Erdungswiderstand

Mit Erde bezeichnet man zum Einen das Erdreich und zum Anderen das elektrische Potenzial des leitfähigen Erdreichs. Sie besteht aus Erdern, Schutzleitern, Schutzleiter-Klemmen oder auch Blitzableitern.

Die Erdung ist die Gesamtheit aller Mittel und Massnahmen zum Erden, d.h. zur Ableitung von elektrischen Strömen in das Erdreich. Die Erdung hat zum Ziel, ein definiertes Bezugspotential oder einen Potentialausgleich herzustellen, durch den eine möglicherweise auftretende Spannung kurzgeschlossen werden soll.

Der Erdungswiderstand ist der elektrische Widerstand zwischen den Anschlussklemmen eines Erders und dem Erdreich und sollte im Regelfall möglichst klein sein. Er wird primär durch die Eigenschaften des Bodens bestimmt (spezifischer Erdwiderstand).

Mit der Schutzerdung wird eine sichere Verbindung zum Erdreich erstellt, um bei elektrischen Anlagen und Geräten bei Auftreten eines Fehlers Personen und Tiere vor gefährlich hohen Berührungsspannungen zu schützen.
Die Blitzschutzerdung soll den Blitzstrom sicher ins Erdreich abführen, um Gebäude zu schützen.

Grundlagen

Bei der Erdungsmessung wird der Spannungsabfall über einem stromdurchflossenen Widerstand gemessen. Dabei kann der Strom mittels Prüfspitzen, Erdspiessen oder Stromzangen eingespeist werden. Der Messstrom hat eine besondere Frequenz (z.B. 128 Hz), damit 50/60Hz Netze oder Bahnstromnetze keinen störenden Einfluss auf die Messung bewirken.

Der spezifische Erdwiderstand (Ausbreitungswiderstand) ist massgeblich für die Höhe des Erdungswiderstandes verantwortlich. Dieser spezifische Erdwiderstand entspricht dem Widerstand eines Würfels mit einer Kantenlänge von einem Meter.

Zweck

• Personenschutz
• Sachenschutz (Brandschutz)
• Blitzschutz

Verfahren

Zur Messung des Erdungswiderstands gibt es mehrere verschiedene Verfahren. Wichtige Hilfsmittel sind dabei Erdspiesse als Hilfserder und Sonden sowie Stromzangen zur Einspeisung und Messung der Erderströme.

• 2-Pol Messung
• 3-Pol Messung (mit Erdspiessen)
• 4-Pol Messung (mit Erdspiessen - für sehr keine Widerstände)
• Selektive Erdungsmessung (mit Erdspiessen und Stromzange)
• Erdschleifenmessung (mit 2 Stromzangen)
• Spezifische Erdungsmessung (mit 4 Erdspiessen - z.B. nach Wenner)

Messgeräte

Gute Messgeräte zeichnen sich durch nachfolgende Funktionen aus:

• Verschiedene Messfrequenzen: bei kritischen Verhältnissen kann die Messung mit einer anderen Frequenz durchgeführt werden.
• Selektive Messung: Anschlussmöglichkeit für eine Erdungsstromzange
• Erdschleifenmessung: Anschlussmöglichkeit für eine Generatorzange

Richtwerte

• Niederspannungserdung: <20Ω
• Blitzschutzerdung: <10Ω

Vorgehen

Je nach Situation vor Ort können unterschiedliche Messungen zur Anwendung kommen.

• Spiessmessung: der Erder muss von der Anlage abgetrennt werden. Ausserdem muss eine genügend grosse Fläche (mind. 20 x 20m) an Erdreich in unmittelbarer Nähe vorhanden sein, damit die Erdspiesse gesteckt werden können.
• Selektive Erdungsmessung mit Erdspiessen und einer Stromzange: bei mehreren parallel angebrachten Erdern kann ein einzelner Erdungswiderstand gemessen werden, ohne diesen aufzutrennen.
• Erdschleifenmessung: die Messung mit zwei Stromzangen macht die Verwendung von Erdspiessen und das Auftrennen von Erdern überflüssig. Vorteilhaft in dicht bebauten Gebieten. Diese Anwendung ist allerdings nur in vermaschten Erdungsanlagen möglich (TN-System).
• Erdungsmessung mittels Schleifenwiderstandsmessung: die Messung ohne Zubehör (nur mit den Prüfspitzen) liefert den Gesamtwiderstand der Erdung inkl. Aussenleiter und Betriebserder der Quelle/Trafostation. Durch Berechnung können Näherungswerte bestimmt werden. Der Erder muss abgetrennt werden und die Methode ist anfällig für Störschwankungen, da sie mit Netzfrequenz durchgeführt wird.

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*Quelle Wikipedia