Aarding middenspanning station: ontwerp, metingen en oplevercriteria (TN/TT/IT, aardnet, stap- en aanraakspanning)

Aarding middenspanning station is één van de meest onderschatte onderdelen in het ontwerp- en oplevertraject van een compactstation of containerstation. En juist dát maakt het een ‘pijnpunt’: pas laat in het project (bij inbedrijfstelling of netbeheerder-acceptatie) komen vragen over aardingsstelsel, aardnet, stap- en aanraakspanning en meetrapportages op tafel. Met als gevolg: vertraging, extra graafwerk, aanpassingen in het station en discussie over verantwoordelijkheden.

Wil je dit in één keer goed doen? Betrek aardingsontwerp en veiligheidsverificatie vroeg in de engineering. M2E kan daarbij ondersteunen met engineering, testen en inbedrijfstellen als onderdeel van het totaaltraject (diensten & service). In dit artikel krijg je een praktisch kader voor ontwerpkeuzes, metingen en oplevercriteria.

Waar gaat aarding bij MV-stations écht over?

Bij een MV-station (bijv. 10 kV of 20 kV) heeft aarding drie hoofddoelen:

Persoonsveiligheid: stap- en aanraakspanningen begrenzen bij (aard)fouten.
Bedrijfszekerheid: foutstromen gecontroleerd afvoeren, storingen selectief laten afschakelen.
Compliance: aantoonbaar voldoen aan normen/voorschriften én netbeheerder-eisen (plan van eisen).

Netbeheerders benoemen aarding en potentiaalvereisten expliciet in hun plan van eisen voor stations die (direct of indirect) op het net worden aangesloten. In dezelfde documenten staan vaak ook eisen aan onder meer beveiligingen en stationveiligheid. (plan van eisen netbeheerders voor compactstations)

1) Wanneer welk aardingsstelsel (TN/TT/IT) bij MV/LV-interfaces?

De keuze voor TN, TT of IT speelt vooral aan de laagspanningszijde van de transformator, maar hangt direct samen met:

de aardingsfilosofie van de netbeheerder (overdrachtspunt, netovername/inkoopstation, meet- en beveiligingsconcept),
de bedrijfsvoering (continuïteit, storingsstrategie),
en het aardnet (potentiaalvereffening in/om het station).

TN-stelsel (meest voorkomend bij private LV-distributie)

Kenmerk: de nul (sterpunt) is geaard en de beschermingsleiding (PE) is gekoppeld aan dezelfde aardreferentie. In de praktijk zie je vaak TN-S (gescheiden N en PE) in moderne installaties.

Wanneer logisch?

Bij bedrijfsinstallaties met veel vaste verbruikers en een duidelijke hoofdverdelerstructuur.
Als je een voorspelbaar foutstroompad wilt voor snelle afschakeling met overstroombeveiliging.

Let op: TN werkt alleen ‘zoals bedoeld’ als je lage impedantie in het foutpad borgt (vereffening, geleiders, verbindingen). Slechte verbindingen geven hogere aanraakspanningen én selectiviteitsproblemen.

TT-stelsel (vaak bij situaties met beperkte PE/N-koppeling of specifieke eisen)

Kenmerk: de installatie heeft een eigen aardelektrode; foutstromen lopen via aarde terug. Beveiliging tegen indirect aanraken steunt dan doorgaans sterker op aardlekbeveiliging (RCD’s), zeker in eindgroepen.

Wanneer kom je dit tegen?

Bij specifieke projecten waar scheiding tussen net- en installatieaarde gewenst/vereist is.
Bij locaties waar TN-inrichting niet haalbaar of niet wenselijk is door de configuratie.

Praktische consequentie: het aardnet en de aardverspreidingsweerstand worden kritischer, omdat ze het foutgedrag en de aanraakspanning direct beïnvloeden.

IT-stelsel (continuïteit-first, maar engineering-intensiever)

Kenmerk: geen directe verbinding van actieve delen met aarde (of via hoge impedantie). De eerste aardfout leidt meestal niet direct tot afschakeling; isolatiebewaking is essentieel.

Wanneer zinvol?

Bij processen waar uitval door één aardfout niet acceptabel is (kritische bedrijfsvoering).
Wanneer je organisatorisch en technisch volwassen bent in storingsopvolging (IMD/alarmering, onderhoud).

Valkuil: IT ‘krijg je niet cadeau’. In de praktijk gaat het mis bij uitbreidingen (PV/EV/BESS) waarbij de isolatiebewaking, EMC en foutdetectie niet integraal zijn ontworpen.

Relatie met netbeheerder-aarding en overdrachtsgrens

Bij een aansluiting via een netbeheerders inkoopstation ligt een deel van de installatie (en daarmee ook de aardingsfilosofie rondom overdracht en beveiliging) aan netbeheerderzijde; jouw ontwerp moet hierop aansluiten. (wat is een netbeheerders inkoopstation?)

Praktijktip: leg in de ontwerpfase al vast waar de overdrachtsgrens zit en welke verbindingen wel/niet zijn toegestaan (aarde, kabelschermen, metalen mantelbuizen, hekwerk, leidingwerk). Dit voorkomt later ‘verkeerde koppelingen’ en afkeur bij oplevering.

2) Ontwerp van het aardnet: ringaarde, aardelektroden en vereffening

Een goed aardnet is geen losse aardpen “omdat het moet”, maar een potentiaalvereffeningsconcept rond het gehele station en de directe omgeving. Doel: bij een MV-aardfout blijven spanningsverschillen binnen veilige grenzen.

Basisopbouw (praktisch en robuust)

Ringaarde rondom het station (in de grond), bij voorkeur als gesloten lus.
Aardelektroden (pennen/strip/roosters) waar nodig om spreidingsweerstand en potentiaalverdeling te verbeteren.
Hoofdpotentiaalvereffening (HPE) in het station: één duidelijk aardrail-/aardklemmenbord met aantoonbare verbindingen.
Koppelen van metalen delen: behuizing, deuren/frames, transformatortank, MS-schakelinstallatie, LS-verdeler, kabeldraagsystemen, ventilatieroosters, etc.

Kabelschermen en mantelverbindingen

Bij middenspanningskabels bepalen schermverbindingen mede:

de foutstroompaden (waar loopt de aardfoutstroom werkelijk?),
de EMC-robustheid (zeker bij omvormers/BESS),
en de kans op ongewenste circulatiestromen.

Ontwerp daarom expliciet: single-point of multi-point aarding van schermen (projectafhankelijk), inclusief documentatie op as-built tekeningen.

Potentiaalvereffening in en rond compact-/containerstations

Juist bij compacte behuizingen is het risico groot dat “alles wel metaal is, dus zal wel goed zijn”. In werkelijkheid ontstaan gevaarlijke potentiaalverschillen door:

gelakte/geroeste contactvlakken,
trillingen en loslopen van verbindingen,
corrosie door vocht/zoute omgeving,
en onduidelijke scheiding tussen functionele aarde en beschermingsaarde.

Ontwerprichtlijn in plain Dutch: maak vereffening zichtbaar, meetbaar en onderhoudbaar. Denk aan gemarkeerde aardpunten, boutverbindingen met juiste ringen, corrosiebescherming en testvoorzieningen.

3) Stroompaden bij MV-aardfout: impact op aardfoutstromen, raakspanningen en selectiviteit

Een MV-aardfout is geen ‘abstract’ scenario. Het bepaalt direct:

hoe hoog de aardfoutstroom kan worden (en hoe lang die kan blijven lopen),
welke aanraakspanning optreedt op metalen delen,
en of beveiligingen selectief afschakelen (zodat niet onnodig grote delen uitvallen).

Waar loopt de foutstroom?

Typische paden (afhankelijk van stelsel/net):

via het aardnet/ringaarde en de bodem naar het net,
via kabelschermen en metalen mantels naar andere stations/velden,
via constructies (hekwerk, leidingen, wapening) als die zijn meegekoppeld,
via de transformator (sterpunt) naar de LV-installatie-aarde (bij bepaalde configuraties).

Waarom dit ertoe doet: als foutstroom onverwacht via kabelschermen of “vreemde metalen” gaat lopen, kun je lokaal hogere potentiaalstijgingen krijgen, én beveiligingen kunnen anders reageren dan berekend.

Koppeling met beveiligingsinstellingen

Netbeheerders sturen vaak op een aantoonbaar en voorspelbaar beveiligingsconcept (inclusief instellingen en aanspreektijden). Aarding en beveiliging zijn daarbij onlosmakelijk verbonden: hoe sneller en selectiever de fout wordt afgeschakeld, hoe kleiner de blootstellingsduur aan gevaarlijke aanraakspanning.

In het netbeheerderstraject worden eisen aan o.a. beveiligingsinstellingen expliciet genoemd in het plan van eisen voor compactstations. (netbeheerders: plan van eisen)

Tussentijdse CTA: zit je in nieuwbouw of uitbreiding (PV/EV/BESS) en wil je voorkomen dat aarding en beveiliging pas laat ‘botsen’? Plan dan vroeg een engineering- of afstemmoment in via contact of bekijk onze integrale aanpak op diensten.

4) Meten en aantonen: wat moet je meten en wat zet je in het opleverdossier?

Bij oplevering gaat het niet alleen om “het is aangesloten”, maar om aantoonbare veiligheid. In bestaande M2E-installatietrajecten is meten en documenteren een vast onderdeel van testen en inbedrijfstelling. (installatieprocedure & oplevering)

Aardverspreidingsweerstand (Ra)

Doel: inzicht in de kwaliteit van de aardelektrode/aardnet t.o.v. de bodem. Let op dat ‘een lage Ra’ niet automatisch betekent dat stap- en aanraakspanningen overal veilig zijn, maar het is wél een belangrijke basisparameter.

Continuïteit van vereffening (bonding)

Doel: aantonen dat alle te vereffenen metalen delen daadwerkelijk met het aardnet verbonden zijn (lage weerstand, betrouwbare verbinding). Dit is vaak waar praktijkfouten zichtbaar worden: onderbroken vlechtbanden, slecht contact door coating, of vergeten koppelingen.

Impedantie/loop (waar relevant aan LV-zijde)

Doel: verifiëren dat foutstromen op LV-zijde tot tijdige afschakeling leiden conform gekozen stelsel en beveiligingsopzet. Dit is vooral belangrijk bij TN-configuraties en bij het borgen van aanspreekvoorwaarden.

Stap- en aanraakspanningsbeoordeling

Dit is het kernonderwerp waar netbeheerders en veiligheidsverantwoordelijken op ‘aanhaken’:

Stapspanning: spanningsverschil dat een persoon kan overbruggen met twee voeten op de grond.
Aanraakspanning: spanningsverschil tussen een aangeraakt metalen deel en de standplaats.

In de praktijk gebeurt dit via een combinatie van ontwerpkeuzes (aardnetgeometrie, vereffening) en verificatie (meting en/of berekening afhankelijk van de situatie). Zeker bij stations in publieke of semi-publieke ruimte (hekwerk, looppaden) is dit cruciaal.

Meetrapportage en opleverdossier: wat hoort erin?

As-built aardings- en vereffeningstekening (met aardpunten, doorsneden, verbindingen).
Meetrapport aardverspreidingsweerstand (methode, opstelling, meetcondities).
Continuïteitsmetingen van vereffening (meetpuntenlijst).
Resultaten van relevante LV-metingen (bijv. impedantie/loop waar van toepassing).
Onderbouwing stap- en aanraakspanningen (met uitgangspunten, scenario’s, conclusies).
Foto’s van kritieke verbindingen vóór dichtzetten/afwerking (bewijsvoering bij latere discussie).

5) Veelgemaakte fouten in de praktijk (en hoe je faalkosten voorkomt)

Onderstaande fouten zien we opvallend vaak bij uitbreidingen (PV/EV/BESS) en bij projecten waar civiel, elektrotechnisch en netbeheerder-afstemming niet geïntegreerd is.

Fout 1: “Even” extra koppelingen maken zonder aardingsplan

Onbedoelde verbindingen via hekwerk, leidingwerk of wapening.
Kabelschermen aan beide kanten geaard terwijl single-point bedoeld was (of andersom).

Voorkomen: één aardingssingle-line (concept) + as-built discipline, inclusief scherm-aardingsstrategie.

Fout 2: Corrosie en mechanische degradatie

Vlechtbanden en klemmen in vochtige putten zonder bescherming.
Staal/koper combinaties zonder passende overgang/anti-corrosie maatregelen.

Voorkomen: materiaalkeuze, corrosiebescherming, inspecteerbare verbindingen en periodieke controle.

Fout 3: Onderbroken potentiaalvereffening door bouwkundige afwerking

Coating/lak onder aardklemmen, waardoor “elektrisch contact” ontbreekt.
Nieuwe deur/rooster geplaatst zonder aardbrug.

Voorkomen: duidelijke HPE-punten, checklist bij montage, continuïteitsmetingen als harde acceptatie-eis.

Fout 4: EMC/afscherming onderschat bij BESS en omvormers

Omvormers en BESS-systemen kunnen hogere HF-storingscomponenten introduceren. Als aarding en afscherming niet goed zijn ontworpen, krijg je:

onverklaarbare storingen in meet- en besturingssignalen,
ongewenste lekstromen,
en ‘vage’ problemen die pas na commissioning boven water komen.

Voorkomen: aarding + EMC als één ontwerpdiscipline behandelen (routing, schermterminatie, equipotential bonding).

Praktische checklist: zo voorkom je late afkeur

Leg vroeg vast: TN/TT/IT-keuze en overdrachtsgrens netbeheerder/klant.
Maak een aardingsontwerp met ringaarde, elektroden en vereffening (inclusief kabelschermen).
Stem beveiligingsconcept en aardfoutscenario’s af (selectiviteit + veiligheid).
Plan metingen en bewijsvoering als deliverable (niet als “extra”).
Lever op met een compleet opleverdossier (as-built + meetrapporten + onderbouwingen).

Samenvatting

Aarding middenspanning station draait om aantoonbare veiligheid (stap- en aanraakspanning), voorspelbare foutstroompaden en een opleverdossier dat aansluit op netbeheerder-eisen. De sleutel is: ontwerp aarding niet als ‘detail’, maar als integraal onderdeel van engineering, beveiliging en commissioning. Daarmee voorkom je faalkosten en projectvertraging.

Veelgestelde vragen (FAQ)

Wat is het belangrijkste doel van aarding bij een middenspanningsstation?

Persoonsveiligheid: het beperken van gevaarlijke stap- en aanraakspanningen bij aardfouten, én het mogelijk maken van snelle/selectieve afschakeling door beveiligingen.

Wanneer kies je TN, TT of IT bij een MV/LV-station?

Dat hangt af van de LV-distributiefilosofie, de bedrijfsvoering (continuïteit), en de eisen aan foutafschakeling en meet-/beveiligingsconcept. Daarnaast moet je aansluiten op de netbeheerder-afspraken rond overdracht, aarding en beveiliging.

Is een lage aardverspreidingsweerstand voldoende om stap- en aanraakspanning veilig te houden?

Nee. Een lage Ra helpt, maar veilige stap- en aanraakspanningen hangen ook af van de geometrie van het aardnet, vereffening van metalen delen, de foutstroom en de foutduur (beveiligingsaanspreektijd).

Wat moet er minimaal in een opleverdossier aarding staan?

As-built aardings-/vereffeningstekeningen, meetrapport aardverspreidingsweerstand, continuïteitsmetingen, relevante LV-verificaties (waar van toepassing) en een onderbouwing van stap- en aanraakspanningen inclusief uitgangspunten.

Welke fout veroorzaakt het vaakst vertraging bij oplevering?

Onvolledige of onduidelijke potentiaalvereffening (vergeten/onderbroken verbindingen) in combinatie met ontbrekende meet- en bewijsdocumentatie.

Offerte of hulp nodig?

Wil je zeker weten dat het aardingsconcept van jouw (nieuwe of uit te breiden) MV-station in één keer klopt—incl. metingen, rapportage en afstemming met netbeheerder? Neem dan contact op voor een concrete projectinventarisatie of vraag direct een offerte aan via contact. Voor onze totale aanpak van engineering tot testen en inbedrijfstellen kun je ook terecht op m2e.nl/diensten.

Gerelateerde pagina’s