Aardlekschakelaar

Een aardlekschakelaar detecteert lekstroom in een circuit. Het controleert het verschil tussen de stroom die door de fase- en de nuldraad loopt. Als er een onbalans is, schakelt hij uit om te beschermen tegen elektrische gevaren. Dit artikel behandelt het ontwerp, de werking, de types en de voor- en nadelen van een aardlekschakelaar. Meer informatie over andere soorten stroomonderbrekers vindt u in ons artikel Hoe herkent u een stroomonderbreker?

Wat is lekstroom?

Lekstroom treedt op wanneer een elektrische stroom uit een elektrisch apparaat of circuit weglekt naar een onbedoeld pad. Deze lekkage kan onbedoeld zijn (bijv. losse draden) of opzettelijk, zoals elektrische apparatuur met kleine hoeveelheden lekstroom tijdens normaal bedrijf. In beide gevallen is bescherming tegen schokken essentieel. Onjuiste of gebrekkige bescherming kan leiden tot elektrische ongevallen, brand of schade aan de apparatuur.

Ontwerp van aardlekschakelaars

Zoals te zien is in figuur 2, heeft een aardlekschakelaar de volgende componenten:

• Fasedraad (A): De fasedraad is de stroomvoerende draad die de stroom van de voeding naar het circuit stuurt.
• Brekercontacten (B): De brekercontacten worden gesloten of geopend om te regelen of er al dan niet stroom door de aardlekschakelaar kan lopen.
• Nul draad (C): De nuldraad stuurt stroom terug naar de stroombron.
• Testknop (D): Met de testknop kunnen gebruikers snel testen of de stroomonderbreker goed werkt. Als u op de knop drukt, stopt de stroom door de vermogenschakelaar.
• Stroombegrenzende weerstand (E): Wanneer de testknop wordt ingedrukt, loopt er vanuit de fasedraad rechtstreeks stroom door de nuldraad. De weerstand voorkomt dat de stroom te hoog wordt.
• Detectiespoel (F): De sensorspoel draait om de kern en bepaalt of er evenwicht of onbalans is tussen de fase en de nul.
• Kern (G): De kern is gemaakt van ijzerhoudend materiaal. Sommige kernontwerpen hebben een plastic hoes voor isolatie en bescherming. De stromen van de fase- en neutrale draden creëren tegengestelde magnetische velden. De detectiespoel controleert of er een verschil is tussen de twee laatstgenoemde stromen.
• Relais (H): Wanneer er een onbalans is tussen de fase en de nul, zorgt het relais ervoor dat de contacten van de stroomonderbreker worden geopend.

Lees ons overzichtsartikel over stroomonderbrekers voor meer informatie over de werking en de soorten stroomonderbrekers.

Werking van de aardlekschakelaar

Wanneer er geen storing in het circuit is, is de stroom die door de fasedraad loopt gelijk aan de stroom die door de nuldraad loopt. Beide draden spoelen evenveel rond de kern, waardoor tegengestelde magnetische velden ontstaan. In dit geval vloeit er geen stroom door de detectiespoel.

Bij lekstroom vloeit er stroom van de fasedraad naar de aarde. Hierdoor ontstaat een onbalans tussen de fase en de nulleider. Daarom zijn de magnetische velden van de twee stromen niet in evenwicht.

De flux tussen de twee velden creëert een elektromotorische kracht die inwerkt op de detectiespoel. Dit creëert een stroom door de detectiespoel en het relais. Het relais dwingt de contacten van de vermogenschakelaar te openen, waardoor de stroom door de vermogenschakelaar stopt.

Soorten aardlekschakelaars

Een andere naam voor aardlekschakelaar is verliesstroomschakelaar. Daarom werken automaten met beide namen op dezelfde manier. Dit hoofdstuk behandelt enkele specifieke typen aardlekschakelaars die onder specifieke omstandigheden of in specifieke toepassingen werken.

Aardlekschakelaars met overstroombeveiliging

Een aardlekschakelaar met overbelastingsbeveiliging combineert de functies van een aardlekschakelaar en een overstroombeveiliging in één apparaat. Hij onderbreekt het circuit als hij lekstroom of overstroom detecteert. De overstroombeveiliging, bestaande uit een thermisch-magnetische uitschakeleenheid, controleert de stroom in het circuit en schakelt in als deze de nominale stroom overschrijdt, zodat schade door overbelasting wordt voorkomen.

Aardlekschakelaars

Een aardlekschakelaar detecteert lekstroom in laagspanningsinstallaties. De stroomonderbrekers kunnen worden geïnstalleerd in stopcontacten ter bescherming tegen elektrische schokken in natte ruimtes, zoals badkamers en keukens. Er zijn ook draagbare aardlekschakelaars verkrijgbaar om bescherming te bieden, ook al is de aardlekschakelaar niet op het circuit geïnstalleerd. Deze stroomonderbrekers detecteren en schakelen een circuit snel uit als er een verschil is in de hoeveelheid in- en uitstromende elektriciteit, zelfs bij slechts 4-5 milliampère.

Aardlekschakelaars

Aardfoutrelais worden in industriële systemen gebruikt ter bescherming tegen aardfouten. Ze bewaken de stroom van de nulleider en schakelen een aparte stroomonderbreker in als een storing meer dan 5 mA bedraagt. Deze relais beschermen tegen aardfouten en werken samen met een stroomonderbreker voor een uitgebreide bescherming. Ze worden gebruikt in toepassingen met hoge stromen waar meer dan standaard bescherming nodig is.

Voordelen en nadelen van aardlekschakelaars

Voordelen:

• Geen verbinding met de aarde: In tegenstelling tot een aardlekschakelaar kan een aardlekschakelaar aardlekkage detecteren zonder dat er een aarddraad nodig is.
• Testknop: Met de testknop op een aardlekschakelaar kunt u eenvoudig testen of de automaat al dan niet correct functioneert.
• Spanningsvariatie: Het stijgen en dalen van de spanning in de stroom kan worden gedetecteerd door een aardlekschakelaar.

Nadelen:

• Andere soorten storingen: Basis-aardlekschakelaars kunnen geen overstroom of kortsluiting detecteren. De eerste vereist een aardlekschakelaar met overbelastingsbeveiliging. Dit laatste vereist dat de aardlekschakelaar wordt gebruikt met een kleine automaat.
• Alleen fase naar aarde: De aardlekschakelaar beschermt alleen tegen elektrische schokken als de stroom van fase naar aarde loopt. Als de stroom van fase naar fase (door een individu) of van fase naar nul loopt, beschermt de aardlekschakelaar niet tegen schokken.
• Onjuist uitschakelen: Wanneer elektrische belastingen plotseling veranderen, vooral bij oudere apparaten, kan een deel van de stroom naar de aarde gaan. Dit kan ertoe leiden dat de aardlekschakelaar uitschakelt terwijl er geen gevaar is voor elektrische schokken.

Lees onze artikelen over kleine automaten, slimme automaten en aardlekschakelaars voor meer informatie over de kenmerken van verschillende soorten automaten.

FAQs

Waarom worden aardlekschakelaars gebruikt?

Aardlekschakelaars worden gebruikt ter bescherming tegen elektrische schokken in het geval dat de fasestroom naar de aarde gaat.

Aardlekschakelaar vs stroomonderbreker

Een aardlekschakelaar beschermt tegen elektrische schokken, terwijl een stroomonderbreker beschermt tegen elektrische gevaren die worden veroorzaakt door defecte circuits.