1. 230 V vloerverwarming met metalen mantel (PE) is metalen gestel.

Onderling verbinden

Het koppelen van de vereffeningsleidingen gebeurt meestal op een aardrail, gemonteerd in een inbouwdoos: het centraal-aardpunt (CAP) genaamd. Maar dat kan ook met andere verbinders zoals Wago-klemmen. Ook doorlussen in dezelfde ruimte kan, als alle objecten maar plaatselijk zijn gekoppeld en er betrouwbare, deugdelijke verbindingen worden gemaakt die bereikbaar blijven. De beschermingsleidingen (de geel/groene draden verbonden met metalen gestellen en beschermingscontacten van wcd’s) worden meestal al gezamenlijk verbonden in de plaatselijke centraaldoos met beschermingsleidingen aan het plafond. Echter, elke afzonderlijke eindgroep (bijvoorbeeld voor een wasmachine of een verwarmingstoestel), moet nog aanvullend plaatselijk worden vereffend (figuur 5b). Als vereffeningsleiding mogen VD-draad of blanke massieve (vertinde) draad worden toegepast.

Spanning

Een ander woord voor potentiaalverschil is spanning. Er kan spanning staan tussen twee aanraakbare metalen objecten of bijvoorbeeld een metalen object en de vloer. Door deze plaatselijk geleidend met elkaar te verbinden, ofwel te vereffen, is het potentiaalverschil ertussen nihil, ook al zou er bijvoorbeeld een aardsluiting plaatsvinden in de wasmachine. Als de vereffening niet plaatselijk is, maar bijvoorbeeld via de aardrail in de meterkast, dan is de spanning hoger. Dat mag dus niet.

Tabel 1. Doorsnede vereffeningsleiding.

2. Het centraal-aardpunt (CAP).

Gevaarlijke stroom

Stel in de wasmachine (die niet aanvullend plaatselijk is vereffend) doet zich een aardsluiting voor. Door de beschermingsleiding R_pe moet dan een hoge stroom lopen, die in de meterkast de beveiliging moet laten aanspreken binnen 0,4 s (foutbescherming). De waarde van de foutstroom wordt bepaald door de circuitimpedantie Z_c; de impedantie van het foutstroomcircuit tussen L en PE. Stel Rc = 2,3 Ω, de netspanning 230 V. Er loopt dan door de R_pe een stroom van: I = 230 V / 2,3 Ω = 100 A.
Stel dat de beschermingsleiding R_pe een weerstand van 0,3 Ω heeft. Als daardoor een stroom loopt van 100 A, dan valt over deze draad een potentiaalverschil (tussen begin en einde) van: U = I x R_pe = 100 A x 0,3 Ω = 30 V.
Dit potentiaalverschil staat nu ook tussen de wasmachine en alle andere delen in de badruimte die zijn verbonden met het CAP, zoals de radiator. Ook staat deze spanning tussen de wasmachine en de betonnen (betegelde) vloer als de vereffening in de vloer ontbreekt. Als een persoon dit potentiaalverschil overbrugt met een vochtig lichaam met een groot aanrakingsoppervlak (blote, natte voeten en handen), dan kan de stroom gevaarlijk zijn.
Door al deze geleidende objecten en de vloer plaatselijk met elkaar te verbinden, is het potentiaalverschil (ook bij een fout in elektrisch materieel) nihil. Er kan dan geen gevaarlijke stroom lopen door een persoon.

7. Kunststof koppeling.

Kunststof leidingen

Radiator- en waterleidingen van metaal die door een muur lopen, door de betonnen vloer of zijn verbonden met de HAR in de meterkast, zijn vreemd geleidende delen. Ze nemen immers het aardpotentiaal aan. De aanraakbare metalen objecten (radiator, kraan) die met deze geleidende leidingen zijn verbonden, moeten ook in de badruimte worden vereffend. Anders ligt dat bij kunststof leidingen. Deze zijn gemaakt van isolerend materiaal. Als bijvoorbeeld een radiator of een kraan geen contact maakt met beton (muurbeugels, metalen blad) of andere met de aarde verbonden zaken, en is aangesloten op een niet geleidende leiding, dan is het geen vreemd geleidend deel. Een kraan of radiator hoeft dan ook niet te worden vereffend. Want ook al raakt de persoon die delen aan en tegelijk een wasmachine met een aardfout, dan kan er geen stroom lopen (figuur 6). Het is immers geïsoleerd opgesteld, net zoals een metalen deurklink in een houten deur. De radiator (en eventuele kraan) zijn wel vreemd geleidende delen als de aluminium laag in de leiding aan beide zijden wel geleidend contact maakt. Bepalend in deze zijn dus de verbindingen die worden toegepast op de leiding. Kunststof koppelingen voorkomen contact.

Geleiding van vloeistoffen

Een andere kwestie is hoezeer water geleidt in een leiding. Met de proefopstelling (figuur 8) wordt de weerstand gemeten. Twee stukjes koperen buis (rood) zijn met een knelkoppeling verbonden met een isolerende buis (blauw) met een lengte van 1 m. Nadat de leiding is gevuld met verschillende vloeistoffen is de weerstand gemeten met een isolatieweerstandmeter met een beproevingsspanning van 500 V_DC. Uit de proeven bijkt dat schoon demi-water een goede isolator is (tabel 2). De mineralen erin geven het water een mate van geleidbaarheid, maar zeker geen goede. Dood-cv-water dat roest bevat blijkt slechter te geleiden dan schoon kraanwater. Stel dat de radiatorleiding (figuur 8) 5 m lang is en is gevuld met oud cv-water, dan heeft dit een weerstand van circa 5 MΩ (5 x 1 MΩ). Als op de omhulling van de wasmachine 230 V staat (worst case scenario) en een persoon zou de radiator en de wasmachine aanraken, dan is de stroom door het lichaam maximaal 230 V: 5 MΩ = 0,046 mA. De lichaamsweerstand is hierbij verwaarloosd. Deze kleine stroom is niet waarneembaar en dus veilig. Voor een kraan aangesloten op een isolerende leiding van 5 m gevuld met leidingwater, zou de stroom maximaal 1 mA zijn. Op basis van deze proeven kan worden geconcludeerd dat kraanwater en cv-water als isolerend mogen worden beschouwd. Ook een rioolafvoerleiding van kunststof, aangesloten op een vrijstaande metalen badkuip maakt de metalen badkuip niet tot een vreemd geleidend deel. Een metalen drainagegoot of metalen bad- of douchebak die contact maken met beton wel.

Tabel 2. Weerstand van vloeistof in isolerende leiding (bron: C+B advies).

Wel vereffenen

In een badkamer moeten dus plaatselijk worden vereffend:

• alle aansluitpunten met metalen gestellen en beschermingscontacten van wcd’s,
• vreemd geleidende delen die bereikbaar zijn opgesteld. Vreemd geleidende delen zijn in het algemeen die metalen objecten in een badruimte, die op een manier met de aarde verbinding maken. Bijvoorbeeld doordat ze met geleidende pijpen zijn verbonden met de aardrail in de meterkast, contact maken met zand of beton, met metalen beugels in de betonnen muur enzovoort.

Bij twijfel of een metalen object wel of geen vreemd geleidend deel is, ofwel het wel of niet moet worden vereffend, kan de isolatieweerstand worden gemeten, voordat het met water wordt gevuld.
De isolatieweerstand kan dan worden gemeten tussen het betreffende metalen object (kraan, radiator) en bijvoorbeeld een PE-contact van een wcd. Als de gemeten weerstand groter is dan 500 kΩ, dan hoeft het metalen object niet te worden aangesloten op een vereffeningsleiding. Is de weerstand lager, dan is er mate van verbinding met aarde en dan moet het wel worden aangesloten op een vereffeningsleiding.

Tekst: Anton Kerkhofs
Fotografie: Rob Niemantsverdriet, Industrie