Toonfrequente signalering in het Nederlandse elektriciteitsnet

In short. Until recently, Dutch grid operators broadcast switching commands over the mains itself: a tone of a few hundred hertz, superimposed on the 50 Hz sine wave at the high-voltage substation, reaching every receiver in the supply area without a single metre of dedicated cable. It switched tariff registers, water heaters, communal ventilation and street lighting. The technique, known internationally as ripple control and in German as Rundsteuerung, was phased out in the Netherlands between roughly 2014 and 2022 because smart meters carry their own clock. This page collects what is documented about the Dutch implementation: telegram formats, injection methods, receiver design, the frequencies used, and the timeline of its disappearance. Sources and their reliability are listed at the end.

In het kort

Toonfrequent (TF) is eenrichtings-broadcast over het energienet zelf. Een omvormer in een hoogspanningsstation zet een vaste toon tussen ongeveer 110 en 1600 Hz op het net, in pulsen. Het signaal loopt met de energiestroom mee door alle transformatortrappen tot in het 230 V-net, waar een ontvanger op het stopcontact of in de meterkast de pulsen eruit filtert en een relais omzet. Geen aparte infrastructuur, geen versterkers onderweg, en een dekking die gelijk is aan het verzorgingsgebied van de netbeheerder.

Dat maakte TF bijzonder geschikt voor wat het decennialang deed: alle straatverlichting in een provincie binnen dezelfde minuut ontsteken, het dag/nachttarief in honderdduizenden meters omzetten, en boilers in het daluur laten opwarmen.

De prijs is een extreem lage datasnelheid. Een commando duurt afhankelijk van de code tussen 6,6 seconden en ruim twee minuten.

1. Werkingsprincipe

De keten bestaat uit vier delen.

Besturing. Genereert de pulstreinen en bewaakt ze. Aanleiding is een vaste tijd, een lichtsensor die schemering meldt, of handbediening. De besturing houdt ook de database bij met de actuele stand van elk schakelobject: tarief, verlichting, boiler. Genoemde types in Nederland zijn de Elster LMC610 en de Swistec RKS. Koppeling met de zendinstallaties liep via TCP/IP, modem of contactbasis. B1

Omvormer. Maakt uit 400 VAC de gewenste TF-frequentie, met een vermogen in de orde van tientallen tot honderden kVA. Opbouw: snelle zekeringen voor de halfgeleiders, een gelijkrichter naar ongeveer 500 VDC (bij sommige types 1000 VDC), een spanningsregeling, en een wisselrichter met zes elektronische schakelaars (thyristoren, IGBT's of vermogenstransistoren) in drie takken. De uitgangsspanning is blokvormig; de resonantie in de aankoppeling maakt er een sinusvormige stroom van. B1

Aankoppeling. Brengt de TF-spanning op het hoogspanningsnet en scheidt de TF-installatie galvanisch van de 50 Hz. Zie paragraaf 5.

Ontvanger. Zit op 230 V, filtert de TF-frequentie uit de netspanning en vergelijkt het ontvangen pulspatroon met wat erin geprogrammeerd staat. Bij een match schakelt een uitgangsrelais.

Het signaalniveau aan de zendkant ligt tussen ongeveer 1,7 en 4 procent van de netspanning, afhankelijk van de frequentie. B1B2 Dat is bij 230 V dus een paar volt bovenop de sinus. Ontvangers werken met een instelbare gevoeligheid rond of onder 1 procent; op een oude ontvanger staat dat als een getal op het typeplaatje, bijvoorbeeld 105 voor 1,05 procent. C3

2. Waarom die vreemde frequenties

TF-frequenties zijn zelden ronde getallen. 183 1/3 Hz, 216 2/3 Hz, 492 Hz, 475 Hz. Dat is een erfenis van de motor-generatorsets waarmee het TF-vermogen vroeger werd opgewekt: de uitgangsfrequentie volgde uit de verhouding van poolparen ten opzichte van de 50 Hz-aandrijving. 183 1/3 Hz is 50 x 11/3, 216 2/3 Hz is 50 x 13/3. Een aantal waarden in het Duitse spectrum (194, 485, 582, 725 Hz) is bovendien de laagst toelaatbare frequentie bij 3 procent slip van een asynchrone aandrijving, wat destijds brede filterbanden in de aankoppeling nodig maakte. B2

Met statische omvormers en later GPS-gestuurde frequentiestabiliteit verviel die reden, maar de frequenties bleven: er hingen duizenden afgestemde ontvangers aan het net, en die wissel je niet.

De keuze van de frequentie hangt verder af van de impedantieverhouding tussen het gestuurde net en het bovenliggende net, van kabellengtes, van aanwezige condensatorbanken en van wat de buren gebruiken. In Nederland is 492 Hz volgens de vakbron te breed toegepast, waardoor naburige energiebedrijven jarenlang onbedoeld bij elkaar meeschakelden. B1

Een maat om een net te beoordelen is de Kn-factor: de impedantie bij 50 Hz gedeeld door de impedantie bij de TF-frequentie. Hoe hoger de frequentie, hoe lager de nog acceptabele Kn. B1

3. Telegrammen en codes

Elke zending begint met een startpuls, die langer is dan de commandopulsen. Die wekt de ontvanger, waarna die de volgende impulsplaatsen afloopt en kijkt of zijn eigen commando voorbijkomt.

Er zijn twee families.

Impulsafstand (impulsplaats-systemen). Vaste pulsplaatsen; aanwezigheid van een puls betekent inschakelen, afwezigheid uitschakelen. Zellwegers K22 heeft 22 pulsplaatsen, in een raster van ongeveer een minuut (K22-60) of drie minuten (K22-180). Decabit heeft 11 plaatsen: een startpuls en tien commandopulsen, waarbij elk geldig telegram altijd precies vijf pulsen en vijf leegtes bevat. Die 5-uit-10-eis is meteen de foutcontrole: een telegram dat niet aan de verhouding voldoet, is geen telegram. Het inschakelcommando is het inverse van het uitschakelcommando. B1

Impulsinterval. Ook vaste plaatsen, maar met aparte in- en uit-pulsplaatsen en vaste pauzes ertussen. De ontvanger wordt hier altijd door de aanwezigheid van een puls gestuurd, nooit door de afwezigheid. Semagyr van Landis & Gyr is hiervan de bekendste, en Semagyr-50 was volgens de vakbron een van de meest gebruikte commandostructuren in Nederland. Het bestaat uit 51 impulsen: een lange startimpuls en 50 kortere commando-impulsen. Die 50 plaatsen kunnen worden opgesplitst in adres- en bevelsimpulsen, wat het aantal commando's flink vergroot en tegelijk onderlinge beinvloeding tussen naburige TF-zenders beperkt. B1

Parameters van de commandostructuren

Tijden gelden bij exact 50,00 Hz netfrequentie. Alle waarden in milliseconden. "Filter" is de bandbreedte van het ontvangerfilter waarvoor de code bedoeld is.

Impulsafstand

Impulsinterval (impuls/pauze voor start en commando)

Bron van de parameters: B1. De kolom "duur" is niet uit de bron overgenomen maar berekend als start + pauze + aantal x (impuls + pauze). De uitkomst voor Decabit valt exact op de 6,6 seconde die onafhankelijk in A2 wordt genoemd, wat de rekenwijze bevestigt. De berekende 117 seconden voor Versacom verklaart bovendien waarom een meter aan de Duitse grens dat protocol herkende aan "zeer lange berichten". C4

Decabit in een K22-raster

Uit die tabellen valt nog iets af te lezen. Een K22-180-impulsplaats duurt 7,5 seconde, een compleet Decabit-telegram 6,6 seconde. Dat past, en zo is het ook gebruikt: door een aantal K22-impulsplaatsen vrij te geven, dus daar geen ontvangers meer op te programmeren, kon in elk vrijgekomen venster een heel Decabit-commando worden gelegd. B1

Dat de twee elkaar niet storen zit in de startpuls: die van het ene systeem voldoet niet aan de eisen van het andere, dus K22-ontvangers negeren het Decabit-verkeer en Decabit-ontvangers het K22-verkeer. Het resultaat is een pulstrein van drie minuten waarin na de K22-startpuls afwisselend Decabit-treintjes en gewone K22-commandopulsen voorbijkomen. B1

De bron beschrijft de constructie, niet de aanleiding. De voor de hand liggende lezing is dat een net vol K22-ontvangers niet te vervangen viel, en dat dit de goedkoopste manier was om er snellere commando's naast te zetten zonder iemand in de meterkast lastig te vallen.

De tijdbasis komt uit het net

De puls- en pauzetijden zijn afgeleid van de netfrequentie, niet van een kristal. Dat is een erfenis van de mechanische ontvangers: die hadden een synchroonmotor die met de netfrequentie meeloopt. Door ook aan de zendkant de 50 Hz als tijdbasis te nemen, liepen zender en ontvanger per definitie gelijk, ook als het net even wegdreef. Moderne besturingen hielden die tijdbasis aan, juist omdat de oude ontvangers nooit allemaal uit het net zijn verdwenen. B1

Dit is het soort detail dat een systeem decennialang gijzelt: een keuze uit de jaren vijftig, gemaakt voor een mechanisch onderdeel, bepaalt nog in 2020 de timing van een volledig elektronische keten.

Modernere varianten

Latere systemen brachten echte bits in plaats van puls-pauzeposities. Versacom codeert volgens DIN 43861-301. In 2012 introduceerde Swistec Swistra, tot twintig keer sneller dan de oudere protocollen, met individuele adressering, programmering op afstand en dimmen van straatverlichting. Swistra laat zich inpassen in bestaande TF-protocollen zonder de al aanwezige ontvangers te storen; in een schoon net haalt het ongeveer 50 baud. B1

Vijftig baud. Op een infrastructuur die een hele provincie dekt.

4. Zendinstallaties

Genoemde omvormertypes, van nieuw naar oud: B1

• Modulair, laatste generatie: Enermet SFU-K, Swistec SRS, Landis+Gyr FQD. Gelijkrichter, spanningsregeling, wisselrichter en stuurelektronica zitten in een vervangbare powermodule.
• Ouder, deels modulair: Landis & Gyr FQC (bijvoorbeeld FQC6), Zellweger SFU-G. De schakelaars van de wisselrichter zitten per een of twee in een module.
• Oudste statische types: Landis & Gyr FQA (bijvoorbeeld FQA2), niet modulair; onderdelen los vervangen, met lange hersteltijden.
• Motor-generatorsets, de "omvormergroep". In Nederland uitgefaseerd, elders in de wereld nog in bedrijf. Genoemd vermogen voor een Zellweger-set: 17 kW. C5

Vermogens van complete installaties: in Zeeland 100 tot 250 kVA afhankelijk van het te bereiken netgebied. C5 De grootste aankoppeling ter wereld zou volgens de vakbron in Nijmegen hebben gestaan: 150 kV, 1500 kVA. B1 Ter vergelijking noemt de Duitse literatuur 80 tot 200 kVA bij middenspanningskoppeling en tot 2400 kVA bij hoogspanning. A2

5. Aankoppeling

Het doel is dubbel: de TF-spanning op het net krijgen, en de TF-installatie scheiden van de 50 kV of 25 kV waar hij op zit.

Parallel, vast gekoppeld. Isoleertransformator, afstemspoel, koppelcondensator. Feitelijk een seriekring L-C per fase, met aftakkingen op de spoel om af te stemmen op de TF-frequentie. Kleine inwendige weerstand, dus weinig verlies; het signaalniveau hangt weinig van de netbelasting af; kost wat meer ruimte.

Parallel, los gekoppeld. Laagspanningscondensator, koppelinductiviteit, hoogspanningscondensator: twee seriekringen per fase, met opzet zwak gekoppeld (rond 10 procent) om een bredere doorlaatband te krijgen. Dat was bedoeld om frequentiedrift op te vangen en is met stabiele statische omvormers achterhaald. Gedraagt zich als stroombron, is lastiger af te stemmen, heeft meer verlies, maar neemt minder ruimte in.

Serie. Wordt vooral gebruikt onder 300 Hz, soms tot 750 Hz; parallel is gangbaar boven 300 Hz. Voordelen: hoge belastbaarheid, weinig 50 Hz-verlies, het TF-signaal gaat alleen de energierichting op, en er is geen aparte vermogensschakelaar nodig. Nadelen: een storing in de aankoppeling raakt meteen de energievoorziening, en inbouw achteraf in een bestaand station is lastig. Een variant is serie-injectie in het sterpunt van een transformator in het laagspanningsnet; de TF-spanning heeft dan op alle drie de fasen dezelfde fasehoek, waardoor driefasige apparatuur geen belasting voor het signaal vormt.

Buiten de zendingen om werkt een aankoppeling als zuigfilter: hij verlaagt de netimpedantie op de eigen TF-frequentie en dempt zo stoorsignalen op die frequentie. Keerzijde: twee gekoppelde netten met TF-installaties die niet fasesynchroon zenden, zien elkaar via die lage impedantie en kunnen zeer grote stromen trekken. B1

6. Ontvangers

Mechanisch. De vroegste ontvangers zijn verrassend elegant. Het filter is niets meer dan een condensator in serie met de relaisspoel. Bij 50 Hz is de impedantie van die combinatie hoog, dus er loopt te weinig stroom om het relais te laten aantrekken. De waarden zijn zo gekozen dat de kring op de TF-frequentie in resonantie komt: tijdens een TF-puls schiet de stroom omhoog en trekt het relais aan. Een synchroonmotor draait een schijf rond in bijvoorbeeld 30 seconden, precies gelijklopend met het pulsraster. Op de schijf zit een verzetbaar ruitertje op de plaats van het gewenste commando. Valt een pulsaantrekking samen met de nok, dan schakelt het uitgangsrelais. De startpuls start de motor, en de lengte ervan wordt bewaakt om vals starten te voorkomen. B1

Het hele decodeerprobleem wordt hier dus opgelost met een resonantiekring, een klokmotor en een mechanisch verzetbare nok. Genoemde Landis & Gyr types: RE, FTB1, FTD1, FTD4. B1 Een op Circuits Online getoonde FTB uit 1964 was gemerkt 475 Hz, gevoeligheid 105 (1,05 procent), bedoeld voor montage in een lantaarnpaal; latere series in dat gebied gebruikten 492 Hz. C3

Een bijvangst uit dezelfde draad: die synchroonmotoren werden bewust niet gesmeerd, omdat smeermiddel na jaren verhardt. C3

Elektronisch. Filter, detectie, patroonvergelijking met wat in het geheugen staat, en uitgangsrelais. De eerste generatie had een vaste gevoeligheid en een vast commando, soms te wijzigen door een geheugenmoduultje te verwisselen. Latere types zijn volledig softwarematig in te stellen: gevoeligheid in procenten, code (Semagyr, Decabit, Versacom, Swistra, K22) en commando, via een PC-programma of op afstand via speciale TF-zendingen. Ze kunnen ook schakelen bij spanningsuitval, op vaste tijden of met een vertraging na een zending, waardoor het onderscheid met een schakelklok vervaagt. De laatste generatie heeft naast relaiscontacten ook 0-10 V of 4-20 mA uitgangen, bedoeld voor dimbare openbare verlichting. Uitgangscontacten zijn vaak tot 25 of 40 A belastbaar. B1

Filters voor ontvangers rond 500 Hz waren vroeger eenvoudiger te maken dan rond 200 Hz, terwijl de lagere frequenties qua netgedrag juist de voorkeur zouden hebben. B1

7. Waarvoor het in Nederland gebruikt werd

• kWh-tariefschakeling. Dubbeltarief, ook hoog/laag of piek/dal. Dit was veruit de grootste populatie ontvangers. A1
• Elektrische boilers en warmwatervaten, in- en uitschakelen in het daluur. A1B1
• Openbare verlichting. De sterkste eigenschap van TF: alle armaturen in een groot gebied binnen dezelfde minuut ontsteken, met een schakelmoment dat meeschuift met zonsopkomst en zonsondergang. In de OV-kast zat een TF-relais met potentiaalvrij contact in de stuurstroom. A3B1
• Portiekverlichting van woongebouwen. A1
• Ventilatie-installaties in Rijnmond. Bij calamiteiten met de luchtkwaliteit werden de ventilatiesystemen van woonblokken en verzorgingstehuizen centraal uitgezet. Een bijzondere, veiligheidsgerelateerde toepassing, die je niet zomaar vervangt door een klok in de meter. B1
• Sperkasten bij gemalen en andere afschakelbare belastingen. C6
• Dimmen van straatverlichting bij de laatste generatie ontvangers, via analoge uitgang. B1
• In Duitsland ook PV-curtailment: een TF-relais dat een zonne-installatie op 0, 30, 60 of 100 procent zet. B1

8. Frequenties in Nederland

Er bestaat geen publieke, complete lijst van Nederlandse TF-frequenties per netbeheerder. De Duitse referentiesite rundsteuerung.de voert Duitsland, Zwitserland en Oostenrijk, maar geen Nederland. B2 Wat hieronder staat is bij elkaar geschraapt uit metingen en uit praktijkverhalen, en is expliciet onvolledig.

De meting in Twente is het stevigste stuk: signalen afgetapt via een transformator en spanningsdeler op de geluidsingang van een PC, met amplitudes van 2,5 tot 4 V voor het lokale 228 Hz-signaal en ongeveer 0,5 V of minder voor de rest. Dat lokale niveau komt neer op ruwweg 1 tot 1,7 procent van 230 V, en de verhouding met de overige signalen laat meteen zien wat lokaal is en wat van ver komt. C4

Opvallend: op dezelfde locatie werd 492 Hz niet gehoord, terwijl dat in nabije plaatsen werd verwacht. C4

9. Bijwerkingen: flikkeren en netkwaliteit

TF is per definitie vervuiling van de netspanning. Dat botst met apparatuur die aanneemt dat de sinus schoon is.

Het bekendste symptoom is flikkerende lampen op elektronische dimmers, steevast op vaste tijdstippen, meerdere keren per dag, in vlagen van een of twee seconden. Precies het patroon van een TF-zending. De verklaring van de kant van een TF-beheerder: geavanceerde dimmers detecteren de nuldoorgang nauwkeurig, en het TF-signaal verstoort die detectie; simpele dimmers met een RC-netwerkje merken er niets van. Of het daarbij gaat om extra nuldoorgangen of om jitter in het moment van de nuldoorgang is op het forum onderwerp van discussie gebleven. C7 Dat onderscheid is meer dan semantiek: het bepaalt of een filter of een softwarematige ontkoppeling zin heeft.

LED-drivers vertonen hetzelfde. Filters zijn in de praktijk weinig effectief: ze moeten op de lokale TF-frequentie zijn afgestemd, en hoe lager die ligt, hoe lastiger dat wordt. Genoemde prijzen liepen van enkele tientallen tot honderden euro's, zonder dat iemand in de draden een geslaagde oplossing rapporteerde. C7C8

Normatief kader:

• EN 50160 behandelt signaalspanningen op het openbare net in het bereik 110 Hz tot 3 kHz. De toelaatbare niveaus volgen de zogenoemde Meister-curve: een vlak deel van ongeveer 20 V (circa 9 procent van 230 V) tot 500 Hz, daarboven aflopend volgens 10000/f volt. Bij 1600 Hz komt dat neer op ongeveer 6 V. [A4, via secundaire samenvattingen, niet uit de norm zelf gelezen]
• IEC/EN 61000-4-13 beschrijft immuniteitsbeproeving voor harmonischen en interharmonischen op de wisselspanningspoort, inclusief signaalspanningen. Het is geen verplichte test. C7A5

De kern van het probleem is dus niet dat TF te sterk was, maar dat apparatuur werd ontworpen alsof het er niet was, terwijl de norm het expliciet toestaat.

10. De uitfasering

De uitfasering was geen gebeurtenis maar een uitloop van bijna een decennium.

De opgegeven redenen: de techniek is verouderd en duur, de zendinstallaties in Zuid-Holland en Utrecht waren technisch aan het eind van hun leven, en de slimme meter heeft een eigen klok waarmee tariefschakeling lokaal kan. A1A6A7

Wat ervoor in de plaats kwam:

• Tarief: de klok in de slimme meter.
• Boilers en nachtstroomtoestellen: een schakelklok of schemerschakelaar bij de klant. Voor oudere collectieve boilers in appartementengebouwen die zichzelf niet handmatig laten herstarten, is destijds een apart stappenplan gemaakt. A6
• Openbare verlichting: astronomische schakelklokken per OV-kast, of individueel schakelbare punten. Waar TF drie of vier commando's bood voor een heel gebied, kan het nieuwe systeem per punt schakelen; die winst aan flexibiliteit staat tegenover het verlies van de gelijktijdigheid over een hele regio. C6A8

De schatting dat het dubbeltarief de gemiddelde huishouding nog maar een paar euro per jaar opleverde, wordt door Netbeheer Nederland zelf genoemd als relativering. A6

11. Wat er nu nog te horen is

TF-signalen stoppen niet bij de grens. In Twente werden na de Nederlandse uitschakeling nog Duitse zendingen gemeten op 216 2/3 en 183 1/3 Hz, waaronder het net van NEW in Monchengladbach. Wie in de grensstreek een spanningsdeler op een geluidskaart hangt, hoort de techniek dus nog steeds werken. C4

12. Open vragen

Dit zijn de gaten die met de geraadpleegde bronnen niet gedicht konden worden. Ze staan hier zodat ze later gericht ingevuld kunnen worden.

1. Een complete frequentietabel per Nederlands verzorgingsgebied. Bestaat die nog ergens, en bij wie?
2. Welke codes waar in Nederland liepen. Semagyr-50 wordt als meest gebruikt genoemd, maar er is Decabit gemeten, en de regio Den Haag gebruikte Zellweger.
3. De precieze einddatum per netbeheerder, inclusief de laatste zender die uit ging en waar die stond.
4. Wat er is gebeurd met de Rijnmond-ventilatiesturing bij luchtkwaliteitscalamiteiten. Dat was een veiligheidsfunctie, geen comfortfunctie.
5. Of er in Nederland nog TF in bedrijf is bij regionale netbeheerders buiten de grote drie.
6. Geluids- en scoopopnamen van Nederlandse zendingen. De vakbron had die, de site is offline, en de mediabestanden zitten niet in het archief.

13. Bronnen

Betrouwbaarheid: A = primaire of normatieve bron (netbeheerder, norm, brancheorganisatie). B = vakinhoudelijke bron van iemand met aantoonbare beroepspraktijk. C = forum of anekdotisch, waardevol maar onbevestigd.

Over bron B1

De belangrijkste Nederlandse bron over dit onderwerp bestaat niet meer. toonfrequent.nl werd geschreven door Chris Verschoor, die sinds 1990 in het vak zat: ontwerp, bouw, inbedrijfstelling en meting van TF-installaties. Het domein is daarna opnieuw geregistreerd en draait nu affiliate-pagina's over willekeurige consumentenproducten. Van de oorspronkelijke site staat in het webarchief nog een bruikbare momentopname uit juli 2015; nieuwere opnames leveren een 403 op. De afbeeldingen, schema's en de geluidsopnamen van echte TF-zendingen zijn niet mee gearchiveerd.

Dat is precies het verlies dat deze pagina probeert te beperken. Ongeveer zestig procent van wat hierboven staat komt uit die ene gearchiveerde pagina.

Archieflinks

Geverifieerde momentopnames in het Internet Archive, gecontroleerd op 16 september 2026:

Van zes bronnen bestaat nog geen enkele momentopname. Zolang dat zo is, hangt hun inhoud aan één draadje, precies zoals dat bij B1 het geval was:

• A3, IGOV-notitie "Wat is toonfrequent (TF)" (PDF)
• A6, Netbeheer Nederland, "Toonfrequent signaal verdwijnt"
• C4, HoogspanningsNet, meetdraad (de enige echte meetreeks in deze pagina)
• C5, Circuits Online 172506
• C6, HoogspanningsNet, draad over het einde van TF
• C8, Circuits Online 146032

Van C1, C3 en C7 dateert de momentopname van vóór de laatste reacties in die draden; een verse vastlegging is daar dus ook zinvol.

Momentopnames maken vereist een ingelogd archive.org-account; Save Page Now weigert anonieme verzoeken. Zie LIBRARY.md voor de geautomatiseerde route.

---

Samengesteld op 16 september 2026. Correcties en aanvullingen zijn welkom.