Een correct ontwerp van aarding en afscherming is essentieel voor zowel de veiligheid van personeel als de betrouwbaarheid van uw installatie. In moderne omgevingen, vol met vermogenselektronica en gevoelige besturingssystemen, is een traditionele “50Hz-blik” op aarding niet meer voldoende. Fouten in aarding of onjuiste afscherming leiden direct tot EMI (Elektromagnetische Interferentie), onverklaarbare uitval van machines en zelfs fysieke schade aan lagers en componenten.
Op deze pagina leest u hoe u aarding en afscherming correct toepast, hoe u veelgemaakte fouten zoals aardlussen herkent en welke stappen u neemt om de elektromagnetische compatibiliteit (EMC) van uw installatie te borgen.
Heeft u weinig tijd? Dit zijn de kernpunten die u moet weten over aarding en afscherming:
Veiligheid én functionaliteit: Aarding dient twee doelen: bescherming tegen elektrische schokken (veiligheidsaarde) en het afvoeren van storingen (functionele aarde).
EMC-basis: Goede aarding en afscherming vormen samen met potentiaalvereffening de basis voor elektromagnetische compatibiliteit (EMC). Zonder dit fundament werken filters of andere oplossingen niet optimaal.
Hoogfrequent gedrag: Moderne storingen zijn vaak hoogfrequent. Een aardverbinding die goed meet met een multimeter (lage weerstand), kan voor hoge frequenties een open verbinding zijn.
De zwakste schakel: De meeste problemen ontstaan bij de afwerking. Een dure afgeschermde kabel die verkeerd is aangesloten (bijvoorbeeld via een ‘varkensstaart’), verliest zijn werking.
Deze informatie is specifiek opgesteld voor professionals die verantwoordelijk zijn voor kritische elektrische installaties:
Werkt u met frequentieregelaars, LED-verlichting, PLC-besturingen of gevoelige meetapparatuur? Dan is de kwaliteit van uw aarding en afscherming direct van invloed op uw bedrijfszekerheid.
Om problemen op te lossen, moeten we de begrippen zuiver houden. In de praktijk worden deze termen vaak door elkaar gebruikt, maar ze hebben verschillende functies.
Het maken van een verbinding met de aarde.
Veiligheidsaarde (PE): Bedoeld om bij een fout (kortsluiting) de stroom af te voeren zodat de beveiliging aanspreekt. Dit is laagfrequent (50Hz) en gericht op mensveiligheid.
Functionele aarde: Bedoeld om de installatie storingsvrij te laten werken. Dit fungeert als referentiepunt voor signaalspanningen en voert hoogfrequente stromen af.
Het aan elkaar verbinden van alle geleidende delen (kasten, leidingen, constructies) om spanningsverschillen te voorkomen.
Vergelijking: Zie dit als een boot. Als iedereen op hetzelfde niveau zit, valt niemand om, zelfs niet als de boot (het spanningsniveau) op en neer gaat op de golven.
Het inpakken van kabels of apparatuur in geleidend materiaal (zoals een koperen vlechtwerk of folie). Dit werkt twee kanten op: het voorkomt dat een kabel storing uitstraalt naar de omgeving én het voorkomt dat de kabel storing oppikt van buitenaf (Kooi van Faraday-principe).
Nuance – Laagfrequent vs. Hoogfrequent: Een geel-groene draad is prima voor veiligheidsaarde (50Hz). Maar voor hoogfrequente storingen (kHz/MHz bereik, afkomstig van schakelende elektronica) heeft een ronde draad een te hoge impedantie. Hoogfrequente stromen vloeien aan de buitenkant van de geleider (skin-effect). Daarom gebruiken we voor functionele aarde bij voorkeur platte litze-banden, die een groter oppervlak hebben.
Slechte aarding of afscherming is zelden direct zichtbaar, maar de gevolgen zijn dat wel. Vaak wordt er onterecht naar de software of de componenten gewezen, terwijl de oorzaak in de bekabeling ligt.
Typische symptomen in de praktijk:
Impact op de organisatie: De impact gaat verder dan een technische storing. Het leidt tot onverwachte productiestops, verlies van data en onveilige situaties voor monteurs. Daarnaast kunnen fabrikanten garantie afwijzen als blijkt dat de installatievoorschriften voor EMC niet zijn nageleefd.
Een productiebedrijf in de voedingsmiddelenindustrie had last van willekeurige stops van een verpakkingslijn. De PLC gaf diverse foutmeldingen, maar na een reset draaide alles weer urenlang goed. Het vervangen van de sensoren en de PLC-kaart loste niets op.
De analyse: Engineers van HyTEPS voerden metingen uit aan de potentiaalvereffening en de stromen door de afscherming. Wat bleek? De frequentieregelaar (VFD) van de hoofdmotor was aangesloten met een afgeschermde kabel, maar de afscherming was aan de motorkant niet correct rondom aangesloten (360 graden), maar in elkaar gedraaid tot een lang ‘varkensstaartje’ (pig-tail).
De conclusie: Door de ‘pig-tail’ ontstond er een hoge impedantie voor de hoogfrequente storingen die de frequentieregelaar genereert. De storing kon niet wegvloeien via de afscherming en zocht een andere weg: via de sensorkabels die in dezelfde goot lagen. Dit verstoorde het 0-10V signaal naar de PLC.
De oplossing: De wartels zijn vervangen door EMC-wartels waarbij de afscherming rondom contact maakt met de behuizing. De storingen verdwenen direct en kwamen niet meer terug.
Het verbeteren van aarding en afscherming vraagt om een combinatie van correct ontwerp, het juiste materiaalgebruik en vakmanschap tijdens de installatie.
Gebruik het juiste stelsel (TN-S)
In moderne installaties is een TN-S stelsel (waarbij Nul en Aarde strikt gescheiden zijn vanaf de transformator) de norm. In oude TN-C stelsels worden Nul en Aarde gecombineerd (PEN-leiding). Dit zorgt ervoor dat retourstromen ook over de behuizingen van apparatuur kunnen lopen, wat funest is voor EMC.
Creëer een vermaasd aardingsnetwerk (MESH)
Vroeger werkten we met een boomstructuur (ster). Voor hoogfrequente stromen werkt een vermaasde structuur (MESH) veel beter. Hierbij worden zo veel mogelijk metalen delen met elkaar verbonden om de impedantie te verlagen.
Correct aansluiten van afscherming
Scheiding van kabels
Houd vermogenskabels (die storing veroorzaken) fysiek gescheiden van signaalkabels (die gevoelig zijn). Gebruik bij voorkeur metalen kabelgoten met een tussenschot.
Zelfs ervaren installateurs maken onbedoeld fouten op dit gebied, vaak omdat de opleiding gericht was op 50Hz veiligheid en niet op hoogfrequente EMC.
Vermoedt u een probleem met aarding of afscherming? Volg deze stappen:
Basiscontroles kunt u vaak zelf uitvoeren. Echter, EMC-problematiek is complex en vaak onzichtbaar zonder geavanceerde apparatuur. Schakel een specialist in wanneer:
Onze engineers analyseren uw installatie niet alleen op normen, maar kijken naar de werkelijke fysica achter de storing.
Verdiep u verder in de materie via deze gerelateerde pagina’s:
Symptomen zijn vaak subtiel totdat het misgaat. Let op onverklaarbare uitval van machines, flikkerende verlichting, warm wordende kabels of transformatoren die zoemen. Ook als elektronica (PLC’s, drivers) eerder faalt dan de levensduur aangeeft, is de kans groot dat de spanningskwaliteit onvoldoende is. Een Power Quality meting biedt hierover uitsluitsel.
Dat kan, mits u beschikt over een hoogwaardige Power Quality Analyzer (volgens IEC 61000-4-30 Class A) en de kennis om de data te interpreteren. Het verzamelen van data is eenvoudig; het analyseren van de correlatie tussen events, harmonischen en uw specifieke bedrijfsprocessen vereist specialistische engineering kennis. Wij ondersteunen u graag bij de analyse.
Niet per definitie. De NEN-EN 50160 beschrijft de minimale eisen voor spanning op het overdrachtspunt van de netbeheerder. Moderne apparatuur kan echter gevoeliger zijn en storingen geven, zelfs als de spanning binnen deze norm valt. Wij kijken daarom verder dan de norm: wij kijken naar de compatibiliteit tussen uw voeding en uw aangesloten belasting.
Rust, zekerheid en inzicht. U krijgt een heldere diagnose van de ‘gezondheid’ van uw elektrische installatie. We lokaliseren de oorzaak van storingen, waardoor u ongeplande downtime voorkomt en brandrisico’s of onnodige energieverliezen reduceert. U ontvangt een concreet adviesrapport met praktische verbeterpunten.
Nee, dat is een misvatting. Een filter is een krachtig instrument, maar geen wondermiddel. Soms ligt de oplossing in het wijzigen van transformator-settings, het herverdelen van belastingen of het aanpassen van bekabeling. HyTEPS adviseert altijd eerst een grondige analyse en simulatie voordat we hardware adviseren, om onnodige investeringen te voorkomen.
Ja, aanzienlijk. De inverters van zonnepanelen en drivers van LED-verlichting zijn niet-lineaire belastingen die harmonischen en soms supraharmonischen veroorzaken. Dit kan leiden tot interferentie met andere apparatuur of overbelasting van de nulgeleider. Bij renovatie of verduurzaming is een Power Quality check essentieel om bedrijfszekerheid te borgen.
Dit verschijnsel noemen we ‘nuisance tripping’. Vaak is de oorzaak niet de totale hoeveelheid stroom, maar de vervorming van de stroom (harmonischen) of korte piekstromen die uw meetapparatuur mist. Deze vervuiling kan thermische beveiligingen extra opwarmen of elektronische beveiligingen in de war brengen, waardoor ze onterecht afschakelen. Een gespecialiseerde meting kan exact achterhalen waarom een beveiliging reageert.
Voor een betrouwbaar beeld meten we meestal minimaal één tot twee weken. Dit is nodig om een volledige bedrijfscyclus, inclusief weekenden en piekbelastingen, vast te leggen. Voor specifieke acute storingen kunnen we ook kortstondige metingen verrichten of ‘continuous waveform recording’ inzetten om transiënten te vangen.
Uw installateur is expert in aanleg en onderhoud (de ‘general practitioner’). HyTEPS is de specialist (de ‘Power Quality Doctor’). Wij beschikken over geavanceerde meetapparatuur, simulatiesoftware en diepgaande kennis van theoretische elektrotechniek én regelgeving. Wij werken vaak samen met installateurs om complexe puzzels op te lossen die buiten de standaardkennis vallen.
Na de meting ontvangt u een rapport met conclusies in begrijpelijke taal én technische details. Indien nodig simuleren we de mogelijke oplossingen in onze software. Zo weet u vooraf exact wat het effect is van een maatregel. Vervolgens begeleiden we de implementatie en verifiëren we het resultaat met een nameting.
Twijfel niet bij onverklaarbare storingen. Spreek met een engineer van HyTEPS over uw situatie of vraag een Power Quality onderzoek aan. Wij helpen u de oorzaak te vinden en de bedrijfszekerheid te herstellen.
HyTEPS
Beemdstraat 3
5653 MA Eindhoven
