Het raadsel van Son en Breugel

Geplaatst op 24 februari 2020 om 15:23 uur
Het raadsel van Son en Breugel
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. 

 
© Engineersonline.nl