Richting elektronen bij negatieve spanning tov aardpotentiaal in aardlekschakelaar?

[Emisa]

Hallo,

Als hobbyist ben ik mij aan het verdiepen in het meten met een oscilloscoop. Ik heb wat filmpjes bekeken over hoe je vooral niet de aadklemmen van je meetprobes moet aansluiten, en waarom niet

Daarbij onstond bij mij de volgende gedachte waarvan ik niet met zekerheid durf te zeggen of die klopt:

Ik heb altijd begrepen dat de wisselspanning uit het net in de ene helft van de sinus positief is ten opzichte van de aarde en in de andere helft negatief ten opzichte van de aarde.

De werking van een aardlekschakelaar is als volgt:
Als er een defect ontstaat in een aparaat waardoor er stroom kan weglopen via de aardedraad, ontstaat er een spanningsverschil tussen de fase en de nul. De aardlekschakelaar detecteert dit verschil en slaat af wanneer dit verschil te groot wordt.

Nu komt mijn echte vraag:
Wanneer het defect ontstaat terwijl de spanning uit het net negatief is tov aarde (de negatieve helft van een sinus), lopen er dan in realiteit via de aardedraad elektronen vanuit de aarde naar het apparaat? Daarbij zou er dan toch ook een spanningverschil ontstaan, maar dan omgekeerd?

Kan iemand mij vertellen of deze gedachte klopt? En zo nee, waarom niet?

Groetjes,

Emisa

[Xilvo]

De werking van een aardlekschakelaar is als volgt:
Als er een defect ontstaat in een aparaat waardoor er stroom kan weglopen via de aardedraad, ontstaat er een spanningsverschil tussen de fase en de nul. De aardlekschakelaar detecteert dit verschil en slaat af wanneer dit verschil te groot wordt.

Nee, dan ontstaat er een stroomverschil tussen de fase- en de nuldraad. 'Normaal' zijn die stromen altijd even groot en wisselen inderdaad voortdurend van teken.

Elektronen hebben een negatieve lading dus er stromen juist elektronen vanuit de nul wanneer de fasedraad positief is.

[Emisa]

Aha dankjewel voor de verbetering! Misschien heb ik het mis maar volgens mij heb je zojuist mijn hele vraag beantwoord..

Als er daadwerkelijk elektronen vanuit de nul stromen wanneer de fase positief is, dan kunnen er in dat geval bij een aardlek ook elektronen vanuit de aarde stromen, aangezien de nul uiteindelijk verbonden is met de aarde..

De elektronen die zich rchting de positieve fase bewegen zouden zich in dat geval kunnen verdelen over de nuldraad en de aarde draad.

Klopt het verhaal nu wel? Ik wacht met spanning af..

[Xilvo]

Voor de energievoorziening van een apparaat gebruik je alleen de fasedraad en de nul. De stroom door de fasedraad is, als het goed is, gelijk maar tegengesteld aan die door de nuldraad.
De nuldraad is (in jouw huis) niet met de aarde verbonden. De nul heeft wel ongeveer dezelfde potentiaal als de aarde maar dat kan best een paar volt schelen.

Door de aardedraad loopt (alweer, als het goed is) geen stroom. Als dat wèl het geval is (door een 'aardlek'), dan is de stroom in de fasedraad en de nuldraad niet meer gelijk (het verschil gaat naar de aardedraad of naar iets anders, een persoon dat een defect apparaat aanraakt, bijvoorbeeld).
De aardlekschakelaar meet en vergelijkt de stromen door fase- en nuldraad. Is er een (te groot) verschil, dan schakelt de aardlekschakelaar de stroom uit.

[Benm]

Het is allemaal wisselstroom, dus welke kant de electronen op gaan maakt voor het hele verhaal niets uit. In de praktijk blijven de meeste gemiddeld gewoon op hun plaats.

Een aardlekschakelaar detecteert inderdaad het verschil in stroom tussen fase en nul, en doet niets met de aardedraad.

Die aardedraad zit er om bijvoorbeeld de metalen behuizing van een apparaat te aarden. Stel dat er iets mis gaat waardoor je wasmachine vol water komt te staan en er verbinding wordt gemaakt tussen fase en behuizing: als je behuizing dan geaard is slaat de aarlekschakelaar af voordat je een optater kunt krijgen door de machine aan te raken.

Een niet-geaarde wandcontactdoos kan echter prima beschermd worden door een aardlekschakelaar: Stel dat je er een verlengsnoer in plugt om iets in de tuin te doen, en daar vervolgens een regenbui overheen gaat: geen aardig, maar de aardlek schakelt toch af als er stroom vloeit uit de fase naar de grond in de tuin.

[klazon]

De nuldraad is (in jouw huis) niet met de aarde verbonden.

Dat hangt af van de plek waar je woont. In sommige gebieden, o.a. Zeeland, is er in elke woning een bewuste verbinding tussen nul en aarde. Maakt voor het principe niks uit. Bij de distributietransformator is de nul sowieso altijd geaard.

[Xilvo]

Dat hangt af van de plek waar je woont. In sommige gebieden, o.a. Zeeland, is er in elke woning een bewuste verbinding tussen nul en aarde.

Dank je, dat wist ik niet. Waarom bewust? En waarom daar wel en elders niet?

[Benm]

Wellicht vanwege de lage bevolkingsdichtheid? In de grote stad zit je zelden ver van een transformatorstation af, maar woon je er 20 km vandaan en verbruik je flink wat stroom dan trek je de nul wel naar een behoorlijke spanning boven de aarde.

[Xilvo]

Als je de belasting gelijkmatig genoeg verdeelt over de drie fases dan blijft de nul dicht bij eh... nul

[klazon]

Dank je, dat wist ik niet. Waarom bewust? En waarom daar wel en elders niet?

Waarom daar wel en elders niet, dat komt omdat energiebedrijven een verschillende filosofie hadden over hoe je een elektriciteitsnet moet inrichten. In de jaren '50 kwam er een beweging op gang waarbij elke woonhuisaansluiting een aardverbinding kreeg. sommige bedrijven boden die aan de klant aan, andere vonden dat de klant daar zelf maar voor moest zorgen.

In Zeeland was er toentertijd een hoofdingenieur die beide visies combineerde in de z.g. collectieve aarding. De klant kreeg de aarde door het bedrijf aangeboden, maar elke aansluiting moest ook een eigen aardelektrode hebben. In de huisaansluitkast (dat is de kast waar de hoofdzekeringen in zitten) werden de aarde van het elektriciteitsbedrijf, de aardpen van de klant en de nul met elkaar verbonden. Doordat alle aardpennen op deze manier met elkaar verbonden waren hoefden de aardpennen van de klanten veel minder diep te zijn dan wanneer een klant alleen op zijn eigen aardpen was aangewezen.

[klazon]

Wellicht vanwege de lage bevolkingsdichtheid? In de grote stad zit je zelden ver van een transformatorstation af, maar woon je er 20 km vandaan en verbruik je flink wat stroom dan trek je de nul wel naar een behoorlijke spanning boven de aarde.

Een klant zit nooit 20 km van een laagspanningstrafo af. Dat zou onhandig dikke kabels vergen. Ik weet niet precies wat de grootste afstand is tussen een distributietrafo en de verste verbruiker, maar meer dan 1 km zal het niet zijn. Je ziet in het buitengebied vaak dat een boer een eigen trafo in de voortuin heeft staan.

[Benm]

Bij 3 gelijk belaste fasen is het natuurlijk geen probleem, maar dat zal voor een individueel huis zelden realistisch zijn: Je hebt vaak een paar grote verbruikers, bijvoorbeeld een waterkoker oid die kortstondig 10 A uit 1 fase trekt.

Wat afstanden tot transformatoren betreft: in nederland zal het niet snel zoveel worden, maar ik vraag me wel af hoe ze dat in nog veel dunner bevolkte gebieden doen. Ga je ergens het platte land van pakweg Myanmar of Tibet in dan zie je wel gebouwen die kilometers ver van het distributienet zitten. De meeste leidingen zijn daar bovengronds, inclusief een dikke brommende transformator ergens bovenin een mast die het omzet naar 220-240 volt per fase.

Achter die transformator kan nog best een kilometer of wat leiding liggen. Overigens merk je dat ook wel, als je daar een zware verbruiker inschakelt zie je dat gloeilampen minder fel branden etc. Hoe ze dat met aarding doen weet ik eigenlijk niet - meestal zijn de installaties daar niet echt van topkwaliteit om mee te beginnen, en ik betwijfel of ze voor ieder pand een aardpen slaan (voor zover dat mogelijk is, een aardpen in gortdroog gesteente doet niet zoveel).

[Xilvo]

Bij 3 gelijk belaste fasen is het natuurlijk geen probleem, maar dat zal voor een individueel huis zelden realistisch zijn

Absoluut. Waarschijnlijk heb je daar minstens een woonwijkje voor nodig.

[Xilvo]

In Zeeland was er toentertijd een hoofdingenieur die beide visies combineerde in de z.g. collectieve aarding. De klant kreeg de aarde door het bedrijf aangeboden, maar elke aansluiting moest ook een eigen aardelektrode hebben.

Nooit geweten dat (sommige?) energiebedrijven naast een nul ook een aarde leveren.

[klazon]

Het is op zich niet zo moeilijk voor een energiebedrijf om de aarde mee te leveren. De meeste laagspanningskabels hebben een pantser dat bij de trafo geaard is, net als de nul. Het is een kleinigheid om dat pantser in een woning aan te bieden als aarde. Maar ze doen dat niet allemaal.
In Zeeland zijn er netten waar de laagspanningskabels geen aardpantser hebben. De nulleider dient dan tevens als aarde. Tot aan de huisaansluitkast zijn nul en aarde dus gecombineerd, daarna gaan ze gescheiden verder.