Het elektriciteitsnet en de rol van randaarde.

Zo ziet ons electriciteitsnet eruit. G = electriciteitscentrale, middelste blokje is onze groepenkast, rechts is een lamp. Bruin en blauw komen bekend voor uit het schema van de vorige pagina. Bruin noemen we Faseleider (fase) en blauw noemen we nulleider (nul). Het zwarte blokje om de bruine draad in de groepenkast stelt een zekering voor met de waarde 16A. Deze zekering heeft 2 functies; beveiligen tegen overbelasting en beveiligen tegen kortsluiting

Als nu we nu fouten maken en een te zware lamp ophangen zal door fase en nul een te grote stroom gaan lopen. Gevolg kan zijn dat de draden te warm gaan worden en de draadisolatie zal smelten. Door nu een zekering van 16A op te nemen in de bruine draad zal de zekering eerder doorsmelten dan dat onze draad warm wordt Bepaalde draaddiameters kunnen bepaalde stromen hebben voordat ze warm worden. Bij een 16A zekering hoort 2,5mm2 draaddikte, dikkere draad kan ook gebruikt worden. Bij dunnere draden dan de aanbevolen 2,5mm2 kan de draad eerder warm worden dan dat de zekering doorsmelt. Gevolg kan zijn dat de draadisolatie kan smelten.

Kortsluiting kan ook ontstaan. In dit geval komen bruin en blauw tegen elkaar tussen groepenkast en lamp. De weerstand van de gesloten stroomkring wordt nu erg laag stel 0,1 ohm. Formule van de vorige pagina I=U/R > I=220/0,1 > I=2200A De zekering smelt binnen no-time door.

De rol van randaarde

Lampen zitten in armaturen. Armaturen kunnen van metaal zijn, evenals veel andere apparaten zoals wasmachines, broodroosters en noem het maar op. Als er nu een defect optreed in het apparaat dan kan de metalen behuizing onder spanning komen te staan. De Fasedraad (bruin) maakt kontakt met metalen behuizing. Als we nu de metalen behuizing aanraken hebben we een serieus probleem. De zwarte pijl stelt een menselijk lichaam voor.

Er loopt nu stroom van spoel van generator electriciteitscentrale - door bruine draad - door zekering - door bruine draad - metalen behuizing - menselijk lichaam - aardkorst - aardpen elektriciteitscentrale - klein stukje blauwe draad - spoel van generator electriciteitscentrale. We hebben dus een gesloten stroomkring via het menselijk lichaam, de gevolgen voor het menselijke lichaam laten zich raden. (Een aardpen is een metalen pen ongeveer 25m. diep in de grond geslagen. Verdere uitleg over een aardpen voert te ver).

Kunnen we elektrocutie via metalen behuizingen voorkomen?

De groen/gele draad rechts in de tekening is een verbinding tussen metalen behuizing en onze (huis)aardpen. Nu treedt er weer sluiting op tussen fasedraad (bruin) en metalen huis van de lamp. Ook nu weer hebben we een gesloten stroomkring; spoel van generator - door bruine draad en zekering - metalen behuizing - groen/gele draad - aardpen huis - aardkorst - aardpen elektriciteitscentrale - klein stukje blauwe draad - spoel van generator. De weerstand van deze gesloten stroomkring moet van de wetgever (nen-normen) erg laag zijn. In de orde van grootte van 3 ohm. Weer de wet van ohm; I=U/R = 220/3 = 73A De zekering in onze groepenkast zal zeer snel doorsmelten (in orde van grootte 0,1 s.). De zekering zal doorgesmolten zijn voordat wij ge-elektrocuteerd zijn. Of (beter nog) de zekering zal doorgesmolten zijn voordat wij de metalen behuizing aanraken.