Installation der Erdschleife - Funktionsprinzip und Berechnung

Die Konturerdung schützt Gebäude vor Bränden und Menschen vor Stromschlägen. Bei der Ausführung von Arbeiten ist es erforderlich, die Anforderungen des PUE einzuhalten, den Stromkreis korrekt zu berechnen, zu installieren und den Widerstand zu prüfen.

Das Gerät und das Prinzip der Erdung

In Wohngebäuden wird häufig ein TN-System installiert, dessen Neutralleiter nicht geerdet ist. Ein Erdungskabel verbindet alle Verbraucher mit der Schutzschaltung. Letzterer hat einen niedrigen Widerstand und der Strom fließt immer in der Schaltung, in der der Widerstand geringer ist. Im Vergleich zum Erdungsgerät zeichnet sich der menschliche Körper durch einen hohen Widerstand aus, sodass Sie mit der Schaltung die ihm zugewiesenen Aufgaben lösen können.

Die Konturerdung ist ein System in Form eines gleichseitigen Dreiecks, Rechtecks ​​oder Quadrats, das aus vertikalen Erdungsleitern zusammengesetzt ist - Stahlstangen oder Ecken, die durch Schweißen an den oberen Punkten mit horizontalen Stahlstreifen verbunden sind. Es wird mit einem Kabel an ein geerdetes Gerät angeschlossen. Die häufigste Art der Konstruktion ist dreieckig.

Die Außenkontur ist im Boden vergraben. Der Widerstand gegen die Ausbreitung der Ströme der Schutzeinrichtung variiert je nach Bodentyp und Struktur.

Die besten Indikatoren werden aufgezeichnet, wenn die Bodenschleife in torfigen, lehmigen und lehmigen Böden installiert wird. Im letzteren Fall nahe der Grundwasseroberfläche vorgesehen. Wenn der Boden aus dichten felsigen Einschlüssen besteht, verschlechtern sich die Indikatoren.

Sie können die Schaltung selbst zusammenbauen oder ein fertiges Kit verwenden.

Sorten von Bodenschleifen

Es gibt verschiedene Arten von Strukturen, die zur Erdung verwendet werden.

Traditionelle Erdungssysteme

Ein System dieses Typs besteht aus einer Mindestanzahl von Elementen: zwei vertikalen Elektroden aus Metallverstärkung und einer horizontalen in Form eines Streifens, der die beiden vorherigen verbindet. Die Querschnitte und Größen der Elemente müssen den Normen entsprechen. Es wird empfohlen, die Erdung an der nördlichen schattigen Seite des Standorts an einem feuchten Ort zu installieren. Aufgrund der Tatsache, dass die Schaltung häufig aus Stahl besteht und nicht mit Farbe bedeckt werden kann, korrodiert sie schnell. Der Widerstand einer solchen Vorrichtung wird auch von der Temperatur und dem Bodenfeuchtigkeitsniveau beeinflusst, da der Kreislauf in den oberen Schichten angeordnet ist.

Tiefenerdungssysteme

Ein solches System wird modular hergestellt. Im Vergleich zur Vorgängerversion unterscheidet es sich:

• lange Lebensdauer;
• einfache Berechnungen;
• Umweltanfälligkeit;
• mangelnder Wartungsbedarf;
• erleichterte Installation.

Die Widerstandsmessung der installierten Geräte muss von Spezialisten durchgeführt werden.

Die externe Erdungsschleife besteht aus vertikalen Elektroden und horizontalen Erdungselementen. Es besteht aus vier Streifen mit einer Dicke von 40-50 mm und wird in einem Abstand von mindestens 1 m vom Gebäude installiert. Der horizontale Streifen sollte sich in einer Tiefe von 50 bis 70 cm von der Oberfläche befinden.

Berechnung der Schutzschaltung

Um eine genaue Berechnung der Erdungsschleife durchzuführen, müssen Sie Folgendes berücksichtigen:

• Bodenfeuchtigkeit;
• Durchschnittstemperatur im Winter und Sommer im Installationsbereich;
• Bodenbeständigkeit und Salzgehalt;
• Querschnitt und Länge der Erdungsleiter und Elektroden;
• Entfernung von zu Hause zur Rennstrecke.

Die Berechnung erfolgt nach den Formeln, dieses Verfahren ist für eine Person ohne Ingenieurausbildung schwierig. Selbst wenn die korrekten Berechnungen durchgeführt werden, unterscheidet sich der tatsächliche Widerstand der Schaltung aufgrund der großen Anzahl von Einflussfaktoren auf den berechneten.

Tatsächlich berücksichtigen viele nur die Entfernung des Stromkreises vom Fundament und stellen dann den Widerstand ein, indem sie diesen Indikator einer bereits montierten Struktur messen.

Empfohlene Erdungsabmessungen:

• Streifen - Breite - 40-50 mm, Dicke - 4-5 mm, nicht weniger als 2,5 m lang;
• Ecken - Regalstärke - 4-5 mm, Regalbreite 40-50 mm, mindestens 2,5 m lang;
• Stangen (unbedingt glatt) - Querschnitt 16-20 mm, mindestens 2,5 m lang;
• Rohr - Wandstärke 3,5 mm, Durchmesser mindestens 32 mm, Länge - mindestens 2,5 m.

Genaue Berechnungen unter Berücksichtigung aller Parameter müssen durchgeführt werden, wenn große gewerbliche und industrielle Strukturen geerdet werden müssen.

Objekte, die eine Kontur benötigen

Es muss geerdet sein:

• Räumlichkeiten, in denen Werkzeugmaschinen, Geräte und Lichtquellen mit Metallgehäusen und -gehäusen arbeiten;
• komplette Umspannwerke sowie Gebäude, in denen sich elektrische Geräte mit Stahlgehäusen befinden;
• Sekundärwicklung des Messwandlers;
• Metallrohrleitungen für Kabel, Räume, in denen sich gleichzeitig Metallstrukturen und Kabel, Drähte befinden.

Es ist nicht erforderlich, Geräte zu erden, die an bereits geerdeten Geräten installiert sind, Leistungsschalter in Schalttafeln oder elektrische Messgeräte.

Schaltplan

Die gebräuchlichsten Verbindungsschemata umfassen geschlossene dreieckige und lineare. Ein geschlossenes System ist im Betrieb stabiler, da es auch dann seine Funktion erfüllt, wenn einer der horizontalen Erdungsleiter beschädigt ist. Linear verliert in diesem Sinne an eine geschlossene Konstruktion. Es funktioniert nicht mehr, wenn der Jumper beschädigt ist.

Zusätzlich zu linearen und dreieckigen Designs können ovale und rechteckige Schutzvorrichtungen hergestellt werden, die jedoch weniger beliebt sind.

Erdungsschleife innerhalb der Anlage

Die Erdschleife ist sowohl draußen als auch drinnen positioniert. Wenn Sie es in Innenräumen erstellen, müssen Sie die folgenden Regeln befolgen:

• Verwenden Sie keine Zentralheizung, Abwasser und ähnliche Rohrleitungen, Stützkabel, Metallhülsen und gepanzerte Drähte als Null-Schutzleiter.
• Erdungs- und Neutralleiter werden offen verlegt, da sie zur Inspektion zugänglich sein müssen und in gelbgrünen Streifen lackiert sein müssen.
• Durchgänge durch Wände und Decken werden mit nichtmetallischen feuerfesten Rohren gebildet.
• Stahlreifen werden lackiert, Schweißverbindungen mit Ölfarbe behandelt.
• In feuchten Räumen werden Leiter an Stützen angeschweißt.

Dies sind die Grundregeln, aber es gibt andere, die relevant sind, wenn der interne Stromkreis in Räumen mit aggressiver Umgebung in Geschäften von Industrieunternehmen verlegt wird.

Erdschleifeninstallation

Gemäß der klassischen Installationsreihenfolge der Erdschleife werden zunächst Vorarbeiten durchgeführt, dann das Gerät direkt installiert und der Widerstand gemessen.

Vorbereitung für die Installation

Für die Installation müssen Sie die Werkzeuge vorbereiten:

• eine Schaufel;
• eine Schleifmaschine oder Bügelsäge für Metall;
• Schweißwechselrichter;
• Schlagbohrer;
• Schraubenschlüssel bei 8, 10;
• Strom-, Spannungs-, Widerstandsmesser.

Von den benötigten Materialien:

• Ecken aus korrosionsbeständigem Stahl, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm und einer Länge von mindestens 2,5 m. Oder Stahlrundstangen mit einem Durchmesser von 20 mm.
• Drei 250 cm lange, 40 bis 60 mm breite und 5 mm dicke Metallstreifen. Je größer der Abstand zwischen den Elektroden ist, desto besser verteilt sich der Strom, da elektromagnetische Felder weniger miteinander interagieren. Idealerweise sollte der Abstand zwischen den Elektroden ihrer Länge entsprechen oder um ein Vielfaches dieses Parameters zunehmen.
• Edelstahlband zum Verbinden des Stromkreises mit dem Fundament 40 × 4 oder 50 × 5 mm oder dem Stromkabel.
• Schrauben M8, M10.
• Kupferleiter.

Der Installationsort des Stromkreises sollte sich in der Nähe des Fundaments und des Verteilers befinden.

Sicherheitsvorrichtung montieren

Der erste Schritt besteht darin, Gräben mit einer Tiefe von ca. 80 cm unter der Erdschleife und dem Streifen, der das System mit dem Fundament verbindet, herzustellen. Die Konfiguration der Gräben muss der Form der Erdschleife entsprechen. In diesem Fall erfolgt die Erdung in Form eines Dreiecks mit jeweils 2,5 m langen Seiten.

Metallecken sollten geschärft werden, damit sie leichter in den Boden gelangen. Sie werden in den Boden getrieben und keine Löcher gegraben. Die Elektroden sollten fest in den Boden eindringen. Jumper sind an die Elektroden angeschweißt. Schweißnähte werden zum Schutz vor Korrosion mit bituminösem Mastix behandelt. Kabel entlang des Grabens führen ins Haus, zur Schalttafel. Befestigen Sie dazu mit Hilfe von Schrauben und Muttern das im Endkontakt gepackte Kabel an der vertikalen Masseelektrode. Verwenden Sie dazu Reifen aus Kupfer (10 mm2), Aluminium (16 mm2) oder Metall (75 mm2). Zuerst füllen sie den Kreislauf mit Sand, dann mit Erde.

Den Widerstand der Schutzeinrichtung messen

Um die Funktionsfähigkeit des Geräts zu überwachen, wird empfohlen, seinen Widerstand gegen Stromverteilung gemäß allen Regeln zu messen. Arbeiten werden am besten im Winter oder Sommer durchgeführt, wenn die Bodenbeständigkeit maximal ist. Für die Norm des Widerstands der Schutzschaltung werden Anzeigen von 15, 30, 60 Ohm oder 2, 4 und 8 Ohm genommen, wenn sie mit natürlichen Erdungsschaltern und wiederholten Erdungsschaltern der ausgehenden Leitungen für das Netzwerk 660-380, 380-220 bzw. 220-127 V gemessen werden.

Schleifenwiderstandstest

Um die Erdung korrekt zu messen, sollten spezielle Messgeräte verwendet werden - „MS-08“ oder „MS-416“ und Testelektroden. Die Technik ist wie folgt:

1. Eine Potentialelektrode wird in einem Abstand von mindestens 20 m zwischen dem Stromkreis und dem Haus angeordnet. Eine weitere in gerader Linie mit der ersten und Schutzvorrichtung in einem Abstand von nicht mehr als 40 m.
2. Messen Sie den Widerstand, indem Sie die Spannung anschließen.
3. Die Erdungsmessung wird mehrmals durchgeführt, wobei die entfernte Elektrode schrittweise näher, jedoch nicht näher als 5 m gebracht wird.

Die Bestimmung des Widerstandswertes erfolgt nach dem schlechtesten erzielten Ergebnis.

Häufigste Fehler

Bei der Installation eines Erdungsgeräts treten am häufigsten die folgenden Fehler auf:

• Der Stromkreis ist an der falschen Stelle in der Elektroinstallation angeschlossen, z. B. direkt an das Gerät. Es muss an den Haupterdungsbus angeschlossen werden.
• Anstelle eines Kreislaufs wird eine Wasserversorgung, ein Heizungsrohr oder dergleichen verwendet. Sie können mit einigen Vorbehalten und nicht immer Erdungsstrukturen sein.
• Fehlende Verbindung des Neutralleiters in der Erdungsvorrichtung sowie Installation separater Leistungsschalter im Neutralleiter.
• Die Verwendung von Verstärkung, vergrabenen Metallgegenständen, Arbeitskratzern, Zäunen als Erdungsschalter.
• Verwendung von Erdschleifen aus Elementen mit kleinem Querschnitt.
• Weniger als 10 cm schweißen.
• Schweißnähte werden nicht mit Bitumenmast durch Korrosion behandelt.
• Ein Konturstreifen, der aus dem Boden austritt, wird nicht gemalt. Es sollte schwarz oder gelbgrün gestrichen werden.
• Unzureichende Länge der horizontalen und vertikalen Erdung.
• Unzureichende Vertiefung horizontaler Elemente.
• Sie bilden eine Erdungsschleife, erden jedoch nicht die Hauptkommunikation, die aus Metallelementen besteht: Wasserversorgung, Heizung, Gasversorgung, Abwasser.

Es muss möglich sein, das Erdungsgerät für Messungen von der elektrischen Installation zu trennen, dh der Streifen, der aus dem Erdungsgerät austritt, muss getrennt werden. Diese Möglichkeit bietet eine Schraubverbindung von Elementen.

Wenn die Installation in Übereinstimmung mit allen Regeln durchgeführt wurde, war es möglich, den Widerstand richtig zu messen und die Anzeigen entsprechen der Norm, das Gebäude ist zuverlässig vor einem Kurzschluss und seinen Folgen geschützt.