Wat houdt een "zwevende nul" in en hoe kan het dat daardoor mijn apparaten defect raken?

Als je woning een driefase aansluiting heeft met het elektriciteitsnet (dat ook wel een 3N400 aansluiting wordt genoemd), waarbij de netbeheerder drie fasedraden en een nuldraad "ter beschikking stelt", zou het (in een uitzonderlijk geval) kunnen voorkomen dat de nuldraad kort of langdurig niet is verbonden, maar wel de fases. Dus de drie fases in de meterkast zijn wél met het elektriciteitsnet aangesloten, maar de nuldraad niet.

De elektrische apparaten in je woning die altijd een aansluiting hebben op de nul- en fasedraad, hebben in die (uitzonderlijke) situatie geen contact meer met de nuldraad van de netaansluiting en dát wordt dan een "zwevende nul" genoemd.

Als zo iets gebeurt zal dit tot grote schade leiden, mogelijk (in uitzonderlijke situaties) zelfs met brand tot gevolg.

Bij een zwevende nul zal mogelijk de helft van de ingeschakelde elektrische apparaten defect raken doordat op het stopcontact niet 230 Volt maar bijvoorbeeld 390 Volt staat. Waarom (maar) "de helft" van het aantal apparaten defect raakt en niet alles leggen we in dit artikel uit.

Alleen voor techneuten

Voor technici, die bekend zijn met elektra hebben we een beknopte maar technische uitleg gemaakt. Die kan je hier vinden. Hieronder volgt de versie voor "minder technisch ingewijden".

Niet van toepassing indien

Dit artikel is niet van toepassing als je een netaansluiting hebt met maar één fase, een enkelfase aansluiting, of zoals in België nog veel voorkomt, als je een 3x230V driefase "delta"-aansluiting hebt (drie fases zonder nul), dus feitelijk drie keer een 230 Volt aansluiting aangeboden krijgt. Dit artikel gaat over een driefase aansluiting in een "ster": drie fases en een nul (tussen fase en nul 230 Volt, tussen de fases 400 Volt).

Wat is het gevolg van een zwevende nul?

Het gevolg van een zwevende nul is, dat in het minst ergste geval mogelijk 50% van de aangesloten elektrische apparatuur defect raakt. In het ergste geval ontstaat er brand.

Kan apparatuur na dagen, weken of maanden defect raken naar aanleiding van een zwevende nul?

Tijdens een zwevende nul zullen sommige apparaten een veel hogere spanning krijgen dan de gebruikelijke 230 Volt. Wellicht overleven ze die situatie en lijken ze gewoon goed te werken. Maar het is heel goed denkbaar, en technisch verklaarbaar (maar dat voert hier te ver), dat bepaalde onderdelen door deze te hoge spanning wel zijn blijven functioneren maar hun levensduur ernstig bekort wordt.

Het is dus heel goed mogelijk dat in de dagen/weken/maanden ná een zwevende nul apparatuur alsnog defect raakt, puur doordat de levensduur drastisch bekort werd.

Wie vergoed de schade? Is dit verzekerd?

In principe geldt dat de veroorzaker vergoed. Als een elektricien in jouw opdracht bezig is geweest en door zijn fout een zwevende nul is ontstaan, dan kan de elektricien de schade laten vergoeden via zijn aansprakelijkheidsverzekering.

Daarnaast dekt de inboedelverzekering vaak ook de schade door een los contact / zwevende nul. Mogelijk dat jouw verzekering dit weer verhaalt op de veroorzaker, maar dat is niet jouw zorg.

Ligt de oorzaak bij de netbeheerder, dan moet je die aansprakelijk stellen. Neem contact op met je verzekeraar hoe je hier mee om moet gaan (wij zijn technici, geen juridische experts).

Hoe komt het dat bij een zwevende nul elektrische apparatuur kapot gaat?

Normale elektrische apparatuur in een woning werkt op 230 Volt. Die apparatuur zou nog goed blijven moeten werken bij afwijking van de netspanning met + of -10%. Dus tussen de 207 en 253 Volt. Maar in geval van een zwevende nul kan de spanning van sommige apparaten/aansluitingen (stopcontact) dalen tot haast 0 Volt en bij andere stijgen tot haast 400 Volt.

Als een 230 Volt apparaat een spanning aangeboden krijgt van bijna 400 Volt zal dat in de meeste gevallen direct leiden tot een defect apparaat.

Hoe komt het dat de spanning die 230 Volt hoort te zijn ineens haast kan stijgen tot 400 Volt bij een zwevende nul?

Heel populair vertelt: bij een driefase aansluiting in je meterkast zijn twee spanningen beschikbaar, 230 Volt en 400 Volt. Normaal gesproken wordt alleen die 230 Volt gebruikt, alleen bij hele speciale apparaten die veel stroom opnemen wordt 400 Volt gebruikt (waarbij dat apparaat dus op 400 Volt werkt, en juist niet op 230 Volt).

Normaal heb je dus niets met die 400 Volt te maken. Maar bij een "zwevende nul" wat een pure fout in de elektrische installatie is (al dan niet bij de netbeheerder), kán de spanning stijgen van 230 Volt naar 400 Volt. Dié hoge spanning zorgt dat apparatuur defect raakt. Let op: dit was een uiterst versimpelde uitleg, hoe die hoge spanning tot 400 Volt kan ontstaan vergt wat rekenwerk en inzicht in elektriciteit. Verderop in dit artikel leggen we het tot het naadje van de kous uit.

Is een zwevende nul een heel weinig voorkomend probleem, en is dat mogelijk de reden dat niet iedere elektricien bekend is met dit fenomeen?

Een zwevende nul komt gelukkig héél weinig voor, sporadisch dus. Cijfers hebben we niet, maar gevoelsmatig is de kans groter dat je te maken krijgt met een woningbrand dan dat je te maken krijgt met een zwevende nul. Maar het is dus niet uitgesloten.

Een goed opgeleide elektricien is zeer wel op de hoogte van het fenomeen "zwevende nul". Als we het iets overdrijven, dan maakt hij regelmatig mee dat in zijn dromen hij dit meemaakt tijdens zijn werkzaamheden omdat hij een fout heeft gemaakt (de nul niet heeft aangesloten, of een fasedraad verwisselt heeft met de nuldraad), en dan schrikt hij zwaar zwetend wakker en merkt dat dit gelukkig maar een droom was.

Maar het zal je maar overkomen als elektricien, je schaamt je dood. De vergelijking gaat niet helemaal op, maar het is alsof je diesel hebt getankt in een benzineauto, of dat een dokter een totaal verkeerd medicijn heeft voorgeschreven dat voor de patient ernstige gevolgen kan hebben.

Een elektricien die je vertelt dat hij nog nooit van een "zwevende nul" heeft gehoord, blijkt daardoor geen elektriciensopleiding te hebben gehad, of hij staat keihard tegen je te liegen.

In welke situatie kan een zwevende nul voorkomen?

Hoewel het dus zeer zelden voorkomt, maar áls het voorkomt dan is de kans groot dat dit tijdens de onderstaande situaties plaatsvindt:

• Bij de oplevering van een nieuwe woning
• Bij de renovatie van een groepenkast / meterkast
• Bij het verwisselen van een kWu meter (slimme meter)
• Ná een stroomstoring waarbij er werkzaamheden zijn geweest in het transformatorhuisje vlak bij jou in de buurt
• Na het uitvoeren van netverzwaring bij jou in de straat/buurt waarbij nieuwere, dikkere kabels zijn aangelegd door de netbeheerder
• Door graafwerkzaamheden bij jou in de buurt van een aannemer
• Bij aanpassingen in je groepenkast, denk aan aanpassingen vanwege zonnepanelen, warmtepomp of laadpaal.
• Bij het uit/inschakelen van de driefase hoofdschakelaar
• Bij het uit/inschakelen van een driefase aardlekschakelaar
• Bij het gebruik van een niet geschikte driefaseomschakelaar

Waar komt die 400 Volt vandaan en waarom zouden we dat in een woning nodig hebben als alle apparatuur op 230 Volt werkt?

In deze alinea stellen we de zaken expres vereenvoudig voor om het voor minder technisch onderlegden begrijpbaar te houden.

Bij de opwekking van elektriciteit, of dat nou is in een elektriciteitscentrale, windmolen, zonnepark, waterkrachtcentrale of wat dan ook, wordt de elektriciteit die opgewekt wordt niet afgeleverd -zoals je wellicht zou verwachten- op twee draden (net als de twee pinnen van een stekker / stopcontact), maar wordt de elektriciteit vervoerd over drie draden.

Kijk maar eens naar een hoogspanningsmast, daar zie je altijd drie draden hangen, of een veelvoud van drie draden (de bovenste draad, soms ook aan beide zijkanten te zien, die bedoeld is als bliksemafleiding moet je hierbij negeren).

Die draden zijn "fasedraden", de draden waar een spanning op staat "ten opzichte van de aarde". Waarom dit zo is, voert te ver om dit uit te leggen, maar daar is technisch een hele goede reden voor. Dat overal op de wereld sprake is van "drie fases" geeft aan dat dit een bewuste keuze is.

We zullen je nu wat duidelijker maken wat nou zo'n "fase" (of fasedraad) bedoeld wordt.

Bij een stopcontact zou je verwachten dat op de beide aansluitingen/pennen een hoge (dodelijke) spanning staat (van 230 Volt). Maar dat ligt iets genuanceerder.

Feitelijk is één van de aansluitingen spanningsvoerend "ten opzichte van aarde". Dié aansluiting is verbonden met de fasedraad, die moet je dus absoluut niet aanraken. De andere aansluiting/pin van het stopcontact wordt de "nul" genoemd en daaraan zit de zogenaamde "nuldraad". De naam zegt het al, die nul is niet spanningsvoerend, die heeft een spanning van nul Volt "ten opzichte van aarde" en kan je gerust aanraken.

Doe dit overigens niet, want als je een fout maakt pak je de fasedraad vast en moet je dit bekopen met je leven en kan je dit uitgebreide verhaal, dat we specifiek voor jou hebben geschreven, niet aflezen. Dan hadden we net zo goed het artikel hier laten eindigen en de rest van het verhaal niet hoeven te schrijven. Dat hebben we toch maar gedaan, en stel ons niet teleur en blijf in leven en kom niet aan elektriciteitsdraadjes en lees rustig door.

De kabel van de netbeheerder die aangesloten is in je meterkast, heeft echter geen drie maar vier draden. Drie fasedraden en één nuldraad. In de meterkast zijn alle nuldraden van alle elektrische aansluitingen van je woning met elkaar verbonden en die is op zijn beurt verbonden met de nuldraad van de netbeheerder.

Die kabel van de netbeheerder in je meterkast gaat naar het dichtstbijzijnde transformatorhuisje toe bij jou in de buurt. In dat transformatorhuisje is die nuldraad met "aarde" verbonden. Dit heeft men gerealiseerd door de nuldraad in het transformatorhuisje te verbinden met een zeer lange metalen pin (de aardpin) die in de aarde geslagen is (tot in het grondwater). In België bevindt de transformator van de netbeheerder soms niet in een "huisje" maar bevindt de transformator zich hoog in elektriciteitspaal die redelijk dicht bij je in de buurt staat, langs de weg, maar ook daar is de nul verbonden met een aardpin.

Hoe het kan dat op maar één aansluiting/pin/draad van een stopcontact een spanning staat (van 230 Volt) en de andere niet, leggen we uit aan de hand van een bekend voorbeeld.

In dit voorbeeld gebruiken we een "schrikdraadapparaat", zo'n apparaat heeft twee elektrische aansluitingen. Als je die twee aansluitingen aanraakt één met je linker en één met je rechterhand, dan zal je een flink optater krijgen die je nog lang zal herinneren. Maar nu komt het, als je bij zo'n apparaat (dat nog niet aangesloten is op het schrikdraad) maar één aansluiting aanraakt, dan voel je niets. Dat lijkt vreemd.

Mogelijk heb je wel eens schrikdraad aangeraakt en een flinke schok gevoeld, of heb je dit bij iemand gezien. Als je schrikdraad aanraakt, raak je maar één draad aan. Maar tóch krijg je dan een schok. Om een schok te krijgen hoef je, in dit geval, dus geen twee elektriciteitsdraden aan te raken. Op die schrikdaad staat een (schrik)spanning "ten opzichte van de aarde". Het apparaatje dat zorgt voor deze schrikdraadspanning heeft twee aansluitingen (die je kan vergelijken met een fase en een nul).

De ene draad "die spanningsvoerend is" (de fasedraad), dus waar de schrikspanning op staat, is verbonden met de metalen schrikdraad van een omheining. De andere draad van het schrikdraadapparaat is verbonden met een metalen pin die diep in de grond geslagen is (de aardpin).

Toen je de schrikdraad nog niet aanraakte, had je feitelijk (via je voeten) contact met één van de aansluitingen van het schrikdraadapparaat, je stond namelijk op de aarde, en die is via die metalen pin verbonden met één van de draden van het schrikdraadapparaat, maar daar merkte je niets van, je voelde toen geen spanning. De "aarde" (waar je op staat) fungeert dus als een denkbeeldige draad waar elektriciteit/stroom door heen kan lopen en in dit geval aangesloten is op het schrikdraadapparaat.

Pas toen je de schrikdraad aanraakte, de draad die spanningsvoerend is "ten opzichte van de aarde" kreeg je een schok. Een vogel kan dus gerust op een schrikdraad zitten en zal hier niets van merken, omdat hij niet verbonden is met de aarde. Een paard, koe, schaap of mens maakt via zijn voeten contact met "de aarde" en als je dan ook de schrikdraad aanraakt (die een spanning heeft "ten opzichte van de aarde") dán pas "voel" je die spanning en krijg je een schok.

Bij het elektriciteitsnet is het ook zo. Eén van de twee aansluitingen van het stopcontact is de spanningsvoerende draad, dat is wat we de "fasedraad" of kortweg "fase" noemen. Daar staat een spanning op van 230 Volt "ten opzichte van aarde", of "ten opzichte van de nuldraad". Immers, de nuldraad is in het transformatorhuisje verbonden met de aarde. Omdat die nul feitelijk verbonden is met de aarde, kan je die pin gewoon aanraken, die is niet spanningsvoerend.

Die ene pin van het stopcontact (de fase) is dus niet alleen spanningsvoerend "ten opzichte van aarde" (dus die moet je niet aanraken omdat je met je voeten in contact staat met de aarde, en een vloer in de woning telt ook als "aarde"). Maar die fasedraad is dus ook spanningsvoerend "ten opzichte" van de die andere pin van het stopcontact, want dat is de nul, en die is verbonden met de aarde.

Tussen de twee pinnen van een stopcontact staat dus een spanning van 230 Volt.

Woningen tot circa 2010 (dat is een ruwe schatting) kregen standaard vanuit de netbeheerder één zo'n fasedraad (één van de drie die men beschikbaar heeft in het transformatorhuisje) en een nuldraad aangeboden. Dus staat er tussen die twee draden 230 Volt. De woning naast jou krijgt een andere (de tweede) fasedraad (en een nuldraad), en de woning daarnaast krijgt de derde fase (en een nul) aangesloten.

De spanningsvoerende fasedraad die de netbeheerder jou aanbiedt kan meestal 40 Ampère stroom leveren. Dat betekent dat een vermogen geleverd kan worden van 230 Volt x 40 Ampère = 9200 Watt (spanning x stroom = vermogen, anders geschreven: spanning in Volt x stroom in Ampère = vermogen in Watt).

Dat vermogen wordt normaal gesproken verdeeld over meerdere elektriciteitsgroepen. Iedere groep heeft een zekering (automaat) van meestal 16 Ampère. Dus per elektriciteitsgroep kan 230 Volt x 16 Ampère = 3680 Watt afgenomen worden.

Dat vermogen is doorgaans meer dan voldoende voor het aansluiten van een oven, waterkoker, wasmachine en andere apparatuur want die vragen doorgaans niet meer dan 2500 Watt per stuk.

In sommige situaties is die beperking van 3680 of 9200 Watt wél een beperkende factor. Zo heeft een "zeer luxe/grote oven" meer dan die 3680 Watt nodig of wil je de elektrische auto via een laadpaal thuis (redelijk snel) opladen.

Hoewel je een elektrische auto met 3680 Watt zou kunnen laden, gaat dat laden dan wat langzaam. Liever zou je hem willen laden met bijvoorbeeld 11000 Watt. Maar die enkele fase van 40 Ampère is dus een beperking, omdat die maar 9200 Watt kan leveren (230 Volt x 40 Ampère = 9200 Watt).

De netbeheerder zou de 40 Ampère aansluiting kunnen verhogen naar bijvoorbeeld 63 Ampère, die zou dan 230 Volt x 63 Ampère = 14490 Watt kunnen leveren. Hoewel dit in België of andere landen regelmatig gebeurt kiest de netbeheerder, zeker in Nederland, meestal om de enkelfase 40 Ampère aansluiting aan te passen naar een driefase 25 Ampère aansluiting.

Je krijgt dan drie keer 25 Ampère aangeboden vanuit het net (daar heb je hem weer, dat zijn dus die drie fases). Zo'n aansluiting wordt een driefase, maar ook wel een sterkstroom, krachtstroom of draaistroom aansluiting genoemd.

Met die drie keer 25 Ampère (kortweg geschreven als 3 x 25A) staat nu een maximaal vermogen ter beschikking van 230 Volt x 3 x 25 Ampère = 17250 Watt. Dat is heel wat meer dan die 9200 Watt van die enkelfase 40 Ampère aansluiting.

Met een driefase aansluiting kan je dus flink meer vermogen (elektriciteit) uit het net betrekken voor het gebruik van veel energie vergende aansluitingen zoals een zeer zware oven of laadpaal.

Maar nu komt het. Hoewel tussen al die drie fases en de nuldraad een spanning staat van 230 Volt, staat er tussen die fasedraden een spanning van 400 Volt.

Bepaalde apparatuur, zoals een laadpaal of uit dit voorbeeld een zwaar uitgevoerde oven, maken geen gebruik van een normale 230 Volt aansluiting maar van een "sterkstroom" aansluiting, en dat is dus een driefase aansluiting. Die apparatuur maakt dan niet van 230 Volt maar van 400 Volt gebruik. Die apparaten zijn dus niet aangesloten op één fase en de nul (zoals alle normale stopcontacten) maar zijn aangesloten tussen de fasedraden en hebben (in principe) geen aansluiting op de nul. Heb je dat soort apparaten met een driefase aansluiting, dan "moet" je een driefase netaansluiting hebben, die kan je dus absoluut niet aansluiten/gebruiken bij een enkelfase aansluiting, ze werken immers op 400 Volt, niet op 230 Volt.

Maar omgekeerd hoeft dus niet waar te zijn. Je kan een driefase netaansluiting hebben zonder gebruik te maken van "driefase apparatuur".

Sterker nog, vanaf 2010 (een ruwe schatting) hebben nieuwbouwhuizen standaard al een driefase aansluiting. Dit doet men omdat men voorziet dat, vanwege de energietransitie, iedere woning in de toekomst meer elektrische energie zal gebruiken dan vroeger en dan kan je maar beter op voorhand de woningen een 3x25A aansluiting geven vanuit het net.

Dus als je een driefase aansluiting hebt op het net, is er niet alleen een spanning van 230 Volt in je meterkast aanwezig, maar ook 400 Volt. Alleen maak je van die 400 Volt doorgaans geen gebruik (nogmaals tenzij je bijvoorbeeld een laadpaal hebt of een ander apparaat met een sterkstroomaansluiting). Mocht je in de toekomst wel van die 400 Volt gebruik willen maken vanwege bijvoorbeeld een laadpaal, dan "heb je het al", dat is wel zo makkelijk.

Die 400 Volt, zal dus nooit op een normaal stopcontact komen te staan, want een normaal stopcontact is aangesloten op maar één fase en de nul. En tussen een fase en de nul staat altijd een spanning van 230 Volt, nooit maar dan ook nooit 400 Volt.

Nou ja, nooit... Tenzij je te maken krijgt met "een zwevende nul". In dat geval kán op je stopcontact dus wél (maximaal) 400 Volt staan.

Hoe kan een hoge spanning tot wel 400 Volt ontstaan door een zwevende nul?

Dit wordt een technisch verhaal, met een aantal (simpele) formules, maar we hebben ons best gedaan dat onderstaande uitleg ook leesbaar is voor leken. Als je het voorgaande allemaal redelijk kon volgen, dan zal het onderstaande ook zeker lukken. Nou, even rechtop zitten en je concentreren, doe je best, daar gaan we!

Een stopcontact heeft twee aansluitingen, we negeren even een mogelijke randaarde, die zit er alleen maar vanwege de veiligheid en heeft hier niets met dit verhaal te maken.

Als je een apparaat, zoals een waterkoker aansluit (inschakelt) op een stopcontact dan zal een stroom gaan vloeien, die stroom komt uit het transformatorhuisje bij jou uit de buurt en die stroom vloeit door de fasedraad naar je stopcontact (een van de twee draden/pinnen van een stekker), vervolgens door de waterkoker, en via de nuldraad (de andere draad/pin van de stekker) gaat de stroom weer terug naar het transformatorhuisje.

Stel dat je naast een waterkoker ook een TV hebt aangesloten en hebt ingeschakeld, dan zal de TV via de fasedraad een spanning krijgen en zal een stroom vanuit het transformatorhuisje vloeien door de TV, en gaat vervolgens via de nuldraad naar het transformatorhuisje weer terug.

Beide apparaten hebben een aansluiting op de fase en op de nul, en tussen die fase en de nul (draden) staat een spanning van 230 Volt. Tot zover alles normaal, niets aan het handje.

Nu komen we tot de kern van dit verhaal. De problemen die kunnen ontstaan door een zwevende nul.

We scheven eerder dat alle nuldraden in je woning in de groepenkast met elkaar zijn verbonden en die zijn op hun beurt weer verbonden met de nuldraad die je uit het transformatorhuisje krijgt.

Maar stel nou eens dat die nuldraad naar het transformatorhuisje losgehaald wordt (of eventjes niet wordt aangesloten, of losschiet). Het maakt niet uit of dat nou gebeurt doordat de elektricien die nulverbinding naar het net in de groepenkast per ongeluk losmaakt, of dat de nul in het transformatorhuisje per ongeluk losgemaakt wordt of dat de nuldraad in de kabel tussen jouw woning en het transformatorhuisje onderbroken wordt vanwege graafwerkzaamheden, in alle gevallen zal je te maken krijgen dat de nuldraden van je woning geen contact meer hebben met de nuldraad in het transformatorhuisje.

Zo'n situatie wordt een zwevende nul genoemd. De nuldraden in je woning die verbonden hadden moeten zijn met de nul van de netbeheerder zit dus los "hij zweeft". En dan zijn de rapen gaar, is Leiden in last en heb je de poppen aan het dansen. Wat er dán gebeurt gaan we je nu uitleggen.

In dit voorbeeld is de fasedraad van het stopcontact van de waterkoker verbonden met "fase 1" (dus de eerste van de drie fases die de netbeheerder heeft aangesloten in jouw meterkast). De fasedraad van het stopcontact van de TV is in dit voorbeeld aangesloten op "fase 2", de tweede van de drie fases.

Als we nu de nuldraad naar de netbeheerder loshalen (waarmee we een zwevende nul creëren), dan zitten alle nuldraden in de woning nog wel aan elkaar, maar ze hebben geen contact met de nul van de netbeheerder. Dat levert dan de volgende situatie op.

We volgen eens de stroom vanuit de groepenkast en beginnen met fase 1. Die fase 1 zit verbonden met de waterkoker, de nul van de waterkoker zit in de meterkast aangesloten, en daarop is ook de nuldraad van de TV aan verbonden, de stroom loopt dus via de waterkoker, via de nul terug naar de groepenkast, en vervolgens gaat hij via een andere nuldraad naar de TV. De TV is met de andere draad aangesloten op fase 2.

Wat we nu hebben dat twee apparaten "in serie" met elkaar verbonden zijn en die krijgen een spanning die zich bevindt tussen fase 1 en fase 2. Bij een driefaseaansluiting (bij woningen) staat er tussen de fases (het maakt niet uit welke fase je neemt, zolang het maar twee verschillende zijn) altijd een spanning van 400 Volt.

Mogelijk denk je, die 400 Volt wordt verdeeld over de twee apparaten, dus ieder apparaat krijgt 200 Volt. Maar helaas, zo werkt dat niet. Hoe die spanning "verdeeld wordt" over de twee apparaten is afhankelijk van het opgenomen vermogen van die apparaten. We kunnen dit zeer nauwkeurig uitrekenen, maar dit vereist dat we eerst de weerstand van beide apparaten berekenen.

De weerstand van een apparaat is te bereken in twee stappen. Als eerste reken je de stroomsterkte uit die vloeit als het apparaat is ingeschakeld (als hij op 230 Volt aangesloten zou zijn). Dat doen we met de formule I = P / U (stroom = vermogen / spanning). Nu je de stroom weet, kan je de weerstand van het apparaat uitrekenen met de formule: R = U / I (weerstand is spanning / stroom).

Dat passen we eerst toe op de waterkoker, die heeft een vermogen van 2300 Watt. De stroom is dus I = 2300 Watt / 230 Volt, dus I = 10 Ampère. De weerstand is dan gelijk aan R = 230 Volt / 10 Ampère, dus R = 23 Ohm.

Dat passen we ook toe op de TV die een opgenomen vermogen heeft van 46 Watt. De stroom is dus I = 46 / 230, dus I = 0,2 Ampère. De weerstand is dan gelijk aan R = 230 / 0,2 dus R = 1150 Ohm.

We hebben dus twee weerstanden, 23 Ohm en 1150 Ohm. Omdat ze in serie staan mogen we die twee weerstandswaarden bij elkaar optellen alsof het één apparaat is met een bepaalde weerstand. Die weerstand zou dan zijn 23 + 1150 = 1173 Ohm.

De spanning over die weerstand van 1173 Ohm is 400 Volt (die twee apparaten staan immers nu aangesloten tussen twee fases). En op basis van die twee waarden kan je de stroom uitrekenen met de formule: I = U / R. Dus I = 400 / 1173, dus I = 0,341 Ampère (nu gebruiken we wel 400 Volt, de apparaten staan immers aangesloten tussen twee fases dus is er sprake van een spanning van 400 Volt). Dus door de waterkoker en de TV vloeit (dezelfde, ze staan immers in serie) een stroom met een sterkte van 0,341 Ampère.

Nu we weten hoeveel stroom door beide apparaten stroomt, kunnen we exact de spanning berekenen die over die apparaten staat met de formule: U = I x R (spanning = stroom x weerstand). Voor de waterkoker met een weerstand van 23 Ohm is dat: 0,341 x 23, dus U = 7,843 Volt (dat is geen rekenfout).

De spanning die staat op de TV is: 0,341 x 1150 Ohm, dus U = 392,15 Volt.

Dus de waterkoker krijgt een spanning van (afgerond) 8 Volt en de TV krijgt een spanning van 392 Volt.

Mag jij raden welk apparaat dán kapot gaat. De waterkoker of de TV? Nou de TV dus, want die verwacht een spanning die maximaal 230 Volt + 10%, dat is dus 253 Volt. Als die dan een spanning krijgt van 392 Volt, dan is het pats, tjak, peng en dat was de TV. Die kan je meteen bij de milieustraat brengen en hem bedanken voor de bewezen diensten.

De waterkoker die 230 Volt verwacht, krijgt maar 8 Volt, en wordt daar niet warm of koud van (grappig bedoeld). Van die 8 Volt gaat hij zeker niet kapot. Dat is zo weinig, het lampje van de waterkoker zal nog geen eens gaan branden.

Je kan hieruit de volgende conclusie trekken: als je te maken krijgt met een zwevende nul dan zullen apparaten die aangesloten zijn tussen twee fases een spanning krijgen die omgekeerd evenredig is met de weerstand van die apparaten.

Nog makkelijker geschreven: de spanning zal omgekeerd evenredig zijn met het opgenomen vermogen van die apparaten. Dus het apparaat met het grootste opgenomen vermogen krijgt de laagste spannig, het apparaat met het kleinste vermogen krijgt de hoogste spanning.

Als je te maken krijgt met een zwevende nul zullen apparaten met een groot opgenomen vermogen zoals de elektrische boiler, oven, haardroger, waterkoker zeer waarschijnlijk niet kapot gaan (die krijgen maar een kleine spanning) terwijl de TV, de computer, de internetrouter, de laders van de telefoons, de lampen, de monitor van de computer, de bel of videodeurbel, de mechanische ventilatie, de versterker, de radio, de oplader van de ebike of escooter, de zoneregeling (van de vloerverwarming) zeer waarschijnlijk wél kapot gaan, omdat die apparaten een heel laag opgenomen vermogen hebben.

Welke apparaten wel en niet kapot gaan is ook afhankelijk van welk apparaat aan welke fase zit, dus dit is niet op voorhand te voorspellen. Maar duidelijk is dat op een stopcontact waar je 230 Volt verwacht ineens een spanning kan krijgen van (in dit voorbeeld) 392 Volt.

Hoe ontstaat een zwevende nul?

Een zwevende nul ontstaat vrijwel altijd door verkeerd menselijk handelen. In uitzonderlijke gevallen zal dit "zomaar" gebeuren, doordat de nuldraad na jaren ineens losraakt in de groepenkast of ergens bij de netbeheerder. En zelfs dan is dat vaak te herleiden naar een ondeugdelijke installatie destijds die pas maanden/jaren later voor de loszittende nuldraad leidt. Draden horen niet "zomaar" los te raken, zelfs niet als de omgeving constant trilt, want dan zijn er zodanige voorzieningen getroffen dat de verbinding niet kan lostrillen.

Een zwevende nul zal meestal ontstaan door een fout van een elektricien waarbij per ongeluk de nuldraad los is komen te zitten (vergeten de bout aan te draaien) of stomweg vergeten is aan te sluiten.

Het wil nog wel eens gebeuren dat tijdens het omwisselen van de kWu meter (de slimme meter) in de meterkast de netbeheerder (in een uitzonderlijk geval) de nul niet heeft aangesloten, of niet vast genoeg. Of een nog grotere fout, dat hij een fase en nuldraad heeft omgewisseld.

De fout kan ook ontstaan bij graafwerkzaamheden als een kabel kapot getrokken wordt en precies (als eerste) de nuldraad kapot getrokken wordt.

Zwevende nul kan ook ontstaan bij gebruik van een driefaseomschakelaar

Deze alinea is alleen van toepassing als je gebruik maakt van een driefase omschakelaar, zoals bij gebruik van een EOS met noodstroomvoorziening (UPS) of als je de omschakelaar gebruikt om tijdens een stroomstoring over te schakelen naar een noodstroomaggregaat (of vergelijkbare noodstroomvoorziening).

Als je de driefaseomschakelaar "omschakelt" worden vier contacten eerst verbroken en later weer verbonden (aan een andere elektriciteitsbron). Tijdens het verbreken zou je verwachten dat alle vier de contacten exact op het zelfde moment worden verbroken. Maar dat is dus niet het geval. Het is technisch onmogelijk dat die vier contact "exact" op het zelfde moment onderbroken worden. Het is dus denkbaar dat vlak voordat de fase-contacten verbroken worden, het nul-contact nét iets eerder verbroken wordt. We hebben het dan wellicht over één of een paar milliseconden.

Maar die paar milliseconde kunnen genoeg zijn om te zorgen voor catastrofale gevolgen. Want in dat geval zal gedurende die paar milliseconde de nul wel onderbroken zijn maar de drie fases nog niet. Dán hebben we te maken met "een zwevende nul" en dát zal dus leiden tot spanningen tot 400 Volt op normale 230 Volt stopcontacten zoals in dit artikel beschreven.

De kans op deze ellende kan voorkomen worden door gebruik te maken van een speciale omschakelaar. Een versie die vertraagt de nul afschakelt en versnelt de nul inschakelt. Meer over zo'n speciale driefase omschakelaar met voor-ijlende en na-ijlende nul tref je aan in het artikel over de driefase-omschakelaar.