De aardfoutbeveiliging detecteert of de som van de drie fasenstromen ongelijk nul is. De input van de aardfoutbeveiliging is de vectoriële som van de drie gemeten fasestromen (Ia + Ib + Ic = 3I0), deze homopolaire stroom I0 is alleen aanwezig indien er een pad is naar aarde. Een aardfoutbeveiliging is een onderdeel van een vemogenschakelaar.
Van de aardfoutbeveiliging kan een karakteristiek worden gekozen. De werkwijze is geheel analoog aan die bij de stroombeveiliging.
MODELLERING
Details over de verschillende karakteristieken zijn te vinden bij de stroombeveiliging.
Richtingsgevoeligheid
De richtingsgevoeligheid wordt ingesteld bij de algemene parameters van de vermogenschakelaar. Aldaar kan worden ingesteld of de richtingsgevoeligheid voorwaarts, achterwaarts of niet is. Indien de beveiliging richtingsgevoelig is, kan de hoek RCA (Relay Characteristic Angle) worden gespecificeerd. De richting van een foutstroom ten gevolgen van een aardfout wordt bepaald aan de hand van de hoek tussen deze stroom en een referentie. In onderstaand figuur een illustratie van een fase-aarde-kortsluiting in fase a in een distributienet geaard middels een nulpuntstransformator. De ongestoorde vectoren van zowel spanning als stroom zijn in respectievelijk blauw en groen getekend. Bij een laagohmige fout naar aarde in fase a verschuift het sterpunt en draait de spanningsvector van de verstoorde fase, als gevolg van deze evenementen nemen de spanningen in de niet-gestoorde fasen toe en draaien ook deze vectoren. De foutspanningen zijn in het rood weergegeven. De spanning wordt gemeten middels een opendriehoekmeting, de input van het relais is de som van de drie spanningsvectoren (Ua + Ub + Uc) welke gelijk is aan 3V0.
Om de betrouwbaarheid van de richtingsbepaling te garanderen wordt de spanningsvector 3V0, die als referentie dient voor de richtingsbepaling, gedraaid zodat deze in fase komt met de homopolaire stroom -3I0. Deze hoek, RCA (Relay Characteristic Angle), is afhankelijk van het homopolaire circuit en zal dus specifiek voor iedere toepassing bepaald moeten worden. De locatie van de fout wordt bepaald door de hoek te bepalen tussen de referentie 3V0 en de homopolaire foutstroom 3I0. De maximale gevoeligheid van het relais wordt bereikt als de gemeten stroom in fase ligt met de referentievector 3V0_rotated (maximum torque line).