Foutlusimpedantie meten: wat zegt de meetwaarde werkelijk?
Een foutlusimpedantiemeting geeft meer informatie dan alleen een getal in ohm. De meetwaarde vertelt iets over de kwaliteit van het foutstroompad én over de stroom die bij een fout kan gaan lopen. Daarmee is de meting belangrijk voor het beoordelen van de automatische uitschakeling van een installatie.
Maar wat betekent een waarde van bijvoorbeeld 0,35 Ω of 2,1 Ω nu werkelijk? En waarom meet een installatietester soms Zs, Ze of Zi?
In dit artikel leggen we uit hoe je de meetwaarde interpreteert, wat de relatie is met de verwachte kortsluitstroom en wanneer een hoge waarde aanleiding is voor nader onderzoek.
Wat is foutlusimpedantie?
Bij een fout tussen fase en aarde ontstaat een stroomkring. De stroom loopt vanaf de bron via de fasegeleider naar het foutpunt en vervolgens via de beschermingsleiding en het aardingssysteem terug naar de bron.
De impedantie van deze volledige kring noemen we de foutlusimpedantie Zs.
Een eenvoudige voorstelling is:
bron → fasegeleider → foutpunt → PE → bron
Hoe lager de impedantie, hoe groter de foutstroom die kan lopen. Een lage Zs is daarom belangrijk om ervoor te zorgen dat de bijbehorende beveiliging snel genoeg kan uitschakelen.
Bij het controleren van een installatie gaat het dus niet om de vraag of de weerstand "laag genoeg" is op zichzelf. De waarde moet worden beoordeeld in relatie tot de toegepaste beveiliging en de vereiste uitschakelkarakteristiek.
Zs, Ze en Zi: wat is het verschil?
De begrippen worden in de praktijk nogal eens door elkaar gebruikt.
Zs – foutlusimpedantie
Zs is de impedantie van de volledige foutlus tussen fase en beschermingsleiding:
L → PE → bron → L
Dit is de belangrijkste waarde wanneer je wilt beoordelen of een TN-installatie bij een aardfout automatisch kan uitschakelen.
Een installatietester toont bij deze meting vaak ook de berekende mogelijke foutstroom.
Ze – externe lusimpedantie
Ze is de impedantie van het deel van de foutlus dat buiten de installatie ligt. Denk hierbij aan de netbron, de voedingskabel en het externe aardingspad.
In een vereenvoudigde benadering geldt:
Zs ≈ Ze + impedantie van de installatie
Meet je Ze bij het begin van de installatie en vervolgens Zs aan het eind van een eindgroep, dan zie je hoeveel impedantie de installatie zelf aan de foutlus toevoegt.
Zi – circuitimpedantie L-N
Zi wordt gebruikt voor de impedantie tussen fase en nul:
L → N
Dit is dus niet hetzelfde als de foutlusmeting L-PE. Zi wordt onder andere gebruikt voor het bepalen van de mogelijke kortsluitstroom bij een fase-nulfout.
Meetwinkel omschrijft Zi als de circuitimpedantie tussen L en N en Zs als de impedantie tussen L en PE.
Van impedantie naar kortsluitstroom
Een lage foutlusimpedantie betekent een hogere mogelijke foutstroom. In de eenvoudigste benadering kun je dit berekenen met de wet van Ohm:
Ik = U₀ / Zs
Bij een netspanning van 230 V en een gemeten Zs van 0,50 Ω:
Ik = 230 / 0,50 = 460 A
De installatietester kan deze waarde doorgaans automatisch berekenen en als PFC, PEFC of mogelijke foutstroom weergeven, afhankelijk van merk en type instrument.
Let op: de berekening met 230 V is een vereenvoudigde benadering. Voor een formele beoordeling moet rekening worden gehouden met de toegepaste norm, de installatieconfiguratie en de karakteristieken van de beveiliging. Een meetwaarde moet daarom niet los van de rest van de installatie worden beoordeeld.
Waarom is de kortsluitstroom belangrijk?
Een beveiligingsautomaat of zekering moet bij een fout voldoende stroom zien om binnen de vereiste tijd uit te schakelen.
Stel dat een installatieautomaat bij een bepaalde foutstroom snel moet aanspreken. Als de foutlusimpedantie te hoog is, wordt de foutstroom kleiner. De automaat kan daardoor buiten het gewenste uitschakelgebied komen.
De keten is dus:
hogere Zs → lagere foutstroom → mogelijk langere uitschakeltijd
En omgekeerd:
lagere Zs → hogere foutstroom → sneller aanspreken van de overstroombeveiliging
Daarom is een Zs-meting geen doel op zich. De meetwaarde moet altijd worden gekoppeld aan het type en de nominale waarde van de beveiliging.
Zs en de uitschakeltijd
De vereiste uitschakeltijd wordt niet alleen bepaald door de gemeten impedantie. Ook het type beveiliging, de nominale stroom en de karakteristiek spelen een rol.
Een installatietester kan daarom, afhankelijk van het model, naast Zs en de mogelijke foutstroom ook een limiet of beoordeling tonen. Sommige testers laten de gebruiker het type zekering of installatieautomaat selecteren en vergelijken de gemeten waarde vervolgens met de ingestelde grens.
Een belangrijke praktijkregel is daarom:
Kijk niet alleen naar de ohm-waarde. Kijk naar wat die waarde betekent voor de toegepaste beveiliging.
Een Zs van 1,0 Ω kan in de ene situatie acceptabel zijn en in een andere situatie aanleiding geven tot nader onderzoek.
Meten achter een aardlekschakelaar
Een normale foutlusimpedantiemeting kan een aardlekschakelaar laten aanspreken. De teststroom loopt immers via de beschermingsleiding en wordt door de aardlekschakelaar als een verschil tussen heen- en retourstroom gezien.
Dat is vervelend als je meerdere metingen achter dezelfde aardlekschakelaar moet uitvoeren.
Daarom beschikken veel moderne installatietesters over een no-trip- of RCD-beveiligde Zs-meting. Daarbij gebruikt het instrument een meetmethode waarbij de aardlekschakelaar normaal gesproken niet hoeft af te schakelen.
Wat is een no-tripmeting?
Bij een no-tripmeting wordt de foutlusimpedantie gemeten zonder de aardlekschakelaar daadwerkelijk te laten aanspreken.
Dat maakt de methode praktisch bij metingen op bestaande eindgroepen.
Houd er wel rekening mee dat een no-tripmeting een andere meetmethode gebruikt dan een traditionele Zs-meting. De stabiliteit van de netspanning, parallelle circuits en de eigenschappen van het meetinstrument kunnen invloed hebben op het resultaat. De handleiding van de betreffende installatietester is daarom leidend.
Waarom wordt de waarde hoger bij lange kabels?
Een veel voorkomende reden voor een hogere Zs is simpelweg de lengte van de kabel.
Elke geleider heeft een bepaalde impedantie. Naarmate de kabel langer wordt, neemt de totale impedantie toe. Bij een fout moet de stroom bovendien zowel via de fasegeleider als via de beschermingsleiding terug.
Daarom kan een lange eindgroep bijvoorbeeld een duidelijk hogere Zs hebben dan de installatie direct bij de verdeler.
Dit heeft direct gevolgen voor de mogelijke foutstroom:
langere kabel → hogere Zs → lagere foutstroom
Dat betekent niet automatisch dat een lange kabel onveilig is. De gemeten waarde moet worden beoordeeld tegen de beveiliging en de voor de betreffende installatie geldende eisen.
Wat als de meetwaarde onverwacht hoog is?
Een hoge Zs hoeft niet meteen te betekenen dat er een ernstig defect aanwezig is. Het is wel een signaal om de oorzaak te achterhalen.
Controleer bijvoorbeeld:
- de lengte van de eindgroep;
- de aderdoorsnede;
- het type en de nominale waarde van de beveiliging;
- de overgangsweerstanden van verbindingen;
- aansluitingen in verdeelinrichtingen en lasdozen;
- de continuïteit en kwaliteit van de beschermingsleiding;
- stekerverbindingen en adapters;
- de meetmethode en gebruikte meetsnoeren;
- de netspanning tijdens de meting.
Een onverwacht hoge waarde die op meerdere meetpunten terugkomt, kan bijvoorbeeld wijzen op een hoge externe lusimpedantie. Een plotseling hogere waarde op één specifiek eindpunt vraagt eerder om onderzoek van de betreffende kabel, verbindingen of beschermingsleiding.
Ook een instabiele meetwaarde verdient aandacht. Herhaal de meting en controleer of de meetomstandigheden gelijk zijn.
Een voorbeeld uit de praktijk
Stel: bij de verdeler wordt een Zs van 0,40 Ω gemeten. Aan het einde van een lange eindgroep meet de installatietester 1,20 Ω.
De berekende foutstroom verandert dan aanzienlijk:
Bij 0,40 Ω:
230 / 0,40 = 575 A
Bij 1,20 Ω:
230 / 1,20 ≈ 192 A
De kabel heeft dus een aanzienlijk deel van de totale foutlusimpedantie toegevoegd.
Dat is precies waarom een meting aan het einde van een eindgroep meer zegt dan alleen een meting bij de hoofdverdeler. De beveiliging moet immers ook bij het verste punt van de groep voldoende snel kunnen uitschakelen.
Zs meten is meer dan een getal aflezen
Een goede interpretatie van een foutlusimpedantiemeting bestaat eigenlijk uit drie stappen:
1. Meet de impedantie
Bijvoorbeeld Zs = 0,75 Ω.
2. Bepaal de mogelijke foutstroom
Bij benadering: 230 / 0,75 ≈ 307 A.
3. Vergelijk met de beveiliging
Kan de toegepaste beveiliging bij deze foutstroom binnen de vereiste tijd uitschakelen?
Pas wanneer je deze drie gegevens samen bekijkt, krijgt de meetwaarde betekenis.
Welke installatietester heb je hiervoor nodig?
Voor een complete installatiecontrole is een installatietester praktischer dan een losse multimeter. Een geschikte installatietester kan, afhankelijk van het model, onder andere circuitimpedantie, isolatieweerstand, aardlekschakelaars en beschermingsleidingen testen.
Voor metingen aan wandcontactdozen, verdeelinrichtingen en andere aansluitpunten zijn bovendien passende meetadapters en meetsnoeren belangrijk. Voor specifieke toepassingen zijn er bijvoorbeeld adapters voor wandcontactdozen en driefasenaansluitingen.
Bij het kiezen van een tester is het verstandig niet alleen naar het aantal functies te kijken. Let ook op de beschikbare no-tripmeting, meetbereiken, nauwkeurigheid, veiligheidscategorie en de mogelijkheid om meetresultaten te registreren.
Bekijk installatietesters bij Meetwinkel.nl
Bekijk meetadapters en accessoires
Conclusie
De foutlusimpedantie vertelt hoeveel weerstand en reactantie de foutstroom in zijn weg tegenkomt. Zs beschrijft de volledige fase-aardefoutlus, Ze het externe deel daarvan en Zi de circuitimpedantie tussen fase en nul.
De belangrijkste les is dat een meetwaarde in ohm nooit op zichzelf staat. Een hogere Zs betekent een lagere mogelijke foutstroom en kan daardoor invloed hebben op de uitschakeltijd van de beveiliging. Lange kabels verhogen de impedantie, terwijl slechte verbindingen of problemen in de beschermingsleiding onverwacht hoge waarden kunnen veroorzaken.
Met een moderne installatietester kun je Zs bovendien vaak achter een aardlekschakelaar meten met een no-tripfunctie, zodat de beveiliging niet onnodig wordt aangesproken.
Een onverwacht hoge of sterk afwijkende meetwaarde is geen waarde om simpelweg te accepteren: onderzoek waarom de impedantie hoger is en beoordeel vervolgens of de beveiliging nog aan de vereiste uitschakelvoorwaarden voldoet.
Voor praktische metingen zijn een geschikte installatietester en de juiste meetadapters daarbij onmisbaar.