Aardingselektroden en aardingssystemen: Hoe ze te testen en waarom het belangrijk is

Aardelektroden en aardingssystemen zijn essentiële onderdelen van elektrische installaties die veiligheid en bescherming bieden voor mensen en apparatuur. Aardelektroden zijn geleidende staven of platen die in de aarde worden begraven en met het elektrische systeem worden verbonden. Ze bieden een weg met lage weerstand voor foutstromen om naar de aarde te stromen en voorkomen dat er gevaarlijke spanningen op het systeem worden opgebouwd. Aardingssystemen zijn geleidende draden of staven die de aardelektroden verbinden met de apparatuur en behuizingen die geaard moeten worden. Ze zorgen ervoor dat alle geaarde onderdelen hetzelfde potentiaal hebben en verminderen het risico op elektrische schok en brand. Hoewel de systemen heel eenvoudig zijn, kan het enige tijd duren voordat u de terminologie onder de knie hebt. Voor een beter begrip kunt u hoofdstuk 250 van de National Electrical Code (NEC) raadplegen.

De afstandsaardeweerstand van een aardingselektrode testen

Een van de belangrijkste parameters van een aardelektrode is de aardweerstand op afstand, dat is de weerstand tussen de elektrode en een punt in de aarde dat er ver vandaan ligt. Hoe lager de aardweerstand op afstand, hoe beter de aardelektrode foutstromen kan afvoeren en overspanningen kan voorkomen. De afstandsweerstand van de aarde is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de weerstand van de grond, de diepte en lengte van de elektrode, de vochtigheid en temperatuur van de grond, en de aanwezigheid van andere nabijgelegen elektroden of geleiders.

Om de aardingsweerstand op afstand van een aardelektrode te meten, is een veelgebruikte methode is de potentiaalval methode, die gebruik maakt van een testinstrument, een stroomsonde en twee hulpelektroden. Het testinstrument injecteert een bekende stroom in de aardelektrode en de stroomsonde en meet de spanningsval over de aardelektrode en een van de hulpelektroden. De externe aardweerstand wordt berekend door de spanningsval te delen door de geïnjecteerde stroom. De andere hulpelektrode wordt gebruikt om te controleren of de gemeten spanningsval onafhankelijk van de positie is, wat aangeeft dat de afstandsweerstand tegen aarde nauwkeurig is.

AC impedantie van een aardingsysteem testen

Een andere belangrijke parameter van een aardingsysteem is de AC-impedantie, wat de weerstand is tegen de stroom van wisselstroom in het systeem. Hoe lager de AC impedantie, hoe beter het aardingsysteem de potentiëlen van de geaarde onderdelen kan egaliseren en de ruis en interferentie in het systeem kan verminderen. De AC impedantie hangt af van verschillende factoren, zoals de weerstand, inductantie en capaciteit van de aardingsgeleiders, de frequentie van de stroom en de configuratie en lay-out van het systeem.

Om de AC impedantie van een aardleidingsysteem te meten, is een veelgebruikte methode de clamp-on methode, waarbij een testinstrument met een gesplitste kernstroomtransformator wordt gebruikt. Het testinstrument klemt rond een aardgeleider en injecteert er een bekende stroom in. Het testinstrument meet ook de spanningsval over de geleider en berekent de AC impedantie door de spanningsval te delen door de geïnjecteerde stroom. De clamp-on methode is eenvoudig en snel, maar is mogelijk niet nauwkeurig als er parallelle paden of zwerfstromen in het systeem aanwezig zijn.

De twee testen en hun belang vergelijken

De twee hierboven beschreven testen hebben verschillende doelen, methoden en resultaten. De test voor de afstandsaardweerstand van een aardelektrode is bedoeld om de prestaties van de elektrode bij het afvoeren van foutstromen en het voorkomen van overspanningen te evalueren. De test voor de AC-impedantie van een aardingsysteem is bedoeld om de prestaties van het systeem bij het gelijkmaken van de potentialen van de geaarde onderdelen en het verminderen van ruis en interferentie te evalueren. De test voor de aardweerstand op afstand maakt gebruik van een potentiaalvalmethode met twee hulpelektroden, terwijl de test voor de wisselstroomimpedantie gebruik maakt van een clamp-on methode met een stroomtransformator met gesplitste kern. De test voor de externe aardweerstand geeft een waarde in ohm, terwijl de test voor de AC-impedantie een waarde in ohm of milliohm geeft, afhankelijk van de frequentie van de stroom.

Beide tests zijn belangrijk om de veiligheid en betrouwbaarheid van elektrische installaties. Een aardelektrode met een hoge externe aardweerstand kan foutstromen mogelijk niet effectief afleiden en kan overspanningen veroorzaken die de apparatuur kunnen beschadigen en mensen in gevaar kunnen brengen. Een aardingsysteem met een hoge AC-impedantie kan mogelijk niet hetzelfde potentiaal handhaven tussen de geaarde onderdelen en kan gevaar voor elektrische schokken en signaalvervorming veroorzaken. Daarom moeten beide tests regelmatig en volgens de normen en codes van de industrie.

Waarom u beide tests moet uitvoeren

Het uitvoeren van beide tests op een aardingssysteem is essentieel voor de veiligheid, omdat ze elkaar aanvullen en een uitgebreide beoordeling van de functionaliteit van het aardingssysteem opleveren. Een aardelektrode met een lage externe aardweerstand kan ervoor zorgen dat foutstromen effectief worden afgevoerd en overspanningen worden voorkomen, maar is mogelijk niet voldoende om de apparatuur en het personeel tegen elektrische schokken en signaalvervorming te beschermen als het aardingsysteem een hoge AC-impedantie heeft. Omgekeerd kan een aardingsysteem met een lage AC-impedantie ervoor zorgen dat de potentiëlen van de geaarde onderdelen gelijk worden gemaakt en dat ruis en interferentie worden beperkt, maar het kan onvoldoende zijn om de apparatuur en het personeel te beschermen tegen overspanningen en brandgevaar als de aardelektrode een hoge externe aardingsweerstand heeft. Daarom moeten zowel tests nodig zijn om te controleren of het grondsysteem voldoet aan de veiligheids- en prestatievereisten van de industrie.

Dreiym Engineering kan helpen door de expertise te leveren die nodig is voor deze tests. Ons team van ingenieurs heeft uitgebreide ervaring en kennis in het uitvoeren van zowel de aardweerstandstest op afstand als de AC impedantietest met behulp van de nieuwste apparatuur en technieken. Wij kunnen deze tests uitvoeren volgens de normen en codes van de industrie en u voorzien van nauwkeurige en betrouwbare resultaten. Wij kunnen u ook helpen bij het interpreteren van de resultaten en de beste oplossingen aanbevelen om uw grondsysteemprestaties en veiligheid. Neem contact met ons op vandaag nog om een afspraak te maken of een offerte aan te vragen.