuring van elektrische installaties van vóór 18/05/2004

De installatie is gebouwd vóór 18/05/2004 en na 1/10/1981 zonder BA4/BA5-personeel (laagspanningsveiligheidskromme volgens 4.2 is van toepassing);

De installatie is gebouwd vóór 18/05/2004 en na 1/01/1983 met BA4/BA5-personeel (hoogspanningsveiligheidskromme 4.2.4 is van toepassing — verhoogde aanrakingsspanning toegelaten).

Globale aarding: 0,1 Ω ≤ Z_EB < 15 Ω + 50 % (*)

Geen globale aarding: 0,1 Ω ≤ Z_EB of R_E < 10 Ω + 50 % (*)

* = indien ρ_E > 150 Ω/m

Stapspanning

Wanneer een fout naar de aarde wegvloeit, verspreidt de elektriciteit zich in de bodem. Deze spanning zwakt af naarmate men zich verder van de bron van de fout verwijdert. Bij het stappen kan elke voet zich op een verschillende spanning bevinden. Dit potentiaalverschil kan gevaarlijk zijn.

Bij een foutstroom I_h stijgt het geheel van HS-massa's, sterpunt en LS-massa's tot hetzelfde potentiaal. Geen enkele beschermingsmaatregel is nodig binnen het equipotentiaalgeheel (op voorwaarde dat ook de bodem in equipotentialiteit verkeert).

Een potentiaalverschil kan echter optreden aan de grenzen van het equipotentiaalgeheel. De potentiaalgradiënt zal moeten worden beheerst en de LS-veiligheidskromme zal moeten worden gerespecteerd buiten deze zone en in gewone plaatsen en plaatsen van de elektrische dienst.

Te noteren dat in de exclusieve plaatsen van de elektrische dienst de HS-veiligheidskromme overwogen kan worden.

De beheersing van de potentiaalgradiënt buiten de equipotentiaalzone kan gebeuren:

- door het ingraven van één of meerdere aardingslussen rond de zone. Deze aardingslussen kunnen worden aangevuld met aardpennen schuin in de bodem ingedreven;

- door het realiseren van een equipotentialiteit door middel van een horizontaal aardingsstel op een afstand van ongeveer 1 m voorbij de buitenmuur, ingegraven op een diepte van maximaal 0,5 m;

- door passieve maatregelen zoals de bedekking van de bodem met een niet-geleidend materiaal (laag gemalen steen met minimumdikte 100 mm; een asfaltlaag, een grindlaag) of het plaatsen van geïsoleerde omheiningen. Er moet over gewaakt worden dat vochtigheid en vegetatie de isolatie t.o.v. de aarde niet aantasten.

Indien er meerdere ingangen tot het gebouw zijn, dient men zich af te vragen of het al dan niet nuttig is om een sas aan elke ingang te realiseren.

Bij een fout in laagspanning stijgen alle massa's van het cabinepost, het sterpunt en de massa's van de LS-installatie tot hetzelfde potentiaal. De foutstroom is groot en moet zodanig zijn dat de beveiligingen zeer snel uitschakelen, om de LS-veiligheidskromme te respecteren en opdat geen enkel gevaar wordt vastgesteld aan de grenzen van de equipotentiaalzone.