Aardingsplaten - hoe ze werken

Aardingsplaten zijn een cruciaal onderdeel van een aardingssysteem. Ze worden veel gebruikt in woongebouwen, industriële installaties en stroomdistributiesystemen om de elektrische veiligheid te garanderen en schade aan elektrische apparatuur te voorkomen. In dit artikel worden overwegingen met betrekking tot de grootte van aardingsplaten, installatie en onderhoud besproken. Lees ons overzichtsartikel over aarding voor meer informatie over hoe elektrische aarding werkt.

Inhoudsopgave

• Wat is een aardingsplaat?
• Keuze van aardingsstaaf of -plaat als elektrode
• Materialen
• Maat
• Installatie grondplaat
• Multi olie
• Internationale normen voor aardingsplaten
• Kwaliteitsoverwegingen
• FAQs

Wat is een aardingsplaat?

Aarding

Aarding creëert een pad met lage weerstand voor foutstromen om naar de grond te stromen. Dit pad bestaat uit verschillende onderdelen:

1. Aardelektrode: Een metalen staaf of plaat die in de grond wordt begraven en een verbinding met de aarde vormt.
2. Aardingsgeleider: Een geleider, zoals een aardingsdraad, verbindt de aardelektrode met de elektrische apparatuur.
3. Aardingsrail: Een metalen staaf in een elektrisch paneel die dient als centraal punt voor het verbinden van aardingsgeleiders.

Aardplaatelektrode

Wanneer er een storing optreedt in een elektrisch systeem, kan er een hoge stroom door de apparatuur lopen, wat schade kan veroorzaken en een risico op elektrische schokken met zich meebrengt. De aardingsplaat zorgt voor een veilige en directe afvoer van deze foutstroom naar de aarde, waardoor het risico op schade tot een minimum wordt beperkt. Het werkt door gebruik te maken van de geleidende aard van de aarde. Wanneer een metalen plaat in de grond wordt begraven, verbindt deze zich met de omringende grond en rotsen. Hoewel deze materialen in hun pure vorm niet-geleidend zijn, bevatten ze vocht en opgeloste zouten die geleidbaarheid verlenen.

Om een aardingsplaat te gebruiken, bevestigt men meestal een geleider - meestal een draad van koper of aluminium - aan de plaat, die vervolgens wordt geïntegreerd in het aardingssysteem van een elektrische installatie. Als er een elektrische storing optreedt, gaat de stroom door de geleider naar de aardingsplaat, waar hij veilig in de grond wordt geleid.

Keuze van aardingsstaaf of -plaat als elektrode

De keuze tussen een aardingsstaaf en een aardingsplaat voor een toepassing hangt af van verschillende factoren.

• Bodemgesteldheid: Over het algemeen is een grondpen een lange, slanke staaf die verticaal in de aarde wordt gedreven en effectief is in diepe, vochtige bodems waar de weerstand lager is. Het kan lagere lagen bereiken die mogelijk een beter geleidingsvermogen hebben. Een grondplaat is een plat stuk metaal dat horizontaal in de grond wordt begraven en wordt vaak gebruikt in gebieden met een hoge bodemweerstand, zoals rotsachtig terrein of zandgrond, waar het onpraktisch is om een staaf diep genoeg te steken om grond met een lage weerstand te bereiken. Lees ons artikel over grondplaten vs. grondstaven voor verschillende bodemtypes om meer te weten te komen over hoe verschillende bodemtypes de keuze van aardelektroden beïnvloeden.
• Beschikbare ruimte: Aardingsstaven hebben minder ruimte nodig dan aardplaten, waardoor ze een goede keuze zijn voor toepassingen waar de ruimte beperkt is. Grondplaten kunnen echter effectiever zijn in gebieden met beperkte bodemdiepte of ondergrondse obstructies.
• Installatiegemak: Aardstaven kunnen arbeidsintensiever zijn, vooral in harde of rotsachtige grond. Er kan speciale apparatuur nodig zijn, zoals een boorhamer of een grondroerder. Installatie van grondplaten is over het algemeen eenvoudiger en minder afhankelijk van gespecialiseerde apparatuur. Voor horizontale plaatsing is echter een grotere sleuf nodig.

Lees ons overzichtsartikel over aardingsstaven voor meer informatie over het ontwerp en de installatie van aardingsstaven.

Materialen

Aardingsplaten zijn meestal gemaakt van metalen zoals koper, aluminium of staal, geselecteerd op geleidende eigenschappen, robuustheid en corrosiebestendigheid. Vaak zijn aardingsplaten gemaakt van staal bekleed met elektrolytisch koper. De materiaalkeuze voor een aardingsplaat wordt onder andere beïnvloed door het beoogde gebruik, de bodem en de omgevingsomstandigheden waar de plaat wordt geïnstalleerd.

Maat

Het kiezen van de juiste grootte van een aardingsplaat is cruciaal voor een effectieve elektrische aarding en veiligheid. Verschillende factoren beïnvloeden het selectieproces, waaronder:

1. Bodemweerstand: De weerstand van de bodem, gemeten in ohm per meter (Ω-m), geeft het vermogen van de bodem aan om elektriciteit te geleiden. Hogere weerstandswaarden impliceren een slechtere geleiding, waardoor een grotere aardingsplaat nodig is.
2. Aardingsstroom: De aardingsstroom, gemeten in ampère (A), vertegenwoordigt de maximale verwachte stroom door het aardingssysteem tijdens een foutconditie. Een grotere aardingsstroom vereist een grotere aardingsplaat om de stroom effectief af te voeren.
3. Toepassing: De toepassing van de aardingsplaat heeft een grote invloed op de grootte. Grotere aardingsplaten worden bijvoorbeeld meestal gebruikt voor commerciële en industriële toepassingen met hogere foutstromen dan huishoudelijke toepassingen.
4. Aantal aardelektroden: Als er meerdere aardelektroden, zoals aardingsstaven, worden gebruikt met een aardingsplaat, kan de plaat kleiner worden gemaakt. Het gecombineerde oppervlak van alle aardelektroden bepaalt de effectiviteit van het totale aardingssysteem.
5. Plaatselijke elektrische voorschriften: Deze codes specificeren vaak minimale aardingsplaatafmetingen op basis van regionale factoren en veiligheidsnormen. Het is essentieel om deze richtlijnen te volgen om naleving en veiligheid te garanderen.

Installatie grondplaat

De installatieprocedure voor een aardingsplaat varieert afhankelijk van het type plaat, de bodem en de omgevingsomstandigheden. De volgende stappen zijn echter een algemene richtlijn voor het installeren van een aardingsplaat:

• Bepaal een installatielocatie voor de aardingsplaat, idealiter een vlakke en vrije ruimte zonder obstructies, met voldoende toegang voor installatiegereedschap en -apparatuur.
• Verwijder alle vegetatie of afval uit het geselecteerde gebied. Dit zorgt voor een optimaal bodemcontact voor de aardingsplaat en vereenvoudigt het graaf- en installatieproces.
• Graaf een gat uit met een schop of een ander graafwerktuig. Het gat moet diep genoeg zijn om de aardingsplaat volledig te bedekken en iets breder zijn dan de plaat.
• Plaats de aardingsplaat in het gat en zorg ervoor dat deze vlak en uitgelijnd is. Als algemene regel geldt dat aardingsplaten ten minste 76 cm diep en onder de vorstgrens (de diepte waarop de grond bevriest in de winter) begraven moeten worden. De aardingsplaat moet dieper worden begraven dan in kleigronden in zand- of kiezelachtige bodems. Dit komt omdat zand- en grindgronden minder goed geleiden dan kleigronden.
• Verdicht de grond rondom de aardingsplaat met een stamper of vergelijkbaar gereedschap om stevig contact tussen de plaat en de grond te garanderen.
• Sluit een geleider, zoals koper of met koper bekleed staaldraad, aan op de aardingsplaat om deze te verbinden met het aardingssysteem van het elektrische circuit.
• Voer een test uit op de geïnstalleerde aardingsplaat om de correcte plaatsing en werking te bevestigen, met behulp van een aardingsmeter of andere geschikte testapparatuur.

Multi olie

Standaard moeten aardingsplaten jaarlijks worden geïnspecteerd op tekenen van slijtage of schade. Deze inspecties zijn gericht op het opsporen van corrosie, scheuren of andere onvolkomenheden die de werking van de aardingsplaat belemmeren. Als er aardplaten beschadigd of defect zijn, moeten deze onmiddellijk worden gerepareerd of vervangen.

Naast routinecontroles is het belangrijk om aardingsplaten te onderzoeken na belangrijke weersomstandigheden of andere incidenten die van invloed kunnen zijn op het aardingssysteem. Dit omvat het beoordelen van de plaat op directe schade en het controleren van de toestand van de geleider en andere elementen van het aardingssysteem. Beschadigde onderdelen moeten indien nodig worden gerepareerd of vervangen.

Internationale normen voor aardingsplaten

• De IEC 60364-serie beschrijft normen voor elektrische installaties, waaronder aardingssystemen en specificaties voor aardingsplaten.
• IEC 62561-1, dat deel uitmaakt van de IEC 62561-serie gericht op aarding en bliksembeveiliging, definieert de ontwerp-, installatie-, test- en onderhoudsnormen voor aardingssystemen, inclusief aardingsplaten. De norm behandelt verschillende aspecten zoals aardingsprincipes, verschillende typen aardingssystemen en specificaties voor aardingscomponenten zoals aardingsplaten.
• Hoewel UL geen specifieke norm biedt voor aardingsplaten, biedt het wel normen die relevant zijn voor aardingssystemen en componenten binnen elektrische installaties. Normen zoals UL 467 beschrijven de vereisten voor aardingsstaven en UL 467A specificeert criteria voor aardingsplaten en andere aardingsverbindingen.
• In de Verenigde Staten is NFPA 70 de geldende norm voor de veilige installatie en het onderhoud van elektrische systemen. Binnen deze norm heeft artikel 250 betrekking op de vereisten voor aarding en verbinding, inclusief die voor aardplaten. Dit artikel omvat verschillende onderwerpen zoals aardingsprincipes, systeemtypen en specificaties van componenten, inclusief die voor aardingsplaten.

Kwaliteitsoverwegingen

Bij het kiezen van aardingsplaten is het belangrijk om verschillende kwaliteitsattributen te evalueren. De belangrijkste kwaliteitskenmerken om te overwegen bij de aankoop van aardingsplaten zijn:

• Materiaal Kies aardingsplaten van materialen die bestand zijn tegen corrosie en een goede geleiding hebben om zowel de effectiviteit als de levensduur te garanderen. Typische materialen voor aardingsplaten zijn koper, aluminium en roestvrij staal.
• Grootte en vorm: De grootte en vorm van de aardingsplaat moeten passen bij de beoogde toepassing en de specifieke bodem- en omgevingsomstandigheden. De plaat moet voldoende groot zijn om een effectieve aardverbinding tot stand te brengen en toch hanteerbaar blijven voor installatie en onderhoud.
• Verbindingen: De aansluitingen op de aardingsplaat moeten stevig en betrouwbaar zijn om de geleider aan te sluiten en te integreren met de rest van het systeem. Deze verbindingen moeten bestand zijn tegen de krachten die worden uitgeoefend tijdens installatie en gebruik en tegen corrosie en aantasting.
• Testen en certificering: Zorg ervoor dat de aardingsplaten getest en gecertificeerd zijn om te voldoen aan de geldende normen en voorschriften, zodat hun veiligheid en doeltreffendheid bevestigd zijn. Dit kan certificering door de fabrikant zijn of testen door een derde partij en certificering door een onafhankelijke entiteit.

FAQs

Wat is een aardingsplaat?

Een aardingsplaat is een platte, geleidende metalen plaat die in de grond wordt begraven en verbonden is met een elektrisch systeem om een veilige weg te bieden voor foutstromen en deze af te voeren naar de aarde.

Hoe diep moet een aardingsplaat zijn?

Een aardingsplaat moet ten minste 30 inch worden ingegraven of onder de vorstgrens als deze lager is dan 30 inch.

Wat is een aardingsrail?

Een industriële aardingsrail consolideert aardingsverbindingen van verschillende elektrische apparatuur en biedt een gemeenschappelijk punt voor veilige stroomafvoer naar de aarde.