Erdung

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Warnung: Der Artikel dient lediglich der Information und ist kein normatives Dokument. Bei Arbeiten im Zusammenhang mit Elektrizität sollten Sie sich an den Elektroinstallationsregeln (PUE) orientieren.

Definitionen

Erdung- Hierbei handelt es sich um die bewusste Verbindung nicht stromführender Geräteelemente, die infolge eines Isolationsausfalls unter Spannung stehen können, mit der Erde. Die Erdung besteht aus einer Erdungselektrode (einem leitenden Teil oder einer Reihe miteinander verbundener leitender Teile, die direkt oder über ein leitendes Zwischenmedium in elektrischem Kontakt mit der Erde stehen) und einem Erdungsleiter, der das geerdete Gerät mit der Erdungselektrode verbindet. Die Erdungselektrode kann ein einfacher Metallstab (meistens Stahl, seltener Kupfer) oder ein komplexer Satz speziell geformter Elemente sein. Die Qualität der Erdung wird durch den Wert des elektrischen Widerstands des Erdungskreises bestimmt, der durch Vergrößerung der Kontaktfläche oder der Leitfähigkeit des Mediums – Verwendung vieler Stäbe, Erhöhung des Salzgehalts im Boden usw. – verringert werden kann. Der elektrische Erdungswiderstand ist in der Regel genormt. Haupterdungsklemme. Um elektromagnetische Störungen zu minimieren und die elektrische Sicherheit zu gewährleisten, sollte die Erdung mit einer minimalen Anzahl geschlossener Schleifen erfolgen. Die Sicherstellung dieser Bedingung ist durch die Durchführung der sogenannten Haupterdungsklemme (MGZ) oder Bus möglich. Der Haupterdungsanschluss sollte so nah wie möglich an den Eingangsstrom- und Kommunikationskabeln liegen und mit der kürzestmöglichen Leiterlänge an den Erdungsanschluss(en) angeschlossen werden. Diese Anordnung der Erdschutzzone gewährleistet den besten Potenzialausgleich und begrenzt die induzierte Spannung durch industrielle Störungen, Blitze und Schaltüberspannungen, die von außen durch Kommunikationskabelschirme, Stromkabelpanzerung, Rohrleitungen und Antenneneingänge kommen. An den GZZ (Bus) müssen angeschlossen werden:

Erdungsleiter;

Schutzleiter;

Leiter des Hauptpotentialausgleichssystems;

funktionierende Erdungsleiter (falls erforderlich).

Schutz- und Arbeitserdungsleiter (technologisch, logisch usw.), Blitzschutzerdungsleiter usw. müssen an die Haupterdungsklemme (Bus) angeschlossen werden. Die Regeln und Anforderungen für die Installation des GZZ sind im Einzelnen festgelegt PUE. Freiliegender leitfähiger Teil- ein leitender Teil einer elektrischen Anlage, der berührbar ist und normalerweise nicht unter Spannung steht, der jedoch unter Spannung stehen kann, wenn die Hauptisolierung beschädigt ist. Zu den freiliegenden leitfähigen Teilen gehören Metallgehäuse elektrischer Geräte. Live-Teil– ein elektrisch leitender Teil einer elektrischen Anlage, der während seines Betriebs unter Betriebsspannung steht. Indirekte Berührung– Elektrischer Kontakt von Menschen und Tieren mit freiliegenden leitfähigen Teilen, die bei Beschädigung der Isolierung unter Spannung stehen. Dies bedeutet, dass das Metallgehäuse eines elektrischen Geräts berührt wird, wenn die Isolierung des Gehäuses zusammenbricht.

Bezeichnungen

Schutzleiter in allen Elektroinstallationen sowie neutrale Schutzleiter in Elektroinstallationen mit Spannungen bis 1 kV mit fest geerdetem Neutralleiter, einschließlich Sammelschienen, müssen vorhanden sein Buchstabenbezeichnung RE und Farbkennzeichnung durch abwechselnde Längs- oder Querstreifen gleicher Breite (für Reifen von 15 bis 100 mm) in Gelb und Grün. Null-Arbeitsleiter (Neutralleiter) werden mit dem Buchstaben gekennzeichnet N Und Blau. Kombinierte neutrale Schutz- und neutrale Arbeitsleiter müssen eine Buchstabenbezeichnung haben STIFT und Farbbezeichnung: Blau über die gesamte Länge und gelbgrüne Streifen an den Enden. Grafische Symbole zur Kennzeichnung von Leitern in Diagrammen:

Erdungsbezeichnung:

Buchstabenbezeichnungen des Erdungssystems

Der erste Buchstabe in der Bezeichnung des Erdungssystems bestimmt die Art der Erdung der Stromquelle:T– direkter Anschluss des Neutralleiters der Stromquelle an die Erde; ICH– Alle stromführenden Teile sind vom Boden isoliert. Der zweite Buchstabe bestimmt die Art der Erdung freiliegender leitfähiger Teile der Elektroinstallation des Gebäudes: T– direkte Verbindung der offenen leitenden Teile der Elektroinstallation des Gebäudes mit dem Boden, unabhängig von der Art der Verbindung der Stromquelle mit dem Boden; N– direkte Verbindung offener leitender Teile der Elektroinstallation des Gebäudes mit dem Erdungspunkt der Stromquelle. Die Buchstaben nach N durch einen Bindestrich bestimmen die Art dieser Verbindung – die funktionale Methode zum Aufbau der Null-Schutz- und Null-Arbeitsleiter: S– Die Funktionen des Null-Schutzleiters PE und des Null-Arbeitsleiters N werden durch separate Leiter gewährleistet; C– Die Funktionen des neutralen Schutzleiters und des neutralen Arbeitsleiters werden von einem gemeinsamen Leiter PEN übernommen.

Fehler im Erdungsgerät

Falsche PE-Leiter Wird manchmal als Erdungsleiter verwendet Wasserrohre oder Heizungsrohre, sie können jedoch nicht als Erdungsleiter verwendet werden. Möglicherweise befinden sich in den Rohrleitungen nicht leitende Einsätze (z. B. Kunststoffrohre), der elektrische Kontakt zwischen den Rohren kann aufgrund von Korrosion unterbrochen sein und schließlich kann ein Teil der Rohrleitung für Reparaturen demontiert werden.

Kombination des Arbeitsnullleiters und des PE-Leiters Ein weiterer häufiger Verstoß ist die Kombination des Arbeitsnullpunkts und des PE-Leiters über den Punkt ihrer Trennung (falls vorhanden) entlang der Energieverteilung hinaus. Ein solcher Verstoß kann zum Auftreten erheblicher Ströme durch den PE-Leiter (der im Normalzustand nicht stromführend sein sollte) sowie zu Fehlauslösungen des Fehlerstromschutzschalters (falls installiert) führen.

Falsche Trennung des PEN-Leiters Die folgende Methode zum „Herstellen“ eines PE-Leiters ist äußerst gefährlich: Ein funktionierender Neutralleiter wird direkt in der Steckdose identifiziert und eine Brücke zwischen ihm und dem PE-Kontakt der Steckdose gelegt. Somit wird der PE-Leiter der an dieser Buchse angeschlossenen Last mit dem Arbeitsnullpunkt verbunden. Die Gefahr dieses Schemas besteht darin, dass am Erdungskontakt der Steckdose und damit am Gehäuse des angeschlossenen Geräts ein Phasenpotential entsteht, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

Bruch (Trennung, Durchbrennen usw.) des Neutralleiters im Bereich zwischen Steckdose und Abschirmung (und auch weiter bis zum Erdungspunkt des PEN-Leiters);

Neuordnung der Phasen- und Neutralleiter (Phase statt Neutralleiter und umgekehrt), die zu dieser Steckdose führen.

Um sicherzustellen zuverlässiger Schutz Bei Arbeiten unter Spannung sind elektrische Anlagen geerdet. Unter Schutzerdung versteht man eine gezielte elektrische Verbindung zwischen dem Installationsgehäuse und einer Erdungseinrichtung. Nach dem Funktionsprinzip werden alle Erdungen in zwei Arten unterteilt. Sie kann in Form von Schutzerdung und Erdung erfolgen, die genau die gleiche Funktion haben, nämlich den Schutz von Personen vor der Einwirkung von elektrischem Strom bei Berührung des Gehäuses oder anderer Teile bei gebrochener Isolierung.

Die Essenz der Schutzerdung

Bei der Installation einer Schutzklemme wird eine bewusste Verbindung zwischen Teilen elektrischer Anlagen und einer Erdungsvorrichtung hergestellt. Somit ist die elektrische Sicherheit bei versehentlichem Berühren bestimmter spannungsführender Teile gewährleistet. Diese Situation, tritt in der Regel auf, wenn die Isolierung zusammenbricht, wenn Spannung zwischen Gehäuse und Phase entsteht. Bei vorhandener Erdung stellt der Strom keine Gefahr dar, da die Schutzerde, die einen sehr geringen Widerstand aufweist, als Leiter fungiert.

Hauptsächlich Komponenten Die Erdung erfolgt direkt über die Erdungselektrode und Erdungsleiter. Erdungselektroden können natürlich und künstlich sein. Im ersten Fall handelt es sich um Metallkonstruktionen, die eine zuverlässige Verbindung zum Boden haben. Künstliche Erdungsleiter sind Stahlstäbe, -rohre oder -winkel, deren Länge mindestens 2,5 m betragen muss. Sie werden in den Boden getrieben und durch Schweißdraht oder Stahlbänder miteinander verbunden. Um die Erdung effektiver zu gestalten, ist es notwendig, ihren Widerstand durch eine Erhöhung der Anzahl künstlicher Erdungselektroden zu verringern.

Schutzerdungsgerät

Das Wesen des Schutzes ist die bewusste elektrische Verbindung bestimmter Teile elektrischer Anlagen mit einem Neutralleiter.

In der Regel fallen solche Elektroinstallationen nicht unter normale Spannung. In diesen Fällen führt jede mit dem Gehäuse kurzgeschlossene Phase zu einem Kurzschluss mit dem Neutralleiter. Eine aktuelle mit sehr großer Wert Daher muss das Gerät schnell und vollständig abgeschaltet werden. Genau das ist die Hauptfunktion des Nullstellens. Der gesamte Aufbau der Schutzerdung besteht aus einem Null-Arbeits- und einem Null-Schutzleiter.

Der Betrieb moderner Elektrogeräte ist ohne ordnungsgemäß organisierten Schutz vor unbeabsichtigtem Stromschlag nicht akzeptabel. Zu diesem Zweck werden spezielle Geräte verwendet, die Erdungsgeräte genannt werden. Somit ist die Erdung ein bewusst organisiertes System, das normale Betriebsbedingungen für elektrische Geräte gewährleistet.

Über Erdung in einfachen Worten

Das eigentliche Konzept der „Erdung“ kommt vom Wort „Erde“, also Erde oder Erde, deren Zweck darin besteht, als Ableitung für gefährliche Ströme zu dienen, die durch einen speziell organisierten Stromkreis fließen. Zu seiner Bildung ist eine unlösbare Verbindung aller Teile des Schutzsystems erforderlich, die vom Kontaktpunkt des Körpers des Erdungselements bis zum in den Boden eingetauchten Element der Erdungseinrichtung (GD) reicht.

Externe Erdungsschleife eines Privathauses (links). Innenerdung (rechts), Erdungsleiter durch gestrichelte Linie dargestellt.

Gemäß den Definitionen in der technischen Dokumentation handelt es sich bei der Erdung um eine bewusste elektrische Verbindung der Metallgehäuse von Geräten mit einem speziellen Erdungskreis. Basierend auf den betrachteten Fakten können wir den Schluss ziehen, dass Erdung der absichtliche elektrische Kontakt des geschützten Geräts mit der Erde ist.

Erdungsanforderungen

Nachdem Sie herausgefunden haben, was die Definition des eigentlichen Konzepts der Erdung ist, können Sie mit den Kategorien und Normen fortfahren, die durch aktuelle Standards eingeführt werden. An die Erdungseinrichtung werden laut PUE vor allem folgende Anforderungen gestellt:

• Der Zweck des Ladegeräts besteht darin, gefährliche Ströme effektiv in den Boden abzuleiten. Zu diesem Zweck umfasst sein Design eine ganze Reihe von Leitern und Metallstäben.
• Alle Teile der Elektroinstallation, einschließlich der Schaltschranktüren aus Metall, müssen geerdet sein;
• der Gesamtübergangswiderstand der Kontakte im Erdungssystem sollte 4-30 Ohm nicht überschreiten;
• Bei der Installation in verteilten Lasten muss ein Potenzialausgleichssystem verwendet werden (Ziel ist die Beseitigung einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung).

Weitere Informationen: Denn der Hauptzweck der Erdung besteht darin, die Sicherheit des Personals zu gewährleisten, das mit dem Gerät arbeitet – während seines Betriebs Besondere Aufmerksamkeit wird auf Betriebssicherheit geachtet.

Die Qualität seiner Arbeit wird durch einen ganzen Komplex sichergestellt Vorsichtsmaßnahmen und regelmäßig organisierte Tests.

Um die gestellte Frage zu beantworten, müssen Sie sich mit den Störungen vertraut machen, die in vorhandenen elektrischen Geräten regelmäßig auftreten. Tatsache ist, dass im Langzeitbetrieb die Isolierung zerstört werden kann und das freiliegende Stromkabel mit dem Gehäuse der Elektroinstallation in Kontakt kommen kann.

10-15 cm aus dem Boden herausragende Teile von Stahlrohlingen werden mit 40 mm breiten Metallplatten (mindestens 4 mm dick) zusammengeschweißt. Im oberen Teil einer der Vertikalelektroden ist eine Kontaktzone in Form eines darauf aufgeschweißten Gewindebolzens angeordnet. Das vom Gehäuse des geerdeten Geräts kommende Ende einer Kupferschiene wird mit einer Mutter daran befestigt, deren Querschnitt nicht weniger als 6 mm² betragen sollte.

Weitere Informationen: Um den Widerstand des Notstromkreises zu verringern, wird diese Verbindung manchmal verschweißt.

Nach Abschluss der Hauptarbeiten wird der Graben mit der darin platzierten Struktur mit zuvor weggeworfener Erde gefüllt, aus der Steine ​​und unnötiger Schutt entfernt werden.

Gemäß den Anforderungen des PUE muss jedes Erdungssystem den Anforderungen entsprechen technische Standards hinsichtlich der maximal zulässigen Ableitstromfestigkeit. Sein Wert sollte sein:

1. weniger als 8 Ohm in Industrienetzen mit Phasenspannung 220/127 Volt;
2. weniger als 4 Ohm für lineare Spannungen 380 Volt;
3. nicht mehr als 30 Ohm in Haushaltsnetzen (dieser Indikator gilt als maximal zulässig).

Der aus der Struktur des Ladegeräts verlegte Kupferkern wird an seinem zweiten Ende an einem speziellen Streifen befestigt, der auf dem Verteilerfeld der Anlage (insbesondere zu Hause) montiert ist. Sie wird als Haupterdungsschiene (GGB) bezeichnet und dient dazu, alle Schutzleiter an einem Ort zusammenzuführen. Von dort führen Kupferleiter direkt zu den Verbrauchern (über Steckdosen zu Gerätegehäusen).

Natürliche und künstliche Erdung

Natürliche Erdung ist ein Objekt oder eine Struktur, die aufgrund ihrer Funktionen zuverlässigen Kontakt mit dem Boden hat. Zu dieser Kategorie gehören:

• Sanitär und Heizungsrohre, direkt in den Boden gelegt;
• alle Metallkonstruktionen und deren Elemente, die guten Kontakt mit dem Boden haben;
• Ummantelungen von Schweiß- und ähnlichen Kabeln;
• Metallhypotheken und -zungen usw.

Bemerkenswert! In diesem Fall ist kein besonderer Aufwand für die Funktionserdung erforderlich, da die Elemente des natürlichen Erdungssystems bereits für den Anschluss von Erdungsleitern bereit sind.

In einer Situation, in der solche Systeme nicht gefunden werden können, müssen Sie selbstgebaute Speichergeräte installieren.

Unter künstlicher Erdung versteht man einen bewusst organisierten elektrischen Kontakt zweier Körper, von denen einer das geschützte Gerät und der zweite die sogenannte „Erdungsschleife“ ist. Bei dieser Komponente handelt es sich um eine spezielle verteilte (manchmal punktuelle) Struktur, die auf tief im Boden platzierten Metallstäben basiert.

Als vertikal angetriebene Elektroden werden in der Regel Stahlstäbe mit einem Durchmesser von bis zu 12 mm und einer Länge von mindestens 2,5 Metern verwendet. Um horizontale Brücken anzuordnen, die den elektrischen Kontakt zwischen zwei Körpern gewährleisten, werden Metallecken mit einer Größe von 50 x 50 x 6 mm und einer Länge von 2,5 bis 3 Metern verwendet (sie können durch Rohre mit einem Durchmesser von etwa 6 mm oder mehr ersetzt werden).

Warum brauchen Sie ein Erdungsvideo?

Um zu verstehen, warum in einem Haus eine Erdung erforderlich ist, müssen Sie sich mit ihrem Hauptzweck vertraut machen. Wie im zuvor vorgestellten Abschnitt erwähnt, dient die Erdung dem Schutz einer Person vor gefährlichen Potenzialen, die versehentlich am Gehäuse der Betriebsausrüstung auftreten. Der einfachste Weg, sich mit der Funktionsweise und dem Zweck vertraut zu machen, sind die zahlreichen Beispiele in den Videos.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass das Verständnis des Zwecks der Erdung dazu beitragen wird, die Gesundheit von Personen zu schützen, die mit elektrischen Geräten arbeiten.

Unter Erdung versteht man die elektrische Verbindung elektrisch leitender Gerätekomponenten mit der Erde. Es besteht aus einer Erdungselektrode und einem daran angeschlossenen Leiter. Die folgende Abbildung zeigt ein klassisches Diagramm seiner Verbindung.

Erdungsanschlussplan in einem Privathaus

Rot zeigt Phase an, Blau zeigt Neutral an. Sie gehen vom Pol des Hauptstromnetzes bzw. zu den Bussen L und N. Das zwischen der Erdungselektrode und dem PE-Bus des Panels verbundene Erdungskabel ist schwarz gekennzeichnet. Sie gehen in die Schalttafel, von der aus die Verkabelung rund um das Haus erfolgt.

Arten

Je nachdem, warum eine Erdung erforderlich ist, wird sie in folgende Typen unterteilt:

1. Arbeiten. In der Industrie werden Punkte spannungsführender Teile elektrischer Anlagen geerdet normale Bedingungen arbeiten. Elektrische Sicherheit ist hier nicht das Ziel. Die Arbeitserdung ist für den Betrieb elektrischer Geräte im Notbetrieb vorgesehen, wenn ein Ausfall am Gehäuse oder eine Beschädigung der Isolierung auftritt. Auf diese Weise wird der Neutralleiter eines Generators oder Transformators geerdet.

Die Arbeitserdung erfolgt direkt mit einer Erdungselektrode oder durch zusätzliche Geräte (Drosseln, Widerstände, Ableiter).

1. Schützend. Die Erdung soll eine Person vor Schlägen schützen elektrischer Strom. Der Körper leitet elektrischen Strom und hat einen hohen Widerstand. Ein Stromschlag entsteht nicht nur durch die Berührung leitfähiger Elemente. In diesem Fall muss noch ein Stromkreis gebildet werden. Es entsteht zwischen dem Boden, auf dem eine Person ihre Füße abstützt, und einem blanken, unter Spannung stehenden Leiter, mit dem der Kontakt erfolgt.

Je höher die Luftfeuchtigkeit auf der Erdoberfläche ist, desto mehr Strom fließt durch den Körper, was eine erhebliche Gefahr darstellt.

1. Vom Blitz. An der Stelle eines Blitzeinschlags erreicht die Temperatur 30.000 Grad, was das Leben von Menschen und die Sicherheit von Gebäuden gefährdet. Statistiken zeigen, dass 20 % der Brände in Privathäusern auf Blitzeinschläge zurückzuführen sind. Daher ist es notwendig, Blitzableiter an Gebäuden zu installieren.

Schutzsystem

Das Schutzsystem besteht aus 3 Teilen:

• Blitzableiter – fängt den Einschlag auf und leitet den Strom weiter. Es handelt sich um einen Rundstab mit einem Durchmesser von mindestens 10 mm und einer Länge von 250 mm. Es befindet sich auf dem Dach Hohe Höhe, wo die Wahrscheinlichkeit einer Entladung maximal ist.

Der Radius der Schutzzone an der Basis der Stange wird durch die Formel bestimmt:

r = 1,732∙h, wobei

h – Höhenunterschied zwischen den obersten Punkten des Hauses und dem Blitzableiter.

Auch die konische Form des Schutzraumes sollte berücksichtigt werden.

1. Ableiter – dient der Stromübertragung vom Blitzableiter zum Erdungsleiter. Dazu wird ein Walzdraht mit einem Durchmesser von 6 mm verwendet, der an den Blitzableiter geschweißt und anschließend mit maximalem Abstand zu Fenstern und Türen entlang der Wand bis zur Erdungselektrode abgesenkt wird. Der Stromleiter darf nicht gebogen werden, damit es an dieser Stelle nicht zu einer Funkenentladung kommt. Es ist so kurz wie möglich gehalten.
2. Blitzschutz-Erdungsleiter und Haushaltsgeräte mach es gemeinsam. Das gebräuchlichste Gerät besteht aus einem Stromkreis aus drei Elektroden, die in den Boden eingetrieben und durch ein Stahlband im Schweißverfahren miteinander verbunden werden. Die Erdungselektrode befindet sich in einem Abstand von mehr als 1 m von den Wänden und mehr als 5 m von der Veranda, Gehwegen und Gehwegen.

Blitzschutzsystem für ein Privathaus

Natürliche Erdung

Um eine Erdung herzustellen, ist es zweckmäßig, erdberührte Metallteile von Gebäuden und Bauwerken zu verwenden. Dies könnte eine Fundamentverstärkung sein, unterirdische Rohrleitungen oder Kabelummantelungen, Bodenkommunikation (Eisenbahnschienen). All dies kann nur in Fällen verwendet werden, in denen alle Anforderungen an Erdungsleiter erfüllt sind. Der Vorteil dieser Methode liegt in der erheblichen Kostenersparnis und der fehlenden Bedienung der Geräte.

Oftmals werden Fundamente als Erdungsleiter verwendet, hierfür müssen jedoch bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein:

• die Luftfeuchtigkeit des umgebenden Bodens beträgt nicht weniger als 3 %;
• Fehlen einer aggressiven Umgebung, die Korrosion begünstigt;
• die Bewehrung steht nicht unter mechanischer Belastung;
• alle Teile von Metallkonstruktionen bilden einen ununterbrochenen Stromkreis, für den an den Bruchstellen Brücken mit einem Querschnitt von mindestens 100 mm 2 angeschweißt sind;
• das Vorhandensein eingebetteter Metallteile im Beton, mit denen der Erdungsleiter verbunden werden kann.

Schutzerdung

Das Hauptelement ist der Erdungskreis, der aus im Boden befindlichen Metallelektroden besteht. Dabei handelt es sich um Stäbe, Winkel, Rohre oder Bleche mit einer Länge von mindestens 2,5 m. Ihre Hauptaufgabe besteht in der Ableitung von Strömungen im Boden, deren Wirksamkeit von der Bodenbeschaffenheit und dem Klima abhängt.

Bei der Installation einer Erdung müssen Sie wissen, woraus der Boden besteht. Es kann Ton, Sand, Erde usw. sein.

Jede Komponente hat ihre eigene elektrische Leitfähigkeit, die bestimmt, wie der Boden richtig gestaltet wird. Ton hat einen Widerstand von 20 Ohm*M, Sand – 10–60 Ohm*M (abhängig von der Luftfeuchtigkeit), Gartenerde – 40 Ohm*M, Kies – 300 Ohm*M.

An den Stromkreis ist ein Erdungsleiter angeschlossen.

Erdungsschleife in Form eines Dreiecks

Elektroden dürfen nicht mit dielektrischen Korrosionsschutzmitteln beschichtet werden. Sie können Lack nur auf die Schweißstellen auftragen.

Die Anforderungen an den Leiter vom Stromkreis bis zur Elektroinstallation sind Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Als Leiter können Stahlbänder mit den Maßen 5x30 mm und Stäbe mit einem Durchmesser von 10 mm oder mehr dienen. Aufgrund der geringen Belastung eignet sich für den Garten ein Walzdraht mit einem Durchmesser von 6 mm.

Nach modernen Standards erfolgt die elektrische Verkabelung in einer Wohnung oder einem Privathaus mit einem dreiadrigen Kabel, wobei eines davon ein Phasenkabel, das andere ein Nullkabel und das dritte ein Erdungskabel ist. Der Schutz wird zwischen dem Stromkreis und den Gehäusen von Elektrogeräten angeschlossen. Steckdosen und Stecker sind mit Erdungskontakten ausgestattet, die mit dem Gehäuse des Geräts verbunden sind. Beim Einschalten wird zusätzlich zum Strom auch die Erdung angeschlossen.

Wenn eine Phase aufgrund des Verschleißes der Isolierung in das Gehäuse gelangt, entsteht ein Leckstrom, der zum Stromkreis fließt und sich im Erdreich auflöst. Niedrige Ströme werden durch RCDs ausgelöst, Kurzschlüsse durch Leistungsschalter. In beiden Fällen gelangt der Strom vom Gehäuse des elektrischen Geräts über den Schutzleiter, mit PE bezeichnet, zum Stromkreis und breitet sich in die Erde aus.

Je höher die elektrischen Eigenschaften der Erdungselektrode sind, desto besser schützt sie eine Person vor Stromschlägen.

Beim privaten Wohnungsbau ist der Widerstand der Schutzerdungsschleife in unterschiedliche Bedingungen Ist:

• Schutz – ab Netzspannung 220 V oder 380 V – 30 Ohm (TN-C-S-System);
• Gasleitung zum Haus - 10 Ohm;
• Blitzschutz – 10 Ohm;
• Telekommunikationsgeräte – 2 oder 4 Ohm.

Erdungssysteme für Elektroinstallationen

Schutzerdungssysteme hängen von den Eigenschaften der Stromquelle ab, beispielsweise einem isolierten oder fest geerdeten Neutralleiter. Es gibt nur drei davon:

1. Das TN-System enthält einen fest geerdeten Neutralleiter mit einer Verbindung zu diesem Metallteile Elektroinstallationen.

Wie sieht ein TN-System aus?

Abhängig davon, wie der Nullarbeiter verwendet wird (N) und schützend (SPORT.) Leiter im System werden Untergruppen gebildet:

• TN-C – Kombination von PE- und N-Leitern in einem Draht über die gesamte Länge des Netzwerks bis zum Verbraucher (ein altes sowjetisches Schema, das nicht mehr verwendet wird);
• TN-C-S – Kombination von PE- und N-Leitern in einer Leitung vom Umspannwerk mit deren Trennung am Eingang zum Verteiler. Dieses System erfordert eine zusätzliche Erdung.
• TN-S – Trennung von Neutral- und Schutzleitern über die gesamte Länge des Netzwerks (das sicherste Schema).

1. IT-System mit isoliertem oder über Resonanzwiderstand verbundenem Neutralleiter. Dabei werden nicht leitende Metallteile elektrischer Geräte gesondert geerdet.

Wie sieht ein IT-System aus?

Das IT-System wird in Einrichtungen eingesetzt, in denen besonders sensible Geräte zum Einsatz kommen.

1. Das TT-System verfügt über einen fest geerdeten Neutralleiter, und die Verbraucher verfügen über eine separate Schutzerdung (hauptsächlich modulare Stifte), die nicht mit dem Neutralleiter N verbunden ist.

Wie sieht TT aus?

Video. Arten der Erdung

In allen Stromversorgungsnetzen, auch in Privathäusern und Wohnungen, ist eine Erdung erforderlich. Erstens handelt es sich um ein Sicherheitssystem bei der Nutzung von Elektrizität.

Das Vorhandensein eines Erdungskontakts in modernen Steckdosen ist mittlerweile alltäglich. Es entspricht dem Kontakt am Stecker eines beliebigen Elektrogeräts. Versuchen wir herauszufinden, warum eine Erdung erforderlich ist.

Was ist Erdung?

Erdung ist die Verbindung stromführender Elemente, die normalerweise nicht unter Spannung stehen, mit einer im Boden vergrabenen Erdungselektrode. Metallstruktur mit geringem elektrischen Widerstand. Die genannten leitfähigen Elemente können der Metallkörper einer elektrischen Anlage, die Arbeitsteile von Maschinen oder sein Haushaltsgeräte usw.

Auch die Schirmgeflechte von Elektrokabeln sind geerdet.

Warum ist eine Erdung erforderlich?

• funktional;
• zum Blitzschutz.

Schutz bietet sichere Operation Elektroinstallationen.

Funktional wird zum Betreiben eines Geräts oder Stromkreises verwendet – es spielt die gleiche Rolle wie der Neutralleiter in einem Stromnetz.

Bei Blitzschutzanlagen ist der Erdungsleiter mit dem Blitzableiter verbunden.

Arbeitsprinzip

Die Erdschleife funktioniert aufgrund der Fähigkeit des Bodens, elektrische Ladung aufzunehmen. Wenn das Gerätegehäuse aufgrund eines Isolationsausfalls unter Spannung steht, fließt die Ladung in den Boden. Wenn der Benutzer den Rahmen berührt, fließt der Strom immer noch auf dem Weg des geringsten Widerstands, also durch die Erde und nicht durch den menschlichen Körper. Wenn keine Erdung vorhanden ist, ähnliche Situation Der Benutzer würde elektrische Verletzungen erleiden.

Voraussetzung für die normale Funktion der Erdung ist ein niedriger Widerstand der Erdungselektrode. Dieser Wert hängt von den Bodenparametern ab:

• Dichte;
• Feuchtigkeit;
• Salzgehalt;
• Kontaktbereich mit der Erdungselektrode.

Die Fähigkeit des Bodens, Ladungen aufzunehmen, nimmt beim Gefrieren stark ab. Daher werden die Erdungsstifte je nach Breitengrad des Gebiets bis zu einer Tiefe unterhalb der Gefriermarke eingetrieben. Daten zur Bodengefriertiefe für verschiedene Regionen Russische Föderation sind in SNiP „Construction Climatology“ angegeben.

Visuelle Demonstration der Erdung

Auf felsigen, sandigen und permafrosthaltigen Böden, in die man nur schwer eindringen kann, werden elektrolytische Erdungselektroden aus einem L-förmigen Lochrohr eingesetzt. Im Inneren befindet sich ein Reagenz, das eine salzige Umgebung erzeugt. Letzteres zeichnet sich durch eine hohe Leitfähigkeit und einen niedrigen Gefrierpunkt aus. Der lange Teil des Erdungsleiters wird in einem flachen Graben vergraben und der kurze Teil an die Oberfläche gebracht. Es wird auf drei Arten verwendet:

• zum Einfüllen eines neuen Reagenzes;
• zum Einfüllen von Wasser (provoziert chemische Reaktion während der Trockenzeit).

Ein anderer moderne Version Erdungsleiter - . Besteht aus vielen Abschnitten, die durch Gewinde oder auf andere Weise verbunden sind. Beim Eintreiben in den Boden werden immer mehr Abschnitte verschraubt. So kann eine solche Erdungselektrode, anders als die klassische Mehrstiftelektrode, in beliebiger Tiefe eingebaut werden. Die Verbindung der Abschnitte erfolgt nach besonderen Regeln und mit Leitpaste. Verwenden Sie beim Fahren einen speziellen Aufsatz, um das Gewinde vor Beschädigungen zu schützen. Die Module bestehen aus Stahl und sind mit Kupfer oder Zink beschichtet, was ihren Widerstand verringert und ihre Lebensdauer erhöht.

Elektrolytische und modulare Erdungsleiter sind teuer, weshalb ihre traditionellen Gegenstücke weiterhin gefragt sind. Die Pins in diesem Design sind unterschiedlich angeordnet:

• an den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks neben dem Objekt;
• an den Ecken des Objekts;
• entlang des Umfangs des Objekts.

Die Anzahl der Stäbe und der Abstand zwischen ihnen werden rechnerisch ermittelt.

Der Erdungswiderstand wird regelmäßig überprüft. Der maximal zulässige Wert beträgt 30 Ohm.

Kombinierter Schutz von Erdungsgeräten und Sicherungen

Die Erdung entfernt nicht nur gefährlichen Strom, sondern führt bei Vorhandensein einer Schutzvorrichtung auch zur Abschaltung der Notfallausrüstung. Wenn ein Phasenleiter mit einem geerdeten Körper in Kontakt kommt, arbeitet das Netzwerk in einem Modus nahe einem Kurzschluss (Kurzschluss), begleitet von einem starken Anstieg des Stroms im Stromkreis. Darauf reagiert ein automatischer Schalter (BA), der am Eingang installiert werden muss elektrische Leitung zum Objekt.

Dies ist allerdings nur mit einem sehr geringen Erdungswiderstand möglich, was äußerst selten vorkommt. In den meisten Fällen ist die Wahrscheinlichkeit einer VA-Auslösung recht gering. Bei einem Erdungswiderstand von 10 Ohm beträgt der Strom im Stromkreis beispielsweise I = 220 / 10 = 22 A. Die Maschinen können gemäß GOST-Anforderungen eine Stunde lang einem Strom standhalten, der dem 1,42-fachen des Nennwerts entspricht. Das heißt, eine 16-A-Maschine mit einem Strom von 22 A schaltet sich fast 60 Minuten lang nicht aus (16 * 1,42 = 22,72 A).

Erdungsdiagramm

Ein zuverlässigerer Leistungsschalter – oder. Dieses Gerät vergleicht die Ströme im Phasen- und Neutralleiter und trennt den Stromkreis, wenn ein Unterschied festgestellt wird, der auf ein Leck hinweist. Basierend auf der Empfindlichkeit, also dem minimalen Leckstrom, der zum Auslösen führt, werden RCDs in mehrere Kategorien eingeteilt:

1. Schutz vor elektrischem Schlag: 10 mA – installiert in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit und 30 mA – in trockenen Räumen.
2. Feuerfest – für 100, 300 und 500 mA.

Brandschutz-RCDs werden in Anlagen eingesetzt, in denen ein Kurzschluss einen Brand verursachen kann. Sie schützen Bereiche des Netzes, in denen ein Stromschlag praktisch ausgeschlossen ist, beispielsweise Beleuchtungsstromkreise.

Sie sind nicht austauschbar. VA schützt vor Kurzschlüssen und Überlastungen, RCD schützt vor Stromschlägen. Idealerweise sollten der Eingang und jede Gruppe von Verbrauchern sowohl durch den VA als auch den RCD geschützt werden.

Geerdete nichtelektrische Geräte

An die Erdungselektrode werden auch Bauwerke angeschlossen, die in keiner Weise mit Strom verbunden sind:

1. Zäune und andere Bauwerke an Überführungen und Galerien, in denen bei einer Blitzentladung aus nächster Nähe eine gefährliche Potenzialdifferenz induziert wird. Das Gleiche kann bei einer Rohrleitung oder einem Behälter passieren, der eine brennbare Substanz enthält. Aufgrund der induzierten Spannung ist eine Funkenbildung mit anschließender Explosion möglich, daher werden auch solche Bauwerke geerdet.
2. Produkte, bei denen sich während des Betriebs eine statische Aufladung ansammelt. Dabei handelt es sich vor allem um Rohrleitungen und Behälter: Durch die Reibung von Partikeln des transportierten Mediums entsteht statische Elektrizität. Aus diesem Grund ist die Rate, mit der Treibstoff an Verkehrsflugzeuge geliefert wird, begrenzt.
3. Pipelines von beträchtlicher Länge. Laut Gesetz elektromagnetische Induktion, in solchen Rohrleitungen beim Wechsel Magnetfeld Da die Erde unter dem Einfluss des Sonnenwinds immer instabil ist, bilden sich sogenannte Streuströme. Daher werden sie mit einer bestimmten Stufe an die Erdungsleiter angeschlossen.

Unterschied zum Nullstellen

Unter Erdung versteht man die Verbindung der stromführenden Teile einer elektrischen Anlage mit dem fest geerdeten Neutralleiter der Stromquelle (dem Neutralleiter). Sein Widerstand ist viel geringer als der Widerstand der Erdungselektrode. Wenn daher eine Phase mit einem geerdeten Gerätekörper kurzgeschlossen wird, tritt garantiert ein Kurzschlussstrom auf, der zum Auslösen des Leistungsschalters führt.

Im gebräuchlichsten Erdungssystem vom Typ TN werden Erdung und Erdung gleichzeitig durchgeführt.

Der Anschluss an den Neutralleiter erfolgt über dem RCD. Andernfalls bleiben die Ströme im Phasen- und Neutralleiter nach dem Kurzschluss einer Phase mit dem Gehäuse gleich und die Schutzeinrichtung funktioniert nicht.

Über Erdungssysteme

Es werden mehrere Erdungssysteme verwendet, die durch eine Buchstabenkombination gekennzeichnet sind. Die Buchstaben haben folgende Bedeutung:

• I: isolierter Leiter;
• N: Es besteht eine Verbindung zu einem fest geerdeten Neutralleiter.
• T: Es besteht eine Verbindung zum Erdungskabel.

Es gibt drei Haupttypen von Erdungssystemen:

1. IT-Typ- System mit isoliertem Neutralleiter. In diesem System ist es vom Neutralleiter isoliert oder steht über einen hochwertigen Widerstand oder einen Luftspalt mit diesem in Kontakt. IN Wohngebäude gilt nicht. Konzipiert für den Anschluss von Geräten, die besondere Anforderungen an Sicherheit und Stabilität stellen. Wird hauptsächlich in Laboren und medizinischen Einrichtungen eingesetzt.
2. Typ TT- System mit unabhängigen Erdungsleitern. Die beste Option. Ermöglicht die Verwendung von zwei Erdungsleitern – für die Stromquelle und für Metallelemente des Systems, die keinen Schutz haben. Das Erdungskabel (PE) in diesem System ist unabhängig und seine Leistung im Bereich zwischen dem Gerät und dem Transformator wird verbessert. Es kann schwierig sein, den Durchmesser Ihrer eigenen Erdungselektrode auszuwählen. Dieser Nachteil wird durch die Installation eines Schutzabschaltsystems ausgeglichen.
3. Typ TN. Das Erdungskabel ist in einem solchen System mit dem Neutralleiter verbunden. Wenn also eine Phase am Gehäuse ausfällt, kommt es zu einem Kurzschluss und der Leistungsschalter trennt den Stromkreis. Dies stellt sicher hohes Niveau Sicherheit.

Verschiedene Erdungssysteme

Am weitesten verbreitet sind TN-Systeme. Es gibt drei Unterarten:

1. TN-S: Option mit Null- und geteiltem Arbeitsleiter. Um die Sicherheit zu erhöhen, werden anstelle eines Neutralleiters zwei verwendet: einer dient als Schutzleiter, der zweite als Neutralleiter mit Anschluss an einen fest geerdeten Neutralleiter. Ein solches System bietet der beste Schutz durch Stromschlag.
2. TN und TN-C-S: Option mit einem PEN-Draht und einem Paar Nullen. An das Gerät ist ein Neutralleiter angeschlossen, der in PE- und N-Adern aufgeteilt ist.
3. In TN-C-S Nach der Trennung wird eine zweite Erdungselektrode installiert, die einen unterbrechungsfreien Betrieb der Anlage gewährleistet.

Vorteile des TN-Systems:

• das Gerät ist recht einfach;
• Schutz vor Blitzeinschlägen ist gegeben;
• Zum Schutz der Verkabelung reicht es aus, Leistungsschalter zu installieren.

Mängel:

• Es besteht die Möglichkeit eines Nulldurchbrennens von außen, gefolgt vom Ausfall der Metallgehäuse der Geräte.
• Es sind Einrichtungen zum Potenzialausgleich erforderlich.

Für ländliche Gebiete ist das TN-System nicht geeignet.

Das Leben der Menschen hängt manchmal von der richtigen Organisation der Erdung ab. Organisation bedeutet nicht nur das Gerät, sondern auch die rechtzeitige Kontrolle des Erdungswiderstands. Aufgrund von Oxidation oder Veränderungen der Bodenparameter kann es zu einer Überschätzung kommen, wodurch die Schutzwirkung der Erdung verloren geht.