De stroom-tijd-curve (IEC 60479-1) — waarom 30 mA en 5 seconden geen willekeurige getallen zijn

De RCD-gids (§531) noemt 30 mA als de standaardwaarde voor aanvullende bescherming, en de automatische-uitschakeling-gidsen noemen maximale uitschakeltijden die afhangen van de aanraakspanning. Dit artikel behandelt de vraag die daaraan ten grondslag ligt: waarom juist deze getallen? Het antwoord komt uit IEC 60479-1 — de technische specificatie die de fysiologische effecten van stroom door het menselijk lichaam beschrijft als functie van stroomsterkte én duur.

Vier zones, geen vaste grenswaarde

IEC 60479-1 verdeelt de effecten van wisselstroom (15-100 Hz, pad hand-naar-voeten) niet in één harde grenswaarde, maar in vier zones die samen een curve vormen in een stroom-tijd-diagram: hoe langer de stroom door het lichaam loopt, hoe lager de stroomsterkte al gevaarlijk kan zijn.

De twee sleuteldrempels

• Waarnemingsdrempel: bij 50/60 Hz wisselstroom doorgaans ergens tussen 0,25 en 1 mA — het punt waarop een mens de stroom voor het eerst voelt (tinteling).
• Loslaatdrempel: het punt waarop spiercontractie het onmogelijk maakt om een vastgegrepen geleider zelf weer los te laten. Deze drempel is sterk tijdsafhankelijk — van ongeveer 5 mA bij een blootstelling langer dan 6 seconden tot veel hogere waarden bij zeer korte blootstelling; als vuistregel voor de praktijk wordt vaak circa 10 mA aangehouden.
• Vanaf ongeveer 40 mA, aangehouden gedurende meer dan 2 seconden, neemt het risico op ventrikelfibrillatie — een levensbedreigende hartritmestoornis — merkbaar toe. Dit is precies de reden dat de curve, en niet een vaste stroomwaarde, bepalend is: dezelfde stroomsterkte kan bij een kortere blootstelling in zone AC-3 vallen en bij een langere blootstelling in zone AC-4.

De link naar 30 mA en de maximale uitschakeltijd

Dit is de fysiologische onderbouwing achter twee veelgebruikte getallen uit NEN 1010:

• 30 mA-aanvullende bescherming (§411.3.3, zie de RCD-gids): een aardlekschakelaar met een nominale differentiaalstroom van 30 mA schakelt uit ruim vóórdat de foutstroom door een mens het niveau bereikt waarbij ventrikelfibrillatie een reëel risico wordt — met een aanzienlijke veiligheidsmarge ten opzichte van de ~40 mA/2 s-zone.
• Maximale uitschakeltijden bij automatische uitschakeling van de voeding (§411): hoe hoger de te verwachten aanraakspanning, hoe korter de toegestane uitschakeltijd — precies omdat de stroom-tijd-curve laat zien dat een hogere stroom bij een kortere blootstellingsduur binnen een aanvaardbare zone kan blijven, terwijl diezelfde stroom bij een langere duur in de gevarenzone terechtkomt.

Let op: de curve verklaart ook waarom een RCD-triptijdmeting (zie de aardlekschakelaar-triptijdmeting-gids) niet alleen de afschakelstroom controleert, maar ook de tijd waarbinnen dat gebeurt: een RCD die wél op 30 mA afschakelt maar daarvoor te lang de tijd neemt, biedt in de praktijk minder bescherming dan de norm veronderstelt.

Praktische relevantie

Bij het uitleggen — of op een examen beantwoorden — waarom bepaalde grenswaarden in NEN 1010/3140 gelden (30 mA, maximale uitschakeltijden), is het onvoldoende om alleen het getal te kennen; de onderliggende reden is de stroom-tijd-relatie uit IEC 60479-1. Dit voorkomt ook een veelvoorkomend misverstand: dat een stroom onder 30 mA per definitie "veilig" zou zijn — de curve laat zien dat ook lagere stromen bij een langdurige blootstelling in een risicovollere zone terecht kunnen komen.

Veelgemaakte fouten

1. Denken dat er één vaste, tijdsonafhankelijke gevarendrempel bestaat — de curve van IEC 60479-1 is expliciet tijdsafhankelijk; stroomsterkte én duur bepalen samen de zone.
2. Waarnemingsdrempel en loslaatdrempel verwisselen — de waarnemingsdrempel (voelbaar) ligt ruim onder de loslaatdrempel (spiercontractie voorkomt loslaten); beide zijn verschillende, afzonderlijke grenzen.
3. 30 mA behandelen als een absolute veiligheidsgarantie in plaats van een praktisch gekozen waarde met een ruime veiligheidsmarge ten opzichte van de fibrillatiezone — de marge bestaat juist om onzekerheid in individuele gevoeligheid en meetnauwkeurigheid op te vangen.
4. De uitschakeltijd van een beveiliging niet meewegen bij het beoordelen van de veiligheid van een installatie, en alleen naar de afschakelstroom kijken.

Gerelateerd

• §531 — Aardlekschakelaars (RCD)
• Aardlekschakelaar-triptijdmeting
• §411 — Beschermende aarding (PE)
• Eerste hulp bij elektrische ongevallen