Tragbare Erdung
Zweck der tragbaren Erdung
Die tragbare Erdung soll Personen, die an getrennten Teilen stromführender Geräte oder Elektroinstallationen arbeiten, vor Stromschlägen schützen, wenn der getrennte Abschnitt falsch mit Spannung versorgt wird oder an diesem eine induzierte Spannung auftritt.
Die tragbare Erdung wird in den Teilen der Elektroinstallation verwendet, die nicht über feste Erdungsmesser verfügen.
Die Schutzwirkung von tragbaren Erdungsmessern oder stationären Erdungsmessern besteht darin, dass sie nicht zulassen, dass außerhalb des Installationsorts gefährliche Spannungen für das Personal auftreten.
Wenn Spannung an Masse angelegt wird und ein Kurzschluss entsteht, entsteht ein Kurzschluss. Dadurch wird die Spannung am Kurzschlusspunkt auf nahezu Null reduziert und die Spannung gelangt nicht in die spannungsführenden Teile hinter der Erde. Darüber hinaus funktioniert der Schutz und schaltet die Spannungsquelle ab.
Tragbares Erdungsgerät
Die tragbare Erdung besteht aus: Drähten zur Erdung und zum Kurzschließen zwischen den stromführenden Teilen verschiedener Phasen der Elektroinstallation und Klemmen zum Anschluss der Drähte an die Erdungsdrähte und an die stromführenden Teile.
Die Erdungs- und Kurzleitungen bestehen aus weichem, zähem, flexiblem, blankem Draht.
Tragbare Erdungsgeräte werden dreiphasig (zum Kurzschließen der drei Phasen und Erdung mit einem gemeinsamen Erdungskabel) und einphasig (zur separaten Erdung spannungsführender Teile jeder Phase) hergestellt. Einphasige tragbare Erdungen werden in Elektroinstallationen mit einer Spannung über 110 kV eingesetzt, da dort die Abstände zwischen den Phasen groß und die kurzen Leitungen zu lang und schwer sind.
Anforderungen an die tragbare Erdung
Die Hauptanforderung an eine tragbare Erdung ist ihre thermische und dynamische Beständigkeit gegenüber Kurzschlussströmen.
Klemmen, mit denen Leiter an spannungsführenden Teilen befestigt werden, müssen so beschaffen sein, dass sie durch dynamische Kräfte nicht abgerissen werden können.
Darüber hinaus müssen die Klemmen einen sehr zuverlässigen Kontakt gewährleisten. Andernfalls kommt es bei einem Kurzschluss zu einer Überhitzung und einem Durchbrennen.
Wenn ein Kurzschlussstrom fließt, werden die Kurzschlussdrähte sehr heiß. Daher müssen sie thermisch stabil genug sein, um während der Auslösung durch das Kurzschlussschutzrelais intakt zu bleiben. Es ist zu beachten, dass Kupfer bei einer Temperatur von 1083 °C schmilzt.
Die thermische Stabilität der Drähte ist wichtig, denn wenn die Drähte erhitzt und gebrochen werden, kann an ihren Enden die Betriebsspannung der Elektroinstallation auftreten.
Aus Gründen der mechanischen Festigkeit wird der Mindestquerschnitt akzeptiert: für Elektroinstallationen mit einer Spannung über 1000 V – 25 mm2 und für Elektroinstallationen mit einer Spannung unter 1000 V – 16 mm2. Leiter dürfen nicht kleiner als diese Querschnitte verwendet werden.
Für Elektroinstallationen mit einer Spannung von 6 – 10 kV und erheblichen Kurzschlussströmen werden tragbare Erdungskabel mit sehr großem Querschnitt (120 – 185 mm2), schwer und schwer zu verwenden, erhalten. In solchen Fällen ist es zulässig, zwei oder mehr tragbare Erdungsgeräte zu verwenden und diese parallel nebeneinander zu installieren.
Die Berechnung des Querschnitts tragbarer Erdungskabel erfolgt nach einer vereinfachten Formel:
S = (Azusta √Te) / 272,
wo Azusta-stationärer Kurzschlussstrom, A, Te — fiktive Zeit, sek.
Aus praktischen Gründen kann der Wert Te als gleich der Zeitverzögerung des Hauptrelaisschutzes des Anschlusses der Elektroinstallation angenommen werden, dessen Schalter den Kurzschluss am Punkt der tragbaren Erdung unterbrechen muss.
Um bei Schaltanlagen gleicher Spannung keine ortsveränderlichen Erdungen mit unterschiedlichen Querschnitten zu erzeugen, wird üblicherweise die maximale Zeit als Auslegungsverzögerung angenommen.
In Netzen mit geerdetem Neutralleiter wird der Leitungsquerschnitt aus dem einphasigen Kurzschlussstrom berechnet, während er in einem System mit isoliertem Neutralleiter ausreicht, um die thermische Stabilität bei einem zweiphasigen Kurzschlussstrom zu gewährleisten Kurzschluss.
Es ist nicht erlaubt, einen isolierten Draht zur Erdung von Drähten zu verwenden, da die Isolierung eine rechtzeitige Erkennung von Schäden an den Leitern der Drähte nicht ermöglicht, was den strukturellen Querschnitt verringert und zu Verbrennungen durch Kurzschlussstrom führen kann.
Die Konstruktion der Klemmen zum Anschließen der Drähte muss die Möglichkeit einer zuverlässigen und dauerhaften Befestigung an spannungsführenden Teilen mit Hilfe einer speziellen Stange zur Installation der Erdung gewährleisten. Kurze Drähte werden ohne Adapter direkt an die Klemmen angeschlossen. Diese Anforderung erklärt sich aus der Tatsache, dass Klemmen unbefriedigende Kontakte haben können, die schwer zu erkennen sind, aber bei einem Kurzschlussstrom durchbrennen können.
Die Verbindung der kurzen Leiter der dreiphasigen Erdung untereinander und mit dem Erdungsleiter erfolgt fest und zuverlässig durch Schweißen oder Schweißen. Es kann auch eine Schraubverbindung hergestellt werden, allerdings muss zusätzlich zu den Schrauben die Verbindung gelötet werden. Eine reine Lötverbindung ist nicht zulässig, da die Erwärmung des Bodens während des Flussmittels Hunderte von Grad erreichen kann, wobei das Lot schmilzt und die Verbindung bricht.
Regeln für die Installation einer tragbaren Erdung
An allen spannungsführenden Teilen werden ortsveränderliche Erdungen installiert, von denen aus der vom Betrieb getrennte Bereich mit Spannung versorgt werden kann.
Wenn der Abschnitt, an dem die Arbeiten ausgeführt werden, durch eine Schaltvorrichtung (Schalter, Trennschalter) in Teile geteilt wird oder während der Arbeit die Integrität der stromführenden Teile des Abschnitts verletzt wird (ein Teil der Drähte wird entfernt, usw..) Wenn in einem einzelnen Abschnitt die Gefahr einer induzierten Spannung durch benachbarte Leitungen besteht, muss der Standort geerdet werden.
Die Erdungsanlage erfolgt mit einem Isolierstab, der fest mit der Erdung verbunden ist oder im Wechselbetrieb mit den Anschlüssen aller Phasen verwendet wird.
Zuerst wird das Erdungskabel an die Erdungsleitung oder an eine geerdete Struktur angeschlossen, dann werden nach der Überprüfung der Spannungsfreiheit an spannungsführenden Teilen mit einem Spannungsanzeiger mit einem Stab die Erdungsklemmen nacheinander an spannungsführenden Teilen aller Phasen angebracht und dort befestigt auch mit einer Rute. Sollte der Stab für die Befestigung der Schellen nicht geeignet sein, kann die Befestigung manuell mit dielektrischen Handschuhen erfolgen.
Bei der Installation der Erdung in Schaltanlagen sollten die Arbeiten vom Boden aus oder von einer Leiter aus durchgeführt werden, ohne über Geräte zu klettern, die noch nicht geerdet sind. Wenn es nicht möglich ist, die Erdung der Busse vom Boden oder über Treppen in einer offenen Schaltanlage zu installieren und zu befestigen, ist das Besteigen der Betriebsmittel (Transformator, Leistungsschalter) zu diesem Zweck erst nach einer vollständigen Prüfung der Spannungsfreiheit möglich an allen Eingängen.
Das Besteigen der einseitig spannungsführenden Struktur eines Trennschalters mit einer Spannung von 35 kV und mehr ist unter keinen Umständen zulässig, da sich die Person, die die Erdung durchführt, in gefährlicher Nähe zu spannungsführenden Teilen befinden kann, die weiterhin unter Spannung stehen. Bei solchen Vorgängen kam es zu einem Stromschlag.
Es ist zu beachten, dass am stromführenden Teil nur dann keine induzierte Spannung anliegt, wenn die Erde daran angeschlossen ist. Daher ist es auch nach dem Entfernen der Ladung vom stromführenden Teil oder nach dem Entfernen der Erde nicht akzeptabel, nicht geerdete stromführende Teile ohne Schutz zu berühren Ausrüstung.
Alle Arbeiten zur Installation und Entfernung der tragbaren Erdung werden mit dielektrischen Handschuhen durchgeführt.
Entfernung der tragbaren Erdung
Beim Entfernen der Erdung werden zunächst die Klemmen von den stromführenden Teilen entfernt und dann das Erdungskabel abgeklemmt.
Bei elektrischen Anlagen mit einer Spannung von mehr als 110 kV muss die Erdung mit Hilfe von Stangen entfernt werden, auch wenn am Installationsort ein Vorgang ohne Stange durchgeführt werden kann.
In Elektroinstallationen mit einer Spannung von 110 kV und darunter ist die Verwendung nur dielektrischer Handschuhe zulässig und nur in den Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, auf die Struktur des Trennschalters zu klettern, um die Erde zu entfernen.