Aarding · Woordenlijst

Aarding is de geleidende verbinding van elektrische installaties, elektrisch materieel of geleidende gebouwdelen met de grond. Het gaat niet zomaar om een draad „in de grond“. Het gaat om een geplande elektrische verbinding waarmee potentialen worden vastgelegd, foutstromen worden geleid en gevaarlijke spanningen worden beperkt. Aarding is een basiselement van elektrische veiligheid en hoort tegelijk bij de exploitatie van netten.

De aarde als referentiepotentiaal

De elektrotechniek gebruikt de aarde als referentiepotentiaal. Dat komt niet doordat grond bijzonder goed geleidt, want de soortelijke weerstand ervan is in vergelijking met koper zeer hoog. Doorslaggevend is de enorme doorsnede waarover stromen zich kunnen verspreiden. Als referentie dient de „verre aarde“, dus een gebied dat ver genoeg van een aardelektrode verwijderd is. Dit potentiaal is echter niet overal gelijk. Als er stroom de bodem in vloeit, ontstaat rond de aardelektrode een spanningstrechter. Een metalen staaf in de grond maakt een aardingsinstallatie dus nog niet werkzaam. Belangrijk zijn de spreidingsweerstand en de aardingsimpedantie, de bodemgesteldheid en het bodemvocht, de vorm en ligging van de aardelektroden, de geleiderdoorsneden, de corrosiebescherming en de afstemming met de beveiligingsorganen. Er wordt gemeten in ohm, ampère en volt: weerstand of impedantie van het aardingspad, hoogte en duur van mogelijke foutstromen en de spanningen die mensen of dieren kunnen overbruggen.

Soorten en functies van aarding

Beveiligingsaarding: aanraakbare geleidende delen, zoals behuizingen, worden geaard zodat ze bij een fout geen gevaarlijke spanning behouden en een uitschakeling wordt bewerkstelligd.
Bedrijfs- of systeemaarding: een punt van het bedrijfsstroomcircuit wordt geaard, meestal het sterpunt van een transformator of generator. Hoe dat gebeurt, wordt geregeld door de sterpuntsbehandeling.
Functionele aarding: ze dient niet voor de bescherming van personen, maar voor de werking van toestellen, bijvoorbeeld voor elektromagnetische compatibiliteit, filters of meettechniek.
Bliksembeveiligingsaarding: ze voert bliksemstromen af naar de grond. Doorgaans is ze verbonden met de overige aardingsinstallatie.
Werkaarding: spanningsvrij gemaakte installatiedelen worden vóór werkzaamheden geaard en kortgesloten. Dat is een van de vijf veiligheidsregels voor werkzaamheden aan elektrische installaties. Zo wordt voorkomen dat onbedoeld opnieuw inschakelen, influentie of restladingen gevaarlijk worden.

Aarding in het laagspanningsnet: TN, TT en IT

Het eenvoudigste veiligheidsgeval: een metalen behuizing die men kan aanraken, mag niet permanent een gevaarlijke spanning ten opzichte van aarde voeren. Raakt een fasegeleider de behuizing, dan moet de ontstane foutstroom groot genoeg zijn opdat een smeltveiligheid, een installatieautomaat of een differentieelbeveiliging (RCD) tijdig uitschakelt. Welke weg deze stroom volgt, hangt sterk af van het netsysteem.

In het TN-systeem is het sterpunt van de plaatselijke distributietransformator geaard. De massa's van de klantinstallatie zijn via de beschermingsgeleider (PE) of de gecombineerde PEN-geleider met dit sterpunt verbonden. Bij een massaslot vloeit de foutstroom daarom overwegend via deze metalen geleiderlus terug naar de transformator en niet via de grond. Zo ontstaat een grote stroom die overstroombeveiligingen snel doet aanspreken. Bepalend is de lusimpedantie. In het TT-systeem heeft de klantinstallatie een eigen installatieaarding, gescheiden van de bedrijfsaarding van de netbeheerder. Hier vloeit de foutstroom daadwerkelijk door de grond. Hij is meestal zo klein dat de uitschakeling doorgaans door een RCD wordt overgenomen. In het IT-systeem zijn de actieve delen niet of alleen via een voldoende hoge impedantie geaard, de massa's daarentegen wel. Een eerste fout naar aarde leidt dan niet noodzakelijk tot uitschakeling. Ze moet echter worden gemeld, bijvoorbeeld door een isolatiebewaking, en snel worden verholpen.

De uitschakeltijden worden in Duitsland geregeld door DIN VDE 0100-410. Voor eindstroomkringen tot 32 A bij 230 V ten opzichte van aarde geldt in het TN-systeem maximaal 0,4 s en in het TT-systeem maximaal 0,2 s. Voor distributiestroomkringen zijn langere tijden toegestaan, namelijk 5 s in het TN- en 1 s in het TT-systeem. De kortere tijden in het TT-systeem vloeien voort uit de andere foutstroomverhoudingen. De waarden gelden voor laagspanningsinstallaties volgens deze norm. Voor bijzondere ruimten en andere spanningen bestaan afwijkende voorschriften.

Afbakening: beschermingsgeleider, potentiaalvereffening, nulgeleider

Aarding wordt vaak gelijkgesteld met de beschermingsgeleider. Dat is onnauwkeurig. De beschermingsgeleider verbindt binnen een installatie de aanraakbare geleidende delen met het beveiligingssysteem. Tot de aardingsinstallatie behoren daarentegen de aardelektroden zelf, dus funderings-, ring- en diepteaardelektroden of volledige aardingsnetten, alsook de aardingsgeleiders en de hoofdaardingsrail. De potentiaalvereffening verbindt geleidende delen zoals water-, gas- en verwarmingsleidingen, gebouwconstructies en kabelschermen onderling. Zo ontstaan er tussen die delen geen gevaarlijke spanningsverschillen. Ze is met de aarding verbonden, maar niet hetzelfde.

Ook de nulgeleider is geen aarding. Hij is een actieve geleider en voert in normaal bedrijf stroom. De beschermingsgeleider mag in normaal bedrijf geen bedrijfsstroom voeren. Nul- en beschermingsgeleider zijn op bepaalde plaatsen met elkaar verbonden, bijvoorbeeld op het geaarde sterpunt of in de PEN-geleider van een TN-C-gedeelte. Verwisselbaar zijn ze desondanks niet. Na de opsplitsing van de PEN-geleider mogen N en PE niet opnieuw worden verbonden. Worden ze verwisseld of onderbroken, in het bijzonder de PEN-geleider, dan kunnen aanraakbare delen onder spanning komen te staan of kunnen beveiligingstoestellen falen.

Aarding in hoog- en middenspanningsinstallaties

In het elektriciteitsnet dient aarding voor de bescherming van personen en installaties, voor het beheersen van fouten en voor elektromagnetische compatibiliteit. In een onderstation ligt een vermaasd aardingsnet in de bodem. Het verdeelt hoge foutstromen en houdt aanraak- en stapspanningen binnen toegestane grenzen. Masten van bovengrondse lijnen worden geaard om bliksem- en foutstromen af te voeren. Kabelschermen worden geaard om velden te beheersen en beveiligingsfuncties mogelijk te maken. Voor sterkstroominstallaties boven 1 kV wisselspanning geldt in Duitsland de norm DIN EN 50522 (VDE 0101-2), momenteel in de uitgave 2023-10. De voorgaande uitgave van 2011 mocht slechts tot januari 2025 parallel worden toegepast. Een dergelijke aardingsinstallatie wordt vooral gedimensioneerd op basis van hoogte en duur van de foutstroom en van de eigenschappen van de bodem. Aardelektroden in de grond moeten uit corrosiebestendig materiaal bestaan.

„Geaard“ betekent niet „spanningsvrij“. Tijdens een fout kan het potentiaal van een volledige aardingsinstallatie ten opzichte van de verre aarde met vele honderden of duizenden volt stijgen. Deze aardingsspanning kan via leidingen, hekken, sporen of kabelschermen op verafgelegen plaatsen terechtkomen. Men spreekt dan van potentiaalverschuiving. Voor het gevaar telt daarom niet het absolute potentiaal van een punt, maar de spanning die het lichaam overbrugt en hoe lang ze aanwezig is. De stapspanning staat tussen twee bodempunten op staplengte, de aanraakspanning tussen een vastgenomen geleidend deel en de eigen standplaats. Hoe korter een fout duurt, hoe hogere aanraakspanningen toelaatbaar zijn. Aardingsontwerp en beveiligingstijden hangen daarom rechtstreeks samen.

Verband met sterpuntsbehandeling en beveiligingstechniek

Nauw met aarding verbonden is de sterpuntsbehandeling. Het sterpunt van een transformator of generator kan star of laagohmig geaard zijn, via een aardsluitingsdoofspoel worden gecompenseerd of geïsoleerd blijven. Deze keuze bepaalt hoe groot de stroom bij een aardsluiting wordt, hoe beveiligingsrelais de fout herkennen en of een netdeel na een eenpolige fout eerst mag blijven doorwerken. In Duitse middenspanningsnetten is de gecompenseerde sterpuntsbehandeling wijdverbreid, omdat ze capacitieve aardsluitingsstromen beperkt. In kabelnetten wordt ook laagohmige sterpuntsaarding toegepast. In het extrahoogspanningsnet van 220 en 380 kV wordt het sterpunt gewoonlijk laagohmig geaard, zodat fouten snel worden uitgeschakeld en de isolatie beperkt wordt belast.

Aarding maakt daarmee deel uit van de beveiligingstechniek. Beveiligingstoestellen moeten een fout betrouwbaar herkennen en het betrokken netdeel met een zo goed mogelijke selectiviteit uitschakelen, dus enkel het foutieve gedeelte. Daarvoor moet de weg van de foutstroom voldoende bekend zijn. Is de impedantie te hoog, dan blijft een foutstroom mogelijk te klein voor een zekere uitschakeling. Is ze zeer laag, dan kunnen grote kortsluit- of aardkortsluitstromen installaties thermisch en mechanisch sterk belasten. Gezocht wordt dus geen zo „sterk“ mogelijke aarding, maar een aarding die past bij netvorm, beveiligingsconcept en gebruik.

Veelvoorkomende misverstanden

Aarding voert stroom niet zomaar gevaarloos „weg“. Stroom verdwijnt niet in de bodem, hij vloeit steeds in een gesloten kring terug naar zijn bron, dus naar de transformator of generator. De terugweg kan lopen via beschermingsgeleider, PEN-geleider, grond, leidingen, kabelschermen of gebouwdelen. Zijn deze wegen ongunstig of ongepland, dan ontstaan veiligheidsrisico's, corrosie, zwerfstromen, elektromagnetische storingen en potentiaalverschuivingen.

Aarding en bliksembeveiliging hangen nauw samen, maar zijn niet hetzelfde. De uitwendige bliksembeveiliging bestaat uit opvangsystemen, afleidingen en aardingsinstallatie en moet scheidingsafstanden naleven. De inwendige bliksembeveiliging omvat de bliksembeveiligings-potentiaalvereffening en overspanningsbeveiliging. Een goede aarding verkleint risico's, maar vervangt geen volledig bliksem- en overspanningsbeveiligingsconcept.

Gebouwen: funderingsaarding en aardingsinstallatie

In Duitsland krijgen nieuwe gebouwen doorgaans een aardingsinstallatie volgens DIN 18014. Ze wordt geëist via de installatienormen en via de technische aansluitvoorwaarden (TAB) van de netbeheerders. De uitgave 2023 regelt de volledige aardingsinstallatie en niet meer alleen de funderingsaarding in de bodemplaat. Ze voorziet bijvoorbeeld in een ringaarding in de grond wanneer waterdicht beton of perimeterisolatie onder de bodemplaat het contact met de grond verhindert. Bovendien geldt ze voor achteraf uitgevoerde aanpassingen. De Bundesnetzagentur (Beschlusskammer 6) beschouwt het niet principieel als misbruik wanneer distributienetbeheerders in hun TAB een aardingsinstallatie voor nieuwbouw eisen. Gelijkwaardige alternatieve uitvoeringen moeten echter worden toegelaten.

Juridisch zijn normen geen wetten. Volgens § 49 van het Energiewirtschaftsgesetz wordt echter vermoed dat aan de technische eisen is voldaan wanneer de VDE-bepalingen worden nageleefd. De TAB gelden via de aansluitingsverhouding met de netbeheerder. Voor bestaande installaties geldt doorgaans de stand op het tijdstip van de oprichting. Bij ingrijpende wijzigingen of uitbreidingen kan een aanpassing nodig worden.

Belang voor de energietransitie

Met de energietransitie komen er meer fotovoltaïsche installaties, batterijopslag, warmtepompen, laadparken en nieuwe transformatorstations. Daarmee groeien ook de raakvlakken tussen klantinstallatie en net. Elk daarvan vraagt een afgestemd beveiligings- en aardingsconcept. Een omvormer met zijn filters veroorzaakt lekstromen en kan bij een fout gelijkfoutstromen opwekken. Dat beïnvloedt de keuze van het RCD-type en de dimensionering van de potentiaalvereffening. Omvormers leveren bij een fout bovendien aanzienlijk minder kortsluitstroom dan roterende generatoren. Dat raakt de uitschakelvoorwaarden. Bij grote PV-openruimte-installaties en batterijopslag met een eigen middenspanningsstation moeten de aardingsinstallaties van station, draagstructuur en omheining op elkaar aansluiten.

De verantwoordelijkheden zijn duidelijk verdeeld. De netbeheerder is verantwoordelijk voor de aarding van zijn bedrijfsmiddelen en legt de aansluitvoorwaarden vast. Elektrotechnische vakbedrijven ontwerpen en realiseren de klantinstallatie volgens de normen, ook de funderingsaarding of ringaarding. Exploitanten en eigenaars zijn ervoor verantwoordelijk dat de installatie in goede staat blijft. Keurders meten en beoordelen aardingsweerstand, doorgang van de beschermingsgeleider, lusimpedantie en uitschakelvoorwaarden. Zwakke punten ontstaan typisch aan overgangen: wanneer nieuwe technologie op oude gebouwen botst, wanneer aardelektroden ontbreken of gecorrodeerd zijn of wanneer beveiligingsmaatregelen van verschillende netsystemen door elkaar worden gebruikt.

Aarding is daarmee de gecontroleerde vastlegging van elektrische potentialen en foutstroomwegen. Ze beschermt alleen betrouwbaar wanneer ze samen met netsysteem, beveiligingsorganen, potentiaalvereffening, bedrijfsmiddelen en verantwoordelijkheden wordt ontworpen. Ze maakt elektrische fouten beheersbaar vóór ze uitgroeien tot gevaarlijke aanraakspanningen, installatieschade of onnodige uitschakelingen.

Bronnen

DIN EN 50522 (VDE 0101-2):2023-10 – Erdung von Starkstromanlagen mit Nennwechselspannungen über 1 kV — VDE VERLAG; 2023-10. Produktseite, Anwendungsbereich
DIN EN 50522 (VDE 0101-2) — Voltimum / BFE; unbekannt. Kurzbeschreibung der Norm
Erdungsanlagen in Neubauten: BNetzA-Positionierung — BDEW; unbekannt. Abschnitte zur Position der Beschlusskammer 6 und zu TAB 2019 Abschnitt 11 (3)
Schutz gegen elektrischen Schlag – Erläuterungen zu DIN VDE 0100-410 — Spiegel Elektrotechnik (Erläuterungsschrift); unbekannt. Abschnitt 411.3.2, Bild 2; Einleitung mit Verweis auf EnWG
Fundamenterder und Potentialausgleich: Pflicht, DIN 18014 — Jagiera Bau; unbekannt. Abschnitte „Fundamenterder und Potentialausgleich“ und „Was ist ein Fundamenterder?“

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 11.11.2026 19:47