f97.beDE WERKPLAATS VAN ERIK SCHMIDT
← Alle begrippen

Woordenlijst · Energiesector & energietransitie

Foutstroom

foutstroom beveiligingstechniek kortsluiting aardsluiting elektriciteitsnet Bedrijfszekerheid

Een foutstroom is een elektrische stroom die vloeit als gevolg van een fout, vooral een isolatiefout. Het Internationaal Elektrotechnisch Woordenboek (IEC 60050-826) definieert hem als stroom die ten gevolge van een isolatiefout door een bepaalde foutplaats vloeit. Typische oorzaken zijn beschadigde of verouderde isolatie, vocht in elektrisch materieel, bekneld geraakte kabels of een verbinding van een fasegeleider met de behuizing van een toestel (lichaamsgeleiding), met aarde of met geaarde installatiedelen. Het gaat dus niet om een normale bedrijfsstroom. De foutstroom neemt een weg die niet is voorzien, of hij vloeit onder omstandigheden waarvoor de installatie niet is ontworpen.

Vloeit er stroom door het lichaam van een mens of dier, dan noemt de normalisatie dat aanraakstroom. Dat is een eigen begrip in hetzelfde woordenboek. Het kan het gevolg zijn van een fout, bijvoorbeeld wanneer iemand een behuizing aanraakt die door een isolatiefout onder spanning staat. Het kan ook ontstaan wanneer iemand een actief deel rechtstreeks aanraakt. Foutstroom wordt zoals elke stroom in ampère gemeten. De stroomsterkte alleen beschrijft de fout echter maar onvolledig. Voor de beoordeling tellen ook de stroomweg, de duur, de optredende aanraakspanning, de netvorm, de aarding, de impedanties van de foutlus en de aard van de voeding. Reeds enkele tientallen milliampère door het menselijk lichaam kunnen levensgevaarlijk zijn. Foutstromen van meerdere kiloampère kunnen elektrisch materieel vernielen, vlambogen veroorzaken en branden doen ontstaan.

Onderscheid met kortsluitstroom, aardsluiting, overbelasting en differentieelstroom

Foutstroom wordt vaak als overkoepelende term gebruikt voor stromen die bij fouten vloeien. De normalisatie onderscheidt echter meerdere begrippen: foutstroom, aardfoutstroom, kortsluitstroom, overbelastingsstroom, differentieelstroom, lekstroom en beschermingsleiderstroom zijn daar telkens afzonderlijke vermeldingen. Bij een kortsluiting worden twee punten met verschillende spanning via een zeer lage impedantie met elkaar verbonden. De kortsluitstroom kan zeer hoog worden, omdat alleen de impedanties van bron, transformatoren, leidingen en schakeltoestellen hem beperken. Een aardsluiting doet zich voor wanneer een actieve geleider verbinding krijgt met aarde of met een geaard deel. In netten met geaard sterpunt kan daaruit een hoge foutstroom ontstaan. In geïsoleerd of gecompenseerd bedreven netten is de stroom bij de eerste aardsluiting meestal duidelijk kleiner, maar de fout blijft voor de bedrijfsvoering relevant.

Een overbelasting heeft een andere oorzaak dan een foutstroom. Bij overbelasting voert een stroomkring meer bedrijfsstroom dan duurzaam toegestaan is. De stroom blijft daarbij echter over de voorziene weg vloeien. Een motor of een leiding kan overbelast zijn zonder dat er een isolatiefout is. Bij een foutstroom is daarentegen de stroomweg zelf het probleem. Dit onderscheid is belangrijk voor de keuze van de beveiligingstoestellen. Zekeringen, installatieautomaten, vermogenschakelaars, differentieelbeveiligingen en beveiligingsrelais reageren op verschillende kenmerken van een fout.

In het dagelijks taalgebruik wordt foutstroom vaak gelijkgesteld met de uitschakelstroom van een differentieelschakelaar (FI-schakelaar). Technisch nauwkeuriger meet een differentieelbeveiliging (RCD) de differentieelstroom. Zij vormt de som van de stromen in alle actieve geleiders, dus in fasegeleiders en neutrale geleider. In foutvrije toestand is deze som nagenoeg nul. Vloeit een deel van de stroom af via beschermingsleider, aarde of een mens, dan ontstaat een verschil en het toestel schakelt uit zodra dit zijn aanspreekwaarde overschrijdt. Een RCD meet dus niet de stroom op de foutplaats zelf, maar detecteert dat de stroombalans in de bewaakte stroomkring niet meer klopt. Een kortsluiting tussen fasegeleider en neutrale geleider herkent hij daarom niet, want daarbij blijft de balans in evenwicht.

Waarom foutstroombeveiliging een systeemkwestie is

Geen enkel net en geen enkele installatie kan zo worden gebouwd dat fouten uitgesloten zijn. Kabels verouderen, isolaties raken beschadigd, vocht dringt binnen, dieren veroorzaken kortsluitingen, graafmachines raken leidingen. Een veilige werking ontstaat pas door het samenspel van robuust ontwerp, geschikte aarding, beveiligingstechniek, onderhoud en duidelijk vastgelegde uitschakelvoorwaarden. Daartoe behoren uitschakeltijden, uitschakelstromen en selectiviteit. Selectiviteit betekent dat bij voorkeur alleen het beveiligingstoestel uitschakelt dat het dichtst bij de fout ligt. Een fout in één enkele aftakking mag niet een heel station of een groter netgedeelte spanningsloos maken.

Hoe hoog een foutstroom wordt, hangt sterk af van het kortsluitvermogen op de foutlocatie en van de impedantie van de foutlus. Vlak bij een grote transformator met korte leidingen kunnen zeer hoge stromen optreden. Beveiligingstoestellen moeten die veilig kunnen uitschakelen en schakelinstallaties moeten de thermische en mechanische krachten kunnen weerstaan. Aan het einde van lange leidingen of bij hoogohmige fouten kan de stroom daarentegen zo klein zijn dat overstroombeveiligingen niet of niet snel genoeg uitschakelen. Voor laagspanningsinstallaties bestaat daarvoor een basisregel: het product van lusimpedantie en uitschakelstroom van het beveiligingstoestel mag de nominale spanning ten opzichte van aarde niet overschrijden. Wordt aan deze voorwaarde niet voldaan, dan zijn andere beveiligingsprincipes nodig, zoals differentieelbeveiligingen, isolatiebewaking of extra beschermende potentiaalvereffening.

Netvorm, aarding en beveiligingsconcept

  • TN-systeem: Eén punt van de stroombron, meestal het sterpunt van de transformator, is geaard. De behuizingen van het elektrisch materieel zijn via de beschermingsleider met dit punt verbonden. Bij een lichaamsgeleiding vloeit de foutstroom via de beschermingsleider terug naar de bron en is meestal groot genoeg voor uitschakeling door een zekering of installatieautomaat. Volgens DIN VDE 0100-410 geldt in 230/400-V-netten voor eindstroomkringen tot 32 A een maximale uitschakeltijd van 0,4 s. Voor distributiestroomkringen en grotere eindstroomkringen bedraagt die 5 s.

  • TT-systeem: De behuizingen van het elektrisch materieel zijn aangesloten op een eigen installatieaarding die gescheiden is van de bedrijfsaarding van de bron. De aardingsweerstanden beperken de foutstroom. De uitschakeltijden van 0,2 s voor eindstroomkringen tot 32 A en 1 s voor overige stroomkringen zijn bij realistische aardingsweerstanden in de praktijk meestal alleen met differentieelbeveiligingen te halen.

  • IT-systeem: De actieve geleiders zijn ten opzichte van aarde geïsoleerd of slechts via een hoge impedantie geaard. Bij de eerste aardsluiting vloeit meestal slechts een kleine foutstroom. Die moet door een isolatiebewaking worden gemeld, maar de bedrijfsvoering mag doorgaan. Dit wordt bijvoorbeeld gebruikt in medisch gebruikte ruimten of in industriële processen die niet onderbroken mogen worden. Treedt een tweede fout op bij een andere geleider, dan ontstaat een dubbele fout, die de beveiligingstoestellen moeten uitschakelen.

Deze verschillen verklaren waarom dezelfde soort fout in verschillende installaties verschillende gevolgen heeft. Een beschadigde kabel kan in het ene net een hoge kortsluitstroom veroorzaken en in het andere net eerst alleen de isolatiebewaking laten aanspreken. Beslissend is vooral welke terugweg de stroom neemt: daarvan hangt af of een beveiligingstoestel de fout überhaupt herkent en hoe snel het reageert. In midden- en hoogspanningsnetten bepaalt de wijze van sterpuntbehandeling (stijf, laagohmig, gecompenseerd of geïsoleerd) de hoogte van de aardsluitstromen en daarmee het concept van de netbeveiliging.

Extra bescherming met 30 mA in Duitsland

Voor de personenbescherming eist DIN VDE 0100-410 in de versie van 2018-10 voor nieuw aangelegde TN- en TT-wisselstroominstallaties in bepaalde stroomkringen een extra bescherming door differentieelbeveiligingen met een nominale differentieelstroom van ten hoogste 30 mA. Dat geldt voor stopcontacten tot 32 A die door leken en voor algemeen gebruik worden gebruikt, voor eindstroomkringen tot 32 A voor draagbaar materieel buitenshuis en voor verlichtingsstroomkringen in woningen. Voor bijzondere ruimten en installaties, zoals badkamers of laadpunten, bevat de normenreeks 700 aanvullende eisen. Bestaande installaties genieten in beginsel bestandsbescherming. Bij wijzigingen, uitbreidingen of keuringen kan echter aanpassing achteraf nodig zijn. De 30 mA beschermt mensen; de brandbeveiligende werking is beperkt: als brandbeveiligingsmaatregel worden vaak ook RCD's van 300 mA ingezet.

Foutstromen in netten met vermogenselektronica

Fotovoltaïsche installaties, batterijopslag, laadinfrastructuur, windturbines en aandrijvingen met frequentieomvormer verhogen het aandeel vermogenselektronisch materieel, en dat verandert foutstromen op twee niveaus. In het net leveren synchrone generatoren bij kortsluiting kortstondig een veelvoud van hun nominale stroom. Omvormers beperken hun stroom daarentegen elektronisch, meestal tot ongeveer één tot anderhalf keer de nominale stroom. Hoe zij zich bij een fout gedragen, hangt af van de regeling, de netaansluitvoorschriften en de beveiligingsparameters. De foutstroom kan daardoor kleiner, korter of in zijn fasepositie anders zijn dan bij roterende machines. Beveiligingsconcepten die op hoge overstromen steunen, werken daarom niet automatisch even goed. Netbeheerders moeten beveiligingsrelais, aardingsconcepten en uitschakelvoorwaarden dienovereenkomstig toetsen.

In eindstroomkringen kunnen omvormers bovendien gladde gelijkfoutstromen of foutstromen met hogere frequenties opwekken. Differentieelbeveiligingen zijn daarop in verschillende mate berekend. Type AC detecteert alleen sinusvormige wisselfoutstromen en is in Duitsland volgens DIN VDE 0100-530 niet toegelaten. Type A detecteert bovendien pulserende gelijkfoutstromen en verdraagt gladde gelijkstroomcomponenten slechts tot ongeveer 6 mA. Type F detecteert daarenboven gemengde frequenties tot ongeveer 1 kHz. Het alstroomgevoelige type B detecteert ook gladde gelijkfoutstromen en hogere frequenties. Een te grote gelijkcomponent kan een type-A-schakelaar „blind” maken, zodat hij in het ernstigste geval niet uitschakelt.

Voor laadpunten van elektrische voertuigen eist DIN VDE 0100-722 dat elk aansluitpunt een eigen differentieelbeveiliging van ten hoogste 30 mA krijgt. Bovendien moet het beschermd zijn tegen gladde gelijkfoutstromen. Daarvoor zijn er twee gelijkwaardige wegen: een RCD van type B, of een RCD van type A of F samen met een gelijkfoutstroomdetectie volgens IEC 62955 die vanaf 6 mA uitschakelt. Deze detectie is in veel wallboxen al ingebouwd.

Typische misverstanden

Foutstroom is geen stroomverspilling en geen inefficiënt gebruikt verbruik, maar een gevaarlijke of ongewenste stroomweg. Daarvan te onderscheiden is de lekstroom: die vloeit bij veel toestellen ook in foutvrije werking af, bijvoorbeeld via ontstoringsfilters, naar aarde of naar de beschermingsleider. Als zich in een stroomkring veel lekstromen optellen, kan een RCD uitschakelen zonder dat er een isolatiefout is. Waar de grens ligt tussen toelaatbare lekstroom en fout, hangt af van het toestel, de productnorm en de beveiligingsmaatregel.

Een ander misverstand is dat elke zekering mensen betrouwbaar tegen elektrische schok beschermt. Zekeringen en installatieautomaten dienen vooral voor de overstroombeveiliging van leidingen en installaties. De foutbescherming nemen zij alleen over wanneer de foutlus laagohmig genoeg is om de uitschakeltijd te halen. Tegen stromen in het milliampèrebereik door het lichaam beschermen zij niet. Ook een FI-schakelaar vervangt noch een vakkundige aarding, noch een correcte leiding van de beschermingsleider, noch een regelmatige keuring van de installatie. Hij maakt deel uit van een beveiligingsconcept en is er geen vervanging van.

Ook de aanname dat een hoge foutstroom altijd erger is dan een lage, is te grof. Hoge foutstromen zijn destructief en stellen hoge eisen aan het schakelvermogen van de beveiligingstoestellen, maar worden snel herkend. Kleine foutstromen kunnen daarentegen lang onopgemerkt blijven en zo brand- of aanraakgevaar scheppen. Beveiligingstechniek beoordeelt daarom stroomsterkte, tijd, stroomweg, spanning en schakelvermogen gezamenlijk.

Institutionele en economische betekenis

De bescherming bij foutstromen is vastgelegd in normen, technische aansluitvoorwaarden en bedrijfsvoorschriften, omdat afzonderlijke verkeerde beslissingen verder kunnen reiken dan de betrokken installatie. Een verkeerd gedimensioneerd beveiligingstoestel schakelt bij een fout mogelijk niet uit. Ontbrekende selectiviteit kan onnodig grote gebieden uitschakelen. Een ongeschikt RCD-type kan blind worden of ongewenst uitschakelen. Daaruit ontstaan kosten voor planning, keuring, documentatie en onderhoud, die in de stroomprijs nauwelijks zichtbaar zijn maar bij een veilige voorziening horen. Voor netbeheerders is de omgang met foutstromen deel van de leveringskwaliteit, voor installatiebeheerders deel van bedrijfsveiligheid en aansprakelijkheid, en voor fabrikanten beïnvloedt hij het productontwerp en de isolatiecoördinatie. Met warmtepompen, laadpunten, batterijopslag en PV-omvormers in grote aantallen wint dit niveau in laag- en middenspanningsnetten aan gewicht.

Foutstroom duidt daarmee een foutieve toestand aan die men beschrijft via stroomweg, stroomsterkte en duur. Beheersbaar is hij alleen via het samenspel van aarding, beveiligingstoestel, netvorm en bedrijfsvoorschrift. Elektrische veiligheid ontstaat dus niet doordat er geen fouten optreden. Zij ontstaat doordat een installatie fouten ondubbelzinnig herkent, plaatselijk begrenst en tijdig uitschakelt.

Bronnen

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 11.11.2026 19:47

© 2026 Erik Schmidt. All rights reserved. Quotations with a link to the source are welcome.