Wat zijn zwerfstromen? Hoe ontstaan ze? Welke invloed kunnen ze hebben op de koeien en vanaf wanneer spreken we van een probleem? 

Definitie

Zwerfstroom of prikkelstroom:

= nul-naar-grond spanning, nul-naar-aarde spanning

= de spanning die bestaat tussen de nulleider en het nulpotentieel van de aarde

Invloed op de dieren

Zwerfstromen veroorzaken in eerste instantie gedragsveranderingen. Deze veranderingen kunnen variëren van een milde reactie (indicatie van overgevoeligheid) tot extreme reacties (indicatie van pijn). Koeien staan onrustiger in de melkstal (continu bewegend en stappend), dieren urineren en mesten frequenter, willen de stal moeilijker binnengaan en moeten meer dan normaal naar binnen gedreven worden. Afhankelijk van het contactpunt kunnen melkstellen frequenter worden afgetrapt en verandert het drink- en eetgedrag.

Naast gedragsveranderingen zouden zwerfstromen ook leiden tot een langere melktijd, ongelijkmatig of onvolledig uitmelken, een verhoging van het celgetal en een toename van het aantal mastitisgevallen. Veranderingen in de melkstroom, melkproductie en uiergezondheid dienen echter beschouwd te worden als secundaire syptomen die ontstaan als een gevolg van de veranderingen in het gedrag van de dieren en als gevolg van hormonale veranderingen. Uit wetenschappelijk onderzoek bleek wel dat de impact van zwerfstromen op de hormonenhuishouding (prolactine, oxytocine, adrenaline, cortisol etc.) beperkt is. Gedragsveranderingen worden beschouwd als de primaire symptomen. Komen enkel primaire symptomen voor of een combinatie van primaire en secundaire symptomen dan kan ondermeer gedacht worden aan zwerfstromen. Komen uitsluitend secundaire symptomen voor (bv. meer mastitisgevallen, lagere melkgift, onvolledig uitmelken) zonder aanwezigheid van gedragsveranderingen, dan is de oorzaak van de secundaire symptomen wellicht niet toe te schrijven aan zwerfstromen.

Andere oorzaken van gedragsveranderingen

Geen enkele van deze gedragsveranderingen is typisch voor zwerfstromen. Heel wat andere factoren kunnen gelijkaardige gedragsveranderingen veroorzaken. Een slechte (voor)behandeling, ruwe behandeling door de melker, een foutief afgestelde melkmachine, vreemden in de melkput, ziektes, voedingsproblemen etc. kunnen eveneens leiden tot onrustige of zelfs angstige dieren, een verminderde melkgift en een toename in celgetal en mastitis. Indien bovenvermelde gedragsveranderingen voorkomen bij de koeien, controleer dan zeker ook deze factoren eens.

Vereiste spanning/stroomsterkte

Het ontstaan van een reactie van het dier is afhankelijk van de stroomsterkte, de manier waarop het dier met de stroom in contact komt en de gevoeligheid van het dier.

De meeste koeien reageren bij een stroomsterkte van 4 – 8 mA (stroom liep van de uier naar de hoeven door de koe). Uit onderzoek waarbij stroom liep van de muil naar de hoeven bleek dat koeien stroomsterktes vanaf 1 mA gewaarworden.

Algemeen wordt gesteld dat als er zich gedragsafwijkingen voordoen zoals hoger vermeld én een koe blootgesteld wordt aan > 4 mA, zwerfstromen bijdragen tot de problemen en bijgevolg maatregelen dienen  genomen te worden.

Het meten van stroomsterktes in de stal is minder praktisch dan het meten van spanning. Daarom worden ook soms richtwaarden bepaald voor de nul-naar-aarde spanning. De relatie tussen spanning en stroom is hieronder weergegeven:

U: spanning (Volt)

I: stroom (Ampère)

R: weerstand (Ohm)

Er wordt gesteld dat wanneer zich gedragsafwijkingen voordoen zoals hoger vermeld én de nul-naar-aarde spanning hoger is dan 1 V tijdens het melken,  maatregelen dienen genomen te worden.  Indien de nul-naar-aarde spanningen  0,5 V niet overstijgen tijdens het melken dan is er geen reden tot ongerustheid. Worden er spanningen hoger dan 0,5 V gemeten tussen de melktijden, dan moeten er gedurende het melken nadere controles uitgevoerd worden. De te volgen testprocedure en de vereisten van de voltmeter worden nader beschreven onder ‘Opmeten en bepalen van de oorzaak van zwerfstromen’. Drempels gelden ten alle tijde voor wisselstroom!

De toelaatbare nul-naar-aarde spanning is, zoals te zien in de bovenstaande formule, echter ook afhankelijk van de weerstand die de stroom tegenkomt wanneer hij door de koe loopt. Wanneer de nul-naar-aarde spanning gemeten wordt volgens de verder beschreven testmethode dan kan gebaseerd op de weerstand van de koe, wel bepaald worden aan welke stroomsterkte het dier wordt blootgesteld.

Weerstand van de koe

De elektrische weerstand die stroom ondervindt verschilt naargelang de weg die de stroom doorheen de koe aflegt en varieert ook tussen koeien onderling.

Bron: Journal of Dairy Science 68, 1985.

De weerstand die de stroom minstens ondervindt wanneer hij vanaf de spenen tot de hoeven loopt, is 510 ohm (zie tabel). In dit verslag wordt er bij de berekeningen vanuit gegaan dat de spenen het contactpunt vormen waarlangs de zwerfstromen de koe bereiken. Wanneer de koe op een andere manier in contact komt met zwerfstromen (bv. met de muil indien er zwerfstromen aanwezig zijn op de drinkbak) dan dient een andere weerstand in de verdere berekening gebruikt te worden. De mogelijke weerstanden staan weergegeven in bovenstaande tabel.

Daarnaast kunnen omgevingsfactoren deze weerstand beïnvloeden zodat bij eenzelfde opgemeten spanning bv. 1 V, sommige dieren wel en andere dieren niet zullen reageren. Bij dieren die op een droge ondergrond staan zal de stroom een grotere weerstand ondervinden wanneer hij door de koe via de hoeven naar de aarde loopt dan wanneer het dier op een natte ondergrond staat.

Gerekend met een weerstand van 510 ohm zou de grens waarbij actie moet ondernomen worden liggen op 2 V indien er zich ook gedragsveranderingen voordoen.

Om de stroom doorheen een koe te kunnen bepalen moet echter ook rekening gehouden worden met de totale weerstand die de zwerfstroom ondervindt. Uit onderzoek is gebleken dat naast de weerstand van de koe zelf, ook de weerstand bij het doorlopen van de hoeven naar de vloer, van de vloer naar de beton, van de beton naar de aarde, … moet meegenomen worden. De stroomsterkte die de koe effectief ondervindt is dan:

I = U/(R_c+ R_s)

I: stroomsterkte (ampère)

U: opgemeten koe contact spanning

R_c: weerstand van de koe

R_s: ‘source resistance’ = gemiddeld 115 ohm

Opmeten van zwerfstromen

Door de aanwezigheid van zwerfstromen krijgen koeien een afkeer van de ermee gerelateerde plaats (bv. de melkstal, de metalen voer-of drinkbak, metalen roosters, melkleidingen, etc.). Wanneer maatregelen worden genomen om de zwerfstromen te beperken of te voorkomen, zullen de dieren nog enige tijd daarna de plaats blijven mijden. Het is in de praktijk dan ook niet altijd eenvoudig om (meteen) vast te stellen of een genomen maatregel effect heeft.

Voor het opmeten van zwerfstromen en het bepalen van de oorzaak van de zwerfstromen bestaat een uitgebreide standaard testprocedure. Deze procedure zal hierna niet in detail worden beschreven maar kan desgewenst worden opgevraagd. Hierna zal enkel worden ingegaan op de methode om te weten te komen of er zwerfstromen aanwezig zijn die doorheen de koe lopen.

Volgens de officiële testprocedure moet een beklede koperen aardingsbuis of staaf  op tenminste 8m of meer afstand van de boerderij geplaatst worden, zodanig dat deze niet in contact is met andere componenten zoals bijvoorbeeld de waterleiding. De aardingsstaaf moet tenminste 1,2 m in vochtige grond geslagen worden. Sluit de ene klem van de voltmeter op deze aarde aan en de andere klem op de aardklemmen van de hoofdschakelkast. Op deze manier kan de nul-naar-grond spanning gemeten worden. In deze positie wordt met behulp van de voltmeter het maximum voltage uitgelezen waaraan de koe kan blootstaan indien één contactpunt de nulleider is en het andere in goed contact is met de aarde.

Het is beter om deze spanning te meten dan spanningen binnen de melkstal zelf omdat in het algemeen deze spanning de grootste is die binnen twee punten van de melkstal gemeten kan worden, tenzij er een elektrische fout bestaat.

Een meetprocedure waarbij de ene klem van de voltmeter doorheen de melkslang in de melk wordt aangebracht en de andere klem geplaatst wordt ter hoogte van de aarding van de melkinstallatie kan eveneens een indicatie geven van de stroom die doorheen de koe loopt. De opgemeten spanning wordt dan gedeeld door de weerstand (zie hoger) om te komen tot de sterkte van de stroom doorheen de koe. Voorwaarde voor deze meetprocedure is wel dat de aarding correcte verloopt (Technicus elektriciteit, personal communication). Om dit na te gaan kan:

• de aarding uitgemeten worden aan de hand van een aardingsmeter/weerstandsmeter. Twee à drie punten van de aardingsmeter worden op één lijn in de grond buiten de stal geplaatst. Een vierde punt wordt verbonden met de aardingsbar of aardingslus (deze is op het moment van uitmeten gescheiden van de aarding van de installatie: aardingsonderbreker staat open!). De opgemeten waarde dient lager te zijn dan 30Ω. Indien de waarde tussen de 30 en 100Ω ligt dan dienen bijkomende maatregelen genomen te worden.
• de aarding van de installatie uitgemeten worden aan de hand van een voltmeter. Daarbij   wordt de ene klem verbonden met de aardingsverdeelklem (bovenzijde van de aardingsonderbreker) en de andere klem met een punt op de installatie.Hiermee wordt nagegaan of er geen slecht contact is of een aardingsdraad onderbroken is die naar één van de aangesloten verbruikers of toestellen loopt (de multimeter wordt op ohm gezet en biepfunctie wordt aangezet).

 

Een slechte werking van de aarding kan eveneens een oorzaak zijn van zwerfstromen doorheen de koe (Technicus elektriciteit, personal communication).Het is belangrijk dat alle metalen onderdelen van de melkinstallatie goed met elkaar verbonden zijn en dan goed geaard zijn (potentiaalvereffening).

Bij het opmeten van zwerfstromen aan de hand van een voltmeter dient de voltmeter ten alle tijde aan onderstaande vereisten te voldoen:

• Voorzien zijn van een wisselstroomschaal met een volle schaalaflezing van 2 tot 5 volt en de mogelijkheid om de spanning op 0,1 volt nauwkeurig af te lezen.
• Een relatief hoge impedantie hebben (5000 ohm per volt wisselstroom of hoger)
• Geen gelijkstroomspanning op de wisselstroomschaal aangeven. Om dit te testen kunnen de beide klemmen van de voltmeter aangesloten worden op een droge batterij (1,5 – 6V gelijkstroom). Indien er een aflezing wordt verkregen, schakel dan een condensator van 5 of 10 micro-farad in serie met één van de klemmen van de voltmeter.

 

Noot: Bij het opstellen van de meetprocedures werd uitgegaan van een TT-net.

Referenties

Appleman, R. D., & Gustafson, R. J. (1985). Source of stray voltage and effect on cow health and performance. Journal of dairy science, 68(6), 1554-1567.

Appleman, R.D., Gustafson, R. J., & Ontario. Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs. (1994). Stray voltage problems with dairy cows. Ontario Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs.

Cook, M. A., Dasho, D. M., Reines, R., Dick, W. K., Ryder, J., & Winter, D. F. (1994). Effects of source resistance on cow contact voltage measurements. InAmerican Society of Agricultural Engineers. Meeting (USA).

Pols, E. (1993). Op til van half volt. Landbouwmechanisatie 9, 29-30.

Erdreich, L.S., Alexander, D.D., Wagner, M.E., Reinemann, D.(2009). Meta analasis of stray voltage on dairy cattle. Journal of Dairy Science 92, 5951 – 5963.

Reinemann, D.J. (2014). Overview of stray voltage in animal housing. The Merck Veterinary Manual (http://www.merckmanuals.com/vet/management_and_nutrition/stray_voltage_in_animal_housing/overview_of_stray_voltage_in_animal_housing.html)

Opgemaakt op: 31 oktober 2014

Disclaimer

Dit advies wordt u verstrekt met uitsluiting van iedere aansprakelijkheid. Onze adviezen dienen uitsluitend te worden beschouwd als richtinggevend en zijn niet bindend.