Wat is het
Differentiaalstroom, ook wel verschilstroom genoemd, is het meetbare verschil tussen de elektrische stroom die via de fasedraad (L) een circuit of apparaat in gaat en de stroom die via de nuldraad (N) terugkeert. In een perfect functionerende installatie zijn deze twee stromen exact gelijk aan elkaar, maar in tegengestelde richting. Het nettoresultaat is nul. Wanneer een deel van de stroom een andere weg vindt, bijvoorbeeld via de aardedraad of het menselijk lichaam naar de grond, ontstaat er een onbalans. Dit verschil is de differentiaalstroom. Een aardlekschakelaar is speciaal ontworpen om deze differentiaalstroom te detecteren en de stroomvoorziening te onderbreken als deze een bepaalde drempelwaarde, zoals 30 milliampère (mA), overschrijdt. Dit is een fundamenteel principe voor de bescherming van personen tegen elektrische schokken, zoals voorgeschreven in de NEN 1010 norm.
Hoe werkt het
Het meten van differentiaalstroom gebeurt binnen in een aardlekschakelaar of aardlekautomaat met behulp van een somtransformator. Dit is een ringvormige ijzeren kern waar zowel de fasedraad als de nuldraad doorheen lopen. De draden zijn zo gewikkeld dat de magnetische velden die door de stroom worden opgewekt, elkaar in een normale situatie opheffen. De heengaande stroom creëert een magnetisch veld in de ene richting, en de terugkerende stroom een even groot veld in de tegenovergestelde richting. Het totale magnetische veld in de kern is daardoor nul.
Zodra er een lekstroom optreedt, is de stroom in de nuldraad kleiner dan in de fasedraad. De magnetische velden heffen elkaar niet langer volledig op. Er ontstaat een netto magnetisch veld in de kern. Om deze kern is ook een derde, zeer fijne draad gewikkeld: de meetspoel. Het veranderende magnetische veld induceert een kleine spanning en stroom in deze meetspoel. Deze stroom is sterk genoeg om een relais of een elektronisch circuit aan te sturen, dat op zijn beurt een veermechanisme activeert. Dit mechanisme onderbreekt het circuit vrijwel onmiddellijk, meestal binnen 30 milliseconden, en voorkomt zo gevaarlijke situaties.
Praktijkvoorbeeld
Stel, u gebruikt een oude waterkoker waarvan de interne bedrading beschadigd is geraakt door hitte. Een stroomvoerende draad maakt contact met de metalen behuizing. Als u de waterkoker aanraakt terwijl u met uw andere hand een geaard metalen aanrecht vasthoudt, zoekt de stroom de weg van de minste weerstand: via uw lichaam naar de aarde. Op dat moment is de stroom die terugvloeit via de nuldraad van de waterkoker kleiner dan de stroom die via de fasedraad binnenkomt. De aardlekschakelaar in de groepenkast detecteert dit verschil, de differentiaalstroom. Als dit verschil groter is dan 30 mA, schakelt de aardlekschakelaar direct de stroom uit. U voelt wellicht een korte schok, maar de snelle uitschakeling voorkomt ernstig letsel.
Wanneer een elektricien inschakelen
Het is verstandig een elektricien in te schakelen als uw aardlekschakelaar herhaaldelijk en zonder duidelijke aanleiding uitschakelt. Dit duidt op een persistente fout in de installatie of een aangesloten apparaat. Een elektricien kan met specialistische meetapparatuur, zoals een installatietester, de isolatieweerstand meten en de bron van de lekstroom opsporen. Schakel ook een professional in bij de installatie van nieuwe groepen of bij het aanpassen van de groepenkast. De elektricien zorgt ervoor dat de installatie voldoet aan de NEN 1010 en correct functioneert. Voor bedrijven en VvE’s is een periodieke keuring van de elektrische installatie volgens NEN 3140 zelfs verplicht, waarbij de correcte werking van de aardlekbeveiliging wordt getest.
Veelgemaakte fouten
Een veelvoorkomende fout is het negeren of herhaaldelijk resetten van een uitschakelende aardlekschakelaar zonder de oorzaak te achterhalen. Dit kan een gevaarlijke situatie in stand houden. Een andere technische fout is het incorrect aansluiten van bedrading in de groepenkast, bijvoorbeeld door de nuldraad van verschillende groepen achter de aardlekbeveiliging te combineren. Dit leidt direct tot een differentiaalstroom. Ook het aansluiten van te veel apparaten met een kleine, ingebouwde lekstroom (zoals computers en dimmers) op één groep kan de som van lekstromen boven de drempelwaarde brengen. Tot slot: de testknop van de aardlekschakelaar wordt vaak vergeten. Het wordt geadviseerd deze minstens tweemaal per jaar in te drukken om te controleren of het mechanisme nog naar behoren functioneert.