Alles, was Sie über Erdung wissen müssen

Erdung. Die Grundlagen

Erdung — elektrische Verbindung eines Gegenstands aus leitfähigem Material mit der Erde. Die Erdung besteht aus einem Erdungskabel (einem leitenden Teil oder einer Gruppe miteinander verbundener leitender Teile, die direkt oder über ein leitfähiges Zwischenmedium in elektrischem Kontakt mit der Erde stehen) und einem Erdungskabel, das das zu erdende Gerät mit dem Erdungskabel verbindet. Der Erdungsschalter kann ein einfacher Metallstab (meistens Stahl, seltener Kupfer) oder ein komplexer Komplex 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. Erdungsgerät In Russland sind die Anforderungen an die Erdung und deren Anordnung geregelt Regeln für die Elektroinstallation (PUE).

Schutzleiter in allen Elektroinstallationen sowie neutrale Schutzleiter in Elektroinstallationen mit einer Spannung von bis zu 1 kV mit fest geerdetem Neutralleiter, einschließlich Bussen, müssen die Buchstabenbezeichnung PE und eine Farbbezeichnung mit abwechselnden Längs- oder Querstreifen tragen Breite (für Busse von 15 bis 100 mm) gelb und grün.

Null-Arbeitsdrähte (Neutralleiter) sind mit dem Buchstaben N und blau gekennzeichnet. Die kombinierten Nullschutz- und Nullarbeitsleiter müssen die Buchstabenbezeichnung PEN und eine Farbbezeichnung haben: blau über die gesamte Länge und gelbgrüne Streifen an den Enden.

Fehler in der Erdungseinrichtung

Falsche PE-Drähte

Manchmal werden Wasserrohre oder Heizungsrohre als Erdungsleiter verwendet, sie können jedoch nicht als Erdungsleiter verwendet werden. Die Wasserleitung kann über nicht leitende Einsätze (z. B. Kunststoffrohre) verfügen, der elektrische Kontakt zwischen den Rohren kann aufgrund von Korrosion brechen und schließlich können einige Rohre zur Reparatur zerlegt werden.

Kombination von funktionierendem Neutral- und PE-Kabel

Ein weiterer häufiger Verstoß ist die Vereinigung des Arbeitsneutralleiters und des PE-Leiters hinter dem Punkt ihrer Trennung (sofern vorhanden) in der Stromverteilung. Ein solcher Verstoß kann zum Auftreten erheblicher Ströme entlang des PE-Kabels (das im Normalzustand keinen Strom führen sollte) sowie zu Fehlalarmen am Fehlerstromschutzschalter (sofern installiert) führen. Falsche Trennung des PEN-Drahts

Äußerst gefährlich ist die folgende Art, einen PE-Leiter zu „erzeugen“: Direkt in der Steckdose wird ein funktionsfähiger Neutralleiter ermittelt und zwischen diesem und dem PE-Kontakt der Steckdose eine Brücke gesetzt.Somit stellt sich heraus, dass der PE-Leiter der an diesen Ausgang angeschlossenen Last mit dem Arbeitsneutralleiter verbunden ist.

Die Gefahr dieser Schaltung besteht darin, dass das Phasenpotential am Erdungskontakt der Steckdose und damit am angeschlossenen Gerät auftritt, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
— Unterbrechung (Trennung, Durchbrennen usw.) des Neutralleiters im Bereich zwischen dem Ausgang und der Abschirmung (und auch weiter bis zum Erdungspunkt des PEN-Kabels);
— Vertauschen Sie die Phasen- und Neutralleiter (Phase statt Null und umgekehrt), die zu diesem Ausgang führen.

Schutzerdungsfunktion

Die Schutzwirkung der Erdung beruht auf zwei Prinzipien:

— Reduzierung der Potentialdifferenz zwischen dem geerdeten leitfähigen Objekt und anderen leitfähigen Objekten mit natürlicher Erdung auf einen sicheren Wert.

— Leckstrom fließt, wenn ein geerdeter leitfähiger Gegenstand mit einem Phasenleiter in Kontakt kommt. In einem ordnungsgemäß ausgelegten System führt das Auftreten eines Leckstroms zum sofortigen Auslösen von Schutzeinrichtungen (Fehlerstromschutzschalter – RCD).

Daher ist die Erdung nur in Kombination mit dem Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen am effektivsten. In diesem Fall wird bei den meisten Isolationsverletzungen das Potenzial an geerdeten Objekten gefährliche Werte nicht überschreiten. Darüber hinaus wird der fehlerhafte Abschnitt des Netzwerks in sehr kurzer Zeit (Zehntelsekunden – die Auslösezeit des RCD) abgeschaltet.

Erdung bei Ausfall elektrischer Geräte Ein typischer Fall eines Ausfalls elektrischer Geräte ist die Phasenspannung, die aufgrund eines Isolationsfehlers auf das Metallgehäuse des Geräts trifft. Je nachdem, welche Sicherheitsmaßnahmen vorhanden sind, sind folgende Optionen möglich:

— Der Fall ist nicht begründet, es gibt keine RCD (die gefährlichste Option). Der Körper des Geräts liegt auf Phasenpotential und dies wird in keiner Weise erkannt. Das Berühren eines solchen defekten Geräts kann lebensgefährlich sein.

— Das Gehäuse ist geerdet, es gibt keinen RCD. Wenn der Leckstrom im Erdungskreis des Phasenkörpers groß genug ist (über den Schwellenwert der Sicherung hinausgeht, die diesen Stromkreis schützt), brennt die Sicherung durch und schaltet den Stromkreis ab. Die höchste effektive Spannung (gegen Erde) eines geerdeten Gehäuses beträgt Umax = RGIF, wobei RG? Erdungswiderstand IF? der Strom, bei dem die Sicherung, die diesen Stromkreis schützt, auslöst. Diese Option ist nicht sicher genug, da das Potenzial des geerdeten Kabels bei hohem Erdungswiderstand und großen Sicherungswerten erhebliche Werte erreichen kann. Bei einem Erdungswiderstand von 4 Ohm und einer Sicherung von 25 A kann das Potenzial beispielsweise 100 Volt erreichen.

— Gehäuse nicht geerdet, RCD eingebaut. Der Körper des Geräts liegt auf Phasenpotential und dies wird erst erkannt, wenn ein Weg für den Leckstrom vorhanden ist. Im schlimmsten Fall kommt es zu einer Leckage durch den Körper einer Person, die sowohl ein defektes Gerät als auch einen Gegenstand mit natürlicher Erdung berührt. Der RCD schaltet den fehlerhaften Teil des Netzes ab, sobald ein Leck auftritt. Eine Person erhält nur einen kurzfristigen Stromschlag (0,010,3 Sekunden – die Reaktionszeit eines FI-Schutzschalters), der in der Regel keine gesundheitlichen Schäden verursacht.

— Gehäuse ist geerdet, RCD ist eingebaut. Dies ist die sicherste Variante, da sich die beiden Schutzmaßnahmen ergänzen.Wenn die Phasenspannung auf den Erdleiter trifft, fließt der Strom vom Phasenleiter durch den Isolationsfehler im Erdleiter und weiter in die Erde. Der RCD erkennt diese Leckage sofort, auch wenn sie sehr klein ist (normalerweise liegt die Empfindlichkeitsschwelle des RCD bei 10 mA oder 30 mA) und schaltet den fehlerhaften Netzwerkabschnitt schnell (0,010,3 Sekunden) ab. Wenn der Leckstrom außerdem groß genug ist (über die Auslöseschwelle der Sicherung, die diesen Stromkreis schützt), kann auch die Sicherung durchbrennen. Welche Schutzeinrichtung (RCD oder Sicherung) den Stromkreis auslöst, hängt von deren Geschwindigkeit und Leckstrom ab. Es ist möglich, dass beide Geräte auslösen.

Arten der Erdung

TN-C

Das TN-C-System (fr. Terre-Neutre-Combine) wurde 1913 vom deutschen Konzern AEG (AEG, Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft) vorgeschlagen. Der Arbeitsneutralleiter und der PE-Leiter (Schutzerde) in diesem System sind kombiniert ein Dirigent. Der größte Nachteil war die Bildung von Netzspannung (1,732-mal höher als die Phasenspannung) an den Gehäusen der Elektroinstallationen im Falle einer Notunterbrechung.

Heute können Sie dies jedoch finden Erdungssystem in den Gebäuden der Länder der ehemaligen UdSSR.

TN-S

Als Ersatz für das bedingt gefährliche TN-C-System wurde in den 1930er Jahren das TN-S-System (Terre-Neutre-Separe) entwickelt, bei dem Arbeits- und Schutzneutralleiter direkt im Umspannwerk getrennt werden und der Erder eine recht komplexe Konstruktion darstellt von Metallbeschlägen.

Wenn also der Arbeitsnullpunkt in der Mitte der Leitung unterbrochen wird, erhalten die Elektroinstallationen keine Netzspannung.Später ermöglichte ein solches Erdungssystem die Entwicklung von Differentialautomaten und Automaten, die durch Leckströme betätigt wurden und in der Lage waren, vernachlässigbare Ströme zu erfassen. Ihre Arbeit basiert bis heute auf den Kirgoffschen Gesetzen, nach denen der durch den Phasenleiter fließende Strom numerisch gleich dem durch den Arbeitsneutralleiter fließenden Strom sein muss.

Sie können auch das TN-CS-System beobachten, bei dem die Nullstellentrennung in der Mitte der Leitung erfolgt, bei einem Bruch des Neutralleiters bis zur Trennstelle das Gehäuse jedoch unter Netzspannung steht, was der Fall ist Bei Berührung besteht Lebensgefahr.