EO

Het raadsel van Son en Breugel

24 februari 2020 om 15:23 uur

Er is veel gepubliceerd over de nieuwe ‘statische’ en ‘slimme’ meters, waarin naar voren is gekomen dat er situaties zijn waarin foutieve waarden voor het energieverbruik aangegeven werden. Zodoende zijn consumenten terecht alerter op mogelijke scenario’s waarin dit het geval is, en zo nu en dan is er een bijzonder geval waar het niet meteen overduidelijk is waar het probleem ligt of hoe dit is op te lossen. Dit geldt bijvoorbeeld voor het raadsel rond een oude oven in Son en Breugel…

 

Door: Niek Moonen, Universiteit Twente

 

Een consument in Nederland kreeg naar zijn mening een wel erg hoge energierekening gepresenteerd rondom de aansluiting van zijn nieuwe meter en ging ook zelf op onderzoek uit wat hiervan de oorzaak kon zijn. Zijn verbruik zou niet veranderd moeten zijn, aangezien er geen nieuwe apparatuur was aangeschaft en er was ook geen grote verandering in levensstijl die wellicht zou kunnen bijdragen aan de plotselinge verhoging in energie verbruik. Uiteindelijk was het probleem terug te leiden tot een relatief oude oven die 2 á 3 kW aan het verbruiken was in standby modus. De oplossing lijkt simpel, vervang de oven en alles is weer koek en ei. Hier zit een deel van de waarheid in, maar als de oven in uitgeschakelde stand 2 kW verbruikt, waar blijft dit vermogen dan? Tijd voor een grondige analyse, mede met behulp van studenten van de Universiteit Twente. 

 

Het begon in eerste instantie met de focus op de statische meter, aangezien de oven niet warm werd leek het vrij onlogisch dat er ook daadwerkelijk een stroom van ongeveer 8 A liep. De in serie geïnstalleerde controle meter, gaf ook een verbruik in uitgeschakelde stand aan van 2 kW. Ter verificatie werden met een oscilloscoop de stromen door de fase geleider gemeten, waarvan de resultaten in uitgeschakelde stand en ingeschakeld te zien zijn in Figuur 2. Eigenlijk niks bijzonders, en precies wat er verwacht werd, namelijk nauwelijks tot geen stroom in de standby modus. En plots gaven de energie meters ook geen verbruik meer aan .als de oven was uitgeschakeld. Wat was er veranderd?  

 

2Figuur 2: Stroom en spanning van de oven in uitgeschakelde modus (links) en in werkende modus (rechts)


3

Figuur 3. Stroom en spanning van de oven in uitgeschakelde modus 

 

Door het vele testen in verschillende situaties is de oven ook een aantal keer uit en in verschillende stopcontacten gestoken. Hierdoor zijn de fase en nul geleiders mogelijk omgedraaid t.o.v. de ovenstekker. Na het wederom omdraaien van de stekker, werd er opnieuw een meting uitgevoerd op de stroom in de fase draad aangezien de meters plotseling weer een verbruik aangaven. Het resultaat is te zien in figuur 3.

 

De te verwachte stroom van 8 A werd gemeten, waarna een simplistisch model is opgezet wat te zien is in figuur 4.
4Figuur 4: Uitgeschakelde oven. Links de situatie waarin alles correct werkt. Rechts de situatie waar de stekker is omgedraaid en plotseling vermogen ‘verloren' gaat.  

 

Aangezien de stroom die de oven vraagt groter is dan de lekstroom die is geobserveerd, zal deze in ingeschakelde toestand dus een lagere impedantie hebben dan de impedantie van het lekkende pad. Wat dan ook verklaart waarom de oven wel naar behoren werkt in beide situaties, aangezien de stroom het pad van minste impedantie volgt. In standby modus kan de oven echter gezien worden als een hoge impedantie waar geen stroom hoort te lopen. In deze modus ontstonden twee verschillende situaties die onderaan het figuur te zien zijn. De kortsluiting met de aarde kabel zorgde in het ene geval op een serie weerstand waarbij het effect te negeren valt, links in het figuur, en in de andere situatie voor een parallelle weerstand waarbij veel stroom, 8 A, ging lopen rechtstreeks op de aarde kabel.

 

Een oplettende lezer zou nu zeggen, "maar de aardlekschakelaar hoort er toch uit te vliegen als er meer dan 30 mA door de beveiligingsaarde geleider loopt?" Dat is helemaal correct, en dat had ook moeten gebeuren, maar wat de consument uiteraard niet heeft gedaan (zoals waarschijnlijk 95% van Nederland, de schrijver daaronder schalend) is de aardlekschakelaar regelmatig testen. Want dat was het echte probleem: een defecte aardlekschakelaar! Aangeraden wordt om minimaal 1 keer per jaar deze te testen, met als grootste argument om ongevallen te voorkomen, maar nu dus ook met de boodschap: wees geen dief van je eigen portemonnee. 

 

Reacties (9)

Beste allen, we zullen proberen hier wat duidelijk te verschaffen n.a.v. jullie reacties.

Ten eerste, figuur 4 is inderdaad incorrect, de labels van line en neutral hadden op dezelfde plek moeten blijven staan.

De 2 kW was ook een aandachtspunt, met voornamelijk de vraag: waar blijft die “warmte".

Los van waar deze exact wordt “verstookt", denken we persoonlijk dat hier het concept van “warm worden” verkeerd wordt geïnterpreteerd. 2A kan veel zijn voor een fysiek klein weerstandje (en dus klein oppervlak), dat kan resulteren in een groot temperatuurverschil. Deze 29 Ohm, is een equivalente waarde van alle mogelijke “parasitaire" paden, wat mogelijk dus een gigantisch oppervlak heeft. Met andere woorden, de energie verdeelt zich over een groot medium, en dit medium hoeft dus niet significant/detecteerbaar voor menselijk contact op te warmen (in temperatuur). Mocht de 29 Ohm wel gefocusseerd zijn in een enkel fysiek klein punt, kan hier uiteraard wel een temperatuurverschil te zien/voelen zijn, maar de locatie is onduidelijk of moeilijk te vinden. Het retour pad van de stroom is verder volledig onbekend, maar wordt voor eenvoudigheid hier verwacht via de beveiligingsaarde draad.

Ook de hoge kosten zijn een grote vraag geweest, we moeten toegeven dat we geen idee hebben wanneer het is begonnen op te vallen voor de consument in kwestie. Bij een oude elektromechanische meter, heeft men eigenlijk maar 1 a 2x per jaar een moment dat men de meterstand doorgeeft. Dus feedback op je verbruik is zeer minimaal, en aan de afschrijving van de energieleverancier zal niks veranderen. Met de nieuwere meters, worden de standen vaker uitgelezen en kan men dus ook direct feedback krijgen of er meer verbruik is dan verwacht.

Maar al en al, laten we concluderen met het volgende wat betreft eventuele verschillen tussen de meters (Slim dan wel Elektromechanisch), beide meters deden het uitstekend! Met de meters was niks mis. De “de facto” aanname dat er iets met deze meters mis was, was de grote fout in dit verhaal. De slimme meter gaf echter de mogelijkheid om het grote verbruik duidelijker naar boven te brengen.

Dit bericht is bewerkt door de beheerder op 26-03-2020 14:45.
Tom en Niek, 26 maart 2020 14:29
Graag zou ik zien dat dit onderzoek gepubliceerd wordt. Zodat de gehele waarheid aan het licht komt.
Als in tekening 4 juist is kan er nl. geen stroom lopen door de weerstand naar aarde (PE) en zouden beide meters weer hetzelfde weergeven.

Het is niet mogelijk dat de stroom die afvloeit naar aarde NIET gemeten wordt door een oude kWh-meter. In het verleden heb ik menig kWh meter uit elkaar gehaald. En bij elke die ik heb bekeken waren er slechts 2 spoelen werkzaam in het systeem nl. de spanning en de stroom spoel. De aftakking van spanningsspoel zit zelfs achter de stroom spoel zodat de klant niet voor het meten wordt belast. De energie die verloren gaat door de stroom spoel is dus uit de vergelijking gehaald.
Tevens als het waar zou zijn dat de stroom door de aarde niet gemeten zou worden, had menig elektriciën zijn duren verbruikers wel aangesloten via fase en aarde. En onze kwekers van genotsproducten niet echt moeiten hoeven doen om hun verbruik buiten de boeken te houden.

Ik vermoed dat er meer is dan deze eenvoudige uitleg.
Ik ben namelijk zowel deskundig in elektrotechniek alsook in Digitale signaal processing.
Deze deskundigheid heeft me doen besluiten geen nieuwe meter te plaatsen. Ik zal overgaan tot het laten plaatsen van een nieuwe meter als deze worden voorzien van I-kwadraat xR elementen zodat de gemiddelde energie wordt gemeten en niet de momentane waarde, waarbij pieken als waarheden worden beschouwd van verbruik.
Graag verneem ik op welke wetenschappelijke wijze de beweringen zijn gestaaft
Corné van Dijk, 3 maart 2020 13:18
Rekenkundig lijkt het te kloppen maar intuïtief voel je aan dat er iets niet klopt. Waar blijft al die energie/warmte? En qua verbruik: bij 2kW hebben we het over een verbruik van ca 0.5 euro per uur is 360,- per maand is 4320,- per jaar. Dat moet toch zijn opgevallen.
Grad Tacken, 2 maart 2020 14:34
dan rijst bij mij de vraag waarom de statische meter dat niet en de slimme meter dat wel ziet?
wat is het verschil in schakeling tussen die twee meters?
mij staat bij dat de statische meter gebruikt maakt van een mechanische teller die aangedreven wordt door een zwerfstroom.

maar hoe werkt het verschil?

en

iets moet er heet worden wanneer je twee ampere over een 29ohm weerstand laat lopen.

wat werd er heet?

met nieuwsgierige groet,

Wilfried Spierenburg
wilfried Spierenburg, 28 februari 2020 19:10
Begrijp ik dus goed dat de "oude meter" deze stroom naar aarde niet registreerde?

" "maar de aardlekschakelaar hoort er toch uit te vliegen als er meer dan 30 mA door de beveiligingsaarde geleider loopt?" "

De aardlekschakelaar hoort eruit te vliegen bij meer dan 30 mA verschil tussen fase en nul. Heeft dus niets met de de "beveiligingsaarde geleider" te maken.
Arjan, 28 februari 2020 16:52
Misschien zie ik het verkeerd, maar vlgs mij is de tekening van figuur 4 links niet anders als die van rechts. Het was waarschijnlijk beter/duidelijker geweest wanneer slechts de tekst Neutral en Line waren verwisseld. Nu is beide gedaan (tekening + tekst) en is de situatie dus weer exact gelijk.
Johan van der Veer, 28 februari 2020 14:49
Dus als ik in een systeem zonder aardlekschakelaar tussen nul en aarde een even hoge stroom in tegenfase aanbied, zal de meter niets aangeven? En daarvoor is maar een laag vermogen nodig. Deze bemetering lijkt me erg fraudegevoelig.
Arie de Muijnck, 28 februari 2020 14:07
Maar waar bleef nu de 2kW aan warmte in de installatie en hoe kon het dat de oude meter dit verbruik niet gemeten had? Dat lees ik in het verhaal niet terug.
Mathy, 28 februari 2020 12:59
Tekening 4 heeft een foutje nl rechtsonder zijn de tekste Neutral en Line verwisseld. Hierdoor klopt het verhaal niet.
Overigens, door het verbruik van 2 kW moet er toch ergens iets warm geworden zijn bv in de betreffende lekweerstand
lex schippers, 28 februari 2020 12:46
 

Video's

Pilz webinar 'De belangrijkste veiligheidsoplossingen voor 2020'

Pilz webinar 'De belangrijkste veiligheidsoplossingen voor 2020'

Pilz organiseert op 25 maart 2020 om 13.00 uur het gratis webinar 'De belangrijkste…

Engineeren met origami

Engineeren met origami

Bekijk hier hoe de oude Japanse kunst van het vouwen van papier bijdraagt aan een slimmere…

Batterijen opladen met koffiedik

Batterijen opladen met koffiedik

Aan de EPFL gebruiken ze koffiedik om batterijen mee te maken. OK, toegegeven, je hebt ook een…

Van kernafval naar batterij

Van kernafval naar batterij

Onderzoekers van de universiteit van Bristol hebben een manier gevonden om kernafval om te vormen…

DIY: legodrone

DIY: legodrone

De Finse Legofan van Youtube-pagina Brick Experiment Channel heeft een drone gebouwd van Lego, een…

Meer videos »

Laatste nieuws

Het Raadsel van de Verborgen Orde

Het Raadsel van de Verborgen Orde

Een uraniumkristal geeft al 35 jaar zijn geheim niet prijs. Wat veroorzaakt de dramatische fase-overgang bij 17,5 Kelvin? Dankzij gebruik van AI valt nu de helft van de mogelijke verklaringen af, maar de definitieve…

Fosfaatglas met vliegas toont onverwachte eigenschappen

Fosfaatglas met vliegas vertoont onverwachte eigenschappen

Glas is transparant en sterk, maar de smelttemperatuur is hoog en het materiaal is broos. Uit promotieonderzoek van Clarissa Justino de Lima blijkt dat het mogelijk is de eigenschappen te verbeteren. Ze ontwikkelde een…

Europese richtsnoeren om productie medische uitrusting op te voeren

Europese richtsnoeren om productie medische uitrusting op te voeren

De Europese Commissie heeft maandag richtsnoeren gepubliceerd om fabrikanten te helpen de productie van essentiële medische uitrusting en materialen verder op te voeren. Zij betreffen de productie van maskers en andere…

Meer nieuws »

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Gratis nieuwsbrief

safety update
 

Agenda

1 april 2020, online: additiveworld.com

Additive World Conference

Industrieel 3D-printconferentie

9 april 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

9 en 16 april 2020 (avond) 1 dag of 2 avonden 09.00-16.00 uur incl. lunch of 17.00-21.30 uur incl....

16 april 2020, Online

The Things Conference

Online conferentie over het netwerk der dingen, LoRaWAN .

Meer agendapunten »