Technisch Werken

Wat is een aardlekschakelaar?

Een aardlekschakelaar is een schakelaar die automatisch in werking treed en een elektrische installatie spanningsloos maakt, wanneer er een lekstroom gemeten wordt van een bepaalde grootte. Normaal gesproken is er sprake van een stroomkring in een elektrische installatie. Er is een fasedraad en een nuldraad. De fasedraad voert de elektrische spanning aan richting bijvoorbeeld de verlichting en via de nul gaat de niet verbruikte elektrische stroom weer retour.

Wanneer deze stroomkring wordt onderbroken door bijvoorbeeld een slechte isolatie van de elektrische bedrading ontstaat er lekstroom. Als de lekstroom een bepaalde grootte heeft zal de aardlekschakelaar in werking treden en er voor zorgen dat er geen elektrische spanning meer staat op het elektriciteitsnet. Veel woningen en utiliteitscomplexen hebben een aardlekschakelaar in de meterkast of groepenkast. Sommige van deze gebouwen bevatten zelfs meerdere aardlekschakelaars.

Synoniemen voor aardlekschakelaar
De aardlekschakelaar wordt ook wel afgekort met ALS. Er zijn verschillende benamingen die worden gebruikt voor dit beveiligingssysteem. Zo gebruikt men ook wel de term verliesstroomschakelaar omdat de schakelaar in werking treed als een bepaalde hoeveelheid stroom verloren gaat in een elektriciteitsnet. Andere woorden voor de aardlekschakelaar zijn aardwachter of differentieelschakelaar.

Uitvinder van de aardlekschakelaar
In 1903 werd door het bedrijf Siemens-Schuckert een patent aangevraagd op een aardlekschakelaar. Dit Duitse elektrotechnische bedrijf gaf deze uitvinding de naam Summenstromschaltung zur Erdschlußerfassung. De uitvinding werd gepatenteerd onder DRP-Nr. 160.069. De heer K. Kuhlmann die werkzaam was bij die Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft (AEG) had een methode beschreven om aardlekstroom in het Berlijnse netwerk te meten. Voor de huidige techniek die gebruikt wordt voor de aardlekschakelaar werd in 1908 door de Amerikaan Lloyd Nicholsen een octrooi aangevraagd. Dit octrooi werd in 1910 toegekend.

Doel van de aardlekschakelaar
Een aardlekschakelaar is een belangrijk onderdeel van een veilige elektrische installatie. Daarom komen aardlekschakelaars veel in huisinstallaties voor. Het belangrijkste doel van een aardlekschakelaar is de veiligheid van het elektriciteitsnetwerk in een woning, utiliteitscomplex of ander gebouw te bevorderen. Een goed werkende aardlekschakelaar kan bij lekstroom grote problemen voorkomen door het elektriciteitsnet spanningsvrij te maken. Op die manier kan de aardlekschakelaar mensen bescherming bieden tegen elektrocutie. Daarnaast kan de aardlekschakelaar voor voorkomen dat er brand ontstaat bij optredende lekstromen naar aarde.

Zoals in de inleiding kort werd benoemd meet een enkelfasige aardlekschakelaar de elektrische stroom die een installatie via de fase opneemt en de hoeveelheid stroom die via de nul terugkomt. Als er sprake is van een verschilstroom zou deze stroom in theorie door de veiligheidsaarde terug moeten lopen. Dit is echter niet het geval bij onder andere de volgende situaties:

  • Niet-geaarde apparaten en toestellen.
  • Toestellen en apparaten die aangesloten zijn op een niet-geaarde wandcontactdoos.

In bovengenoemde gevallen zou bijvoorbeeld door een isolatiedefect of een beschadiging van de elektriciteitsdraad een levensgevaarlijke situatie ontstaan wanneer een mens of dier in contact komt met het gedeelte van de elektrische installatie die onder spanning staat maar onvoldoende is geïsoleerd. In dat geval gaat de stroomdoorgang door het lichaam van het mens of het dier. Een aardlekschakelaar zorgt er echter voor dat een lekstroom wordt gemeten en dat de elektrische installatie spanningsvrij wordt gemaakt zodat gevaarlijke situaties zoals elektrocutie en brand (door een slecht werkende elektrische isolatie) kunnen worden voorkomen.

Een aardlekschakelaar zal echter alleen in werking treden wanneer de stroom naar de aarde weglekt. Als een mens of dier niet geaard contact maakt met zowel de nul- als de fasedraad in een elektrische installatie zal de aardlekschakelaar niet in werking treden. Alleen wanneer de elektrische stroom naar aarde weglekt, zal de aardlekschakelaar de stroomkring onderbreken.

Werking van de aardlekschakelaar
Hiervoor is al aardig wat beschreven over de werking van de aardlekschakelaar. In deze alinea gaan we iets dieper in op de werking van deze schakelaar. Men heeft het hierbij over lekstroom. Dit kun je beschouwen als een soort lekkage in de stroomkring. Als er een bepaalde hoeveelheid stroom in een stroomkring wordt aangevoerd zal er ook een bepaalde hoeveelheid stroom weer terug komen. De hoeveelheid stroom die de elektrische installatie in gaat kan echter groter zijn dan de hoeveelheid stroom die een elektrische installatie weer uitgaat. In dat geval is er sprake van een lekstroom.

Deze lekstroom wordt ook wel een foutstroom of verliesstroom genoemd vandaar de benaming verliesstroomschakelaar. De foutstroom kan ontstaan wanneer de behuizing van bijvoorbeeld een elektrisch toestel onder spanning is komen te staan doordat de isolatie van de elektrische bedrading in het toestel is beschadigd of door een ander defect.

Als het toestel echter geaard is dan is er een aardedraad bevestigd aan de metalen behuizing van het toestel. In dat geval loopt de lekstroom via de aardedraad door de geaarde stekker via het geaarde stopcontact richting de aardlekschakelaar. De aardlekschakelaar zal bij een overschrijding van de aanspreekstroom in werking treden. In dat geval worden de aangesloten groepen spanningsloos gemaakt. Dit is echter het geval bij een compleet geaard systeem, dit bestaat uit:

  • Een geaarde machine of apparaat dat voorzien is van een aardestekker.
  • Een wandcontactdoos die geaard is met een aardedraad richting de aardlekschakelaar.

Indien bovenstaande onderdelen van de installatie niet aanwezig zijn en er sprake is van bijvoorbeeld een ongeaard toestel dat onder spanning staat zal elektrische stroom wanneer deze in contact komt met het lichaam wegvloeien naar de aarde. Wanneer dat gebeurd zal de aardlekschakelaar ook in werking treden en het elektriciteitsnet spanningsvrij maken voordat de situatie levensbedreigend wordt.

Aardlekschakelaar testen
Bovenstaande informatie is natuurlijk alleen van toepassing wanneer de aardlekschakelaar ook daadwerkelijk werkt. Het zou dramatisch zijn wanneer men de werking van een aardlekschakelaar alleen zou kunnen testen door een daadwerkelijk isolatiedefect in een elektriciteitsnet daarom heeft men een testknop ontwikkeld. Deze testknop is in de groepenkast aanwezig die en creëert kunstmatig een kleine lekstroom. Daardoor kan de aardlekschakelaar een verschil in de aangevoerde stroom en de retourstroom meten en het elektriciteitsnet spanningsvrij maken. Het is goed om de aardlekschakelaar periodiek te testen zeker wanneer men meerdere ongeaarde wandcontractdozen in huis heeft.

Meggeren solatieweerstand meten
Lekstroom ontstaat dikwijls doordat de weerstand van de isolatie in een elektrotechnisch systeem te laag is. Deze weerstand kan worden gemeten door een ervaren elektromonteur met een isolatieweerstandsmeter. Deze isolatieweerstandsmeters zijn door verschillende merken ontwikkeld en op de markt gebracht. Het bekendste merk op dit gebied is in Nederland het merk Megger. Dit bedrijf maakt echter meerdere meetinstrumenten voor de elektrotechniek. Ondanks dat wordt het meten van de isolatieweerstand in de elektrotechniek vaak in het vakjargon meggeren genoemd. Als uit dit meggeren blijkt dat de isolatieweerstand in een bepaald elektrotechnisch systeem voldoende is dan is de weerstand van de isolatie in ieder geval voldoende hoog voor de hoeveelheid elektrische stroom die in een systeem wordt getransporteerd. Tijdens het meggeren kan echter ook worden geconstateerd dat dit niet het geval is. Dan kan een elektromonteur tijdig de delen die onvoldoende geïsoleerd zijn vervangen. De aardlekschakelaar zal dan niet in werking treden.

Deel dit artikel!

Als senior intercedent bij een groot technisch uitzendbureau is Pieter Geertsma verantwoordelijk voor het bemiddelen van personeel in het marktsegment werktuigbouwkunde. Daarnaast is hij landelijk aanspreekpunt voor vragen over dit marktsegment en de ontwikkelingen die daarin plaatsvinden. Door intensieve samenwerking met interne en externe collega’s heeft hij een goed beeld van de totale technische markt. Hierdoor krijgt hij naast nieuws over techniek, innovaties en arbeidsmarkt ook actuele vacatures binnen.

Getagd met , , , , , , , , , , , , , , , ,
Geplaatst in Techniek
Like ons op Facebook!