Aardingsstelsels in ATEX-installaties

Tijdens ATEX-inspecties gaat veel aandacht naar beschermingswijzen, temperatuurklassen en correcte Ex-markeringen. Toch blijft een fundamenteel onderdeel van de elektrische installatie vaak onderbelicht: het aardingssysteem. In veel industriële installaties blijkt dat de structuur van het voedingsnet historisch is gegroeid. Uitbreidingen, renovaties en tijdelijke voorzieningen hebben ertoe geleid dat verschillende aardingssystemen naast elkaar bestaan. In een explosiegevaarlijke omgeving kan dat meer invloed hebben op veiligheid dan vaak wordt aangenomen.

De manier waarop een elektrisch systeem is geaard bepaalt hoe foutstromen zich gedragen en hoe snel beveiligingen reageren. Dit principe is vastgelegd in IEC 60364, waarin de bekende netstelsels TT, TN en IT worden beschreven. Voor de dagelijkse elektrotechnische praktijk lijkt dit een klassiek onderwerp, maar in een explosiegevaarlijke atmosfeer kan het direct samenhangen met het ontstaan of juist voorkomen van ontstekingsbronnen.

In een TT-stelsel heeft de installatie een eigen aardelektrode die onafhankelijk is van de aarding van de transformator. Wanneer een isolatiefout optreedt, loopt de foutstroom via de aarde terug naar de bron. Omdat dit pad vaak een relatief hoge impedantie heeft, blijft de foutstroom beperkt. Daardoor zijn aardlekschakelaars noodzakelijk om fouten betrouwbaar te detecteren. In industriële omgevingen kan dit echter betekenen dat foutstromen minder voorspelbaar zijn en dat potentiaalverschillen tussen installatiedelen kunnen optreden.

In het TN-S-stelsel zijn de beschermingsgeleider en de nulgeleider volledig gescheiden. Bij een isolatiefout loopt de foutstroom via een lage impedantie terug naar de transformator. Dit resulteert in een hogere foutstroom, waardoor beveiligingen zoals installatie automaten of zekeringen snel kunnen uitschakelen. In procesinstallaties met explosiegevaarlijke zones is dit systeem daarom het meest gangbaar, omdat het een stabiele potentiaalvereffening combineert met betrouwbare fout afschakeling.

De meeste aandacht is nodig wanneer delen van een installatie nog volgens TN-C zijn uitgevoerd. In dit systeem worden de beschermingsfunctie en de nulgeleider gecombineerd in een PEN-geleider. Een onderbreking van deze geleider kan ervoor zorgen dat metalen behuizingen of constructiedelen onder spanning komen te staan. In een explosiegevaarlijke zone kan een dergelijk potentiaalverschil leiden tot ongewenste vonkvorming wanneer metalen delen met elkaar in contact komen.

De installatie richtlijnen voor explosieve atmosferen, zoals beschreven in IEC 60079-14, leggen daarom sterke nadruk op een betrouwbare potentiaalvereffening en het voorkomen van gevaarlijke spanningsverschillen. Hoewel de norm geen specifiek aardingssysteem voorschrijft, blijkt in de praktijk dat een consistente TN-S-structuur met goede equipotentiale verbindingen de meest robuuste oplossing vormt voor industriële ATEX-installaties.

Tijdens inspecties blijkt regelmatig dat het aardingssysteem nauwelijks wordt meegenomen in explosie veiligheidsdocumenten of inspectierapporten. Toch bepaalt juist dit systeem hoe foutstromen zich gedragen en hoe snel een elektrische fout wordt beëindigd. In een omgeving waar ontstekingsbronnen strikt moeten worden beheerst, is dat geen detail maar een essentieel onderdeel van de veiligheidsketen.

Explosieveiligheid draait daarom niet alleen om Ex-markeringen of beschermingswijzen. Soms begint het bij een basisvraag uit de elektrotechniek: hoe vindt de stroom zijn weg terug naar de bron?

#ATEX, #Explosieveiligheid, #ElectricalEngineering, #ProcessSafety, #IEC60079, #IndustrialSafety