Was ist der Erdungswiderstand?

Die Erdungsvorrichtung verfügt über einen Widerstand. Der Erdungswiderstand besteht aus dem Widerstand, den die Erde dem fließenden Strom entgegensetzt (Ableitwiderstand), dem Widerstand der Erdungsleiter und dem Widerstand des Erders selbst.

Die Widerstände der Erdleiter und der Erder sind im Vergleich zum Spritzwasserwiderstand meist klein und können in vielen Fällen vernachlässigt werden, da der Erdungswiderstand gleich dem Spritzwasserwiderstand ist.

Der Erdungswiderstandswert darf nicht über einen bestimmten, für jede Installation festgelegten Wert hinaus erhöht werden, andernfalls kann die Wartung der Installation unsicher werden oder die Installation selbst in Betriebsbedingungen geraten, für die sie nicht ausgelegt ist.

Alle elektrischen Geräte und Elektronikgeräte basieren auf einigen standardisierten Erdungswiderstandswerten: 0,5, 1, 2, 4,8, 10, 15, 30 und 60 Ohm.

1.7.101.Der Widerstand der Erdungsvorrichtung, an die die Neutralleiter des Generators oder Transformators oder die Anschlüsse der einphasigen Stromquelle angeschlossen sind, sollte zu jeder Jahreszeit nicht mehr als 2 – 4 bzw. 8 Ohm in der Leitung betragen Spannungen von 660, 380 und 220 V an der Drehstromquelle oder 380,220 und 127 V an der Einphasenstromquelle.

Der Widerstand der Erdungselektrode, die sich in unmittelbarer Nähe des Neutralleiters eines Generators oder Transformators oder des Ausgangs einer einphasigen Stromquelle befindet, darf bei einer Netzspannung von 660, 380 und 220 nicht mehr als 15, 30 bzw. 60 Ohm betragen V einer dreiphasigen Stromquelle oder 380, 220 und 127 V bei einer einphasigen Stromquelle. (PUE)

Der Erdungswiderstand kann aus verschiedenen Gründen wie Wetterbedingungen (Regen oder trockenes Wetter), Jahreszeit usw. stark variieren. Daher ist es wichtig, den Erdungswiderstand regelmäßig zu messen.

Wenn an zwei Elektroden (Einzelrohre), die sich in großer Entfernung (mehrere zehn Meter) im Boden befinden, eine Spannung U angelegt wird, fließt der Strom durch die Elektroden und den Boden Az (Oriz. 1).

Reis. 1. Potentialverteilung zwischen zwei Elektroden auf der Erdoberfläche: a – Schaltung zur Ermittlung der Potentialverteilung; b – Spannungsabfallkurve; c – Diagramm des Stromdurchgangs.

Wenn die erste Elektrode (A) an eine Klemme des elektrostatischen Voltmeters angeschlossen wird und die zweite Klemme mittels einer Eisenstabsonde an verschiedenen Punkten auf einer geraden Linie, die die Elektroden verbindet, mit Erde verbunden wird, können die Spannungsabfallkurven ermittelt werden hundert Leitungen, die die Elektroden verbinden. Eine solche Kurve ist in Abb. dargestellt. 1, geb.

Die Kurve zeigt, dass die Spannung in der Nähe der ersten Elektrode zunächst schnell ansteigt, dann langsamer und dann unverändert bleibt. Bei Annäherung an die zweite Elektrode (B) beginnt die Spannung zunächst langsam, dann schneller anzusteigen.

Diese Spannungsverteilung erklärt sich aus der Tatsache, dass die Stromlinien von der ersten Elektrode in verschiedene Richtungen divergieren (Abb. 1), der Strom sich ausbreitet und daher mit zunehmendem Abstand von der ersten Elektrode der Strom durch die immer größer werdenden Abschnitte fließt vom Boden. Mit anderen Worten, mit der Entfernung von der ersten Elektrode nimmt die Stromdichte ab und erreicht in einer bestimmten Entfernung von ihr (für ein einzelnes Rohr in einer Entfernung von etwa 20 m) so kleine Werte, dass sie als gleich Null angesehen werden kann .

Dadurch hat die Erde für eine Längeneinheit des Strompfads einen ungleichen Stromwiderstand: mehr – in der Nähe der Elektrode und immer weniger – mit zunehmender Entfernung von ihr. Dies führt dazu, dass der Spannungsabfall pro Einheitspfad mit zunehmender Länge abnimmt Abstand von der Elektrode, der Null erreicht, wenn der Abstand von einem Rohr mehr als 20 m beträgt.

Bei Annäherung an die zweite Elektrode konvergieren die Flusslinien, sodass der Widerstand und der Spannungsabfall pro Strompfadeinheit zunehmen.

Basierend auf dem oben Gesagten verstehen wir unter dem Spritzwiderstand der ersten Elektrode den Widerstand, der auf ihrem Weg in der gesamten Erdschicht neben der Elektrode (in der Stromspritzzone) auftritt, an der der Spannungsabfall beobachtet wird.

Daher der Widerstandswert der ersten Masse

ra = Hölle/Ich

Wenn an der Erdungsschicht in unmittelbarer Nähe der zweiten Elektrode eine Spannung Uvg anliegt, dann ist der Widerstand der zweiten Erdung

rc = Uvg /I

Punkte auf der Erdoberfläche in der Zone, in der kein Spannungsabfall beobachtet wird (DG-Zone, Abb. 1), gelten als Nullpotentialpunkte.

Unter dieser Bedingung ist das Potential φx an jedem Punkt x in der Stromausbreitungszone numerisch gleich der Spannung zwischen diesem Punkt und dem Punkt des Nullpotentials, zum Beispiel Punkt D:

UxD = φx — φd = φx — 0 = φx

Demnach sind die Potentiale der Elektroden A und B, sogenannte gemeinsame Potentiale, gleich:

φa = UAD und φv = Uvg

Die Potentialverteilungskurve auf der Erdoberfläche entlang der Verbindungslinie der Elektroden A und B ist in Abb. 1 dargestellt. 2.

Reis. 2. Potentialverteilungskurve auf der Erdoberfläche

Reis. 3. Bestimmung der Potentialverteilungskurve und der Berührungsspannung

Die Form dieser Kurve hängt nicht vom Strom ab, sondern von der Form der Elektroden und ihrer Platzierung. Mithilfe der Potenzialverteilungskurve lässt sich ermitteln, bei welcher Potenzialdifferenz eine Person zwei Punkte auf dem Boden oder einen geerdeten Punkt der Anlage und einen beliebigen Punkt auf dem Boden berührt. Somit ermöglicht diese Kurve die Beurteilung, ob die Erdung die Sicherheit von Personen gewährleistet, die mit der Anlage in Kontakt kommen.

Die Erdungswiderstandsmessung kann mit verschiedenen Methoden erfolgen:

• Amperemeter- und Voltmeter-Methode;

• nach der Methode der direkten Buchführung unter Verwendung spezieller Kennzahlen;

• nach Kompensationsmethode;

• Überbrückungsmethoden (Einzelbrücken).

In allen Fällen der Erdungswiderstandsmessung ist die Verwendung von Wechselstrom erforderlich, da bei Verwendung von Gleichstrom an der Kontaktstelle der Erdungselektrode mit feuchter Erde Polarisationserscheinungen auftreten, die das Messergebnis erheblich verfälschen.

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