Is aarde wel aarde en heb je voor EMC aarde nodig?

Er zijn veel misverstanden in de elektrotechnische wereld als het om aarding gaat. Wat heeft aarde bijvoorbeeld met EMC te maken? Theo Gerritzen, Product Manager Kastsystemen bij Rittal en deskundige op het gebied van EMC en veiligheid rondom kasten, gaat hierover in gesprek met Mathieu Melenhorst, actief lid van de EMC/ESD Vereniging. Wat verstaat Melenhorst uit het oogpunt van EMC onder aarde?

Mathieu: Iedereen heeft een ander beeld bij aarde, en de normen en deskundigen zijn het ook niet met elkaar eens. De installatietechniek is de laatste decennia sterk veranderd: geen ster-driehoek en gloeilamp meer, maar softstarter, frequentieregelaar, schakelende voeding en LED-lamp. Er is verschil tussen het aardsymbool op tekening –het ‘harkje’- en hoe het aarden in de praktijk eruitziet. De groengele aardleiding is voor EMC niet noodzakelijk. Maar de eindgebruiker wil vaak die aardleiding zien omdat hij dat associeert met veiligheid. EMC is eigenlijk risicoanalyse. Door slimmer na te denken kun je er rekening mee houden en er op inspelen. Anticiperen versus reageren.

Theo: In het algemeen wordt het gebruik van een TN-C stelsel nu afgeraden vanwege de potentie tot veroorzaken van storing. In de vernieuwde NEN 1010:2015 wordt het TN-S stelsel aangeraden. In de schakel-, verdeel- of besturingskast heb je vooral te maken met veiligheid. Als je boven een veilige spanning komt, moeten delen waar stroom voerende componenten in gemonteerd zijn, aangesloten zijn op een beschermingsleiding. Ook moeten metalen delen van de kast potentiaal vereffend gemonteerd zijn als er geen stroomvoerende componenten gemonteerd zijn. De producent van de lege behuizing verklaart dit ook in de verklaring van conformiteit.

Mathieu: Het begrip ‘potentiaalvereffening’ is bij transiënten en hoge frequenties een verouderd begrip. Een kast kan een kooi van Faraday zijn maar verliest deze eigenschappen voor een groot deel wanneer kabels ongefilterd en/of onafgeschermd worden binnen gevoerd. Een kabelmantel wordt dan de voorzetting van de afscherming van de kast (lees: kooi) en die moet je heel goed afmonteren op de kastwand. De vraag is ook hoeveel demping je in de beoogde omgeving nodig hebt.

Theo: In de praktijk geeft een opdrachtgever lang niet altijd aan of hij in een industriële omgeving, een niet-industriële omgeving, een scheidingsvak of een overgangsvak bezig is. Maar dat moet allemaal wel vooraf bekend zijn: uitvoering van het stroomstelsel, IP-klasse, EMC aspecten, etcetera. Als je de exacte omgeving weet, kun je vanuit engineering heel veel doen. In NEN-EN-IEC 61439-1:2011 staat hiervoor een sjabloon met gebruikersinformatie.

Mathieu: Waar installateurs en eindgebruikers geen rekening mee houden is, dat aarding kan verouderen (met name door corrosie) en dat onderhoud nodig is om de EMC-functie en veiligheid te handhaven. Door corrosie kan de aardverbinding zich niet-lineair gaan gedragen en vergelijkbaar als een diode gaan functioneren. Je moet altijd in gedachten houden: wat is de functie van aarde? Je wijst een bepaald punt aan en noemt dat aarde of referentie. Veel installateurs rekenen nog met cos φ als het gaat om power quality. Met de moderne elektronica, die zich kenmerkt door een niet-lineaire belasting, moet je ook rekening gaan houden met het blindvermogen dat naast het reactieve blindvermogen ook het distorsievermogen bevat. Dat kan leiden tot dikkere bekabeling, derating van trafo’s en dergelijke. Op de ‘ouderwetse’ manier kun je voor vervelende verrassingen komen te staan.