Betrieb von Elektrogeräten muss geerdet sein. Je nach Verwendungszweck kann es funktionieren oder schützen. Die erste dient dem korrekten Betrieb von Geräten und die zweite dem Schutz von Personen. Das Funktionsprinzip von einem und dem zweiten ist unterschiedlich.
Die Hauptziele und -ziele der Erdung
Der Boden kann elektrischen Strom neutralisieren, da der Grad seiner Spannung Null ist. Der Widerstand ist der Hauptindikator eines Erdungsgeräts, anhand dessen seine Qualität und Fähigkeit zur Erfüllung seines Zwecks beurteilt werden kann. Die spezifische Beständigkeit hängt von der Zusammensetzung des Bodens, dem Vorhandensein von Chemikalien ab - sauer oder alkalisch, Feuchtigkeit, Bröckeligkeit. Abhängig von der Zusammensetzung des Bodens müssen Sie möglicherweise ein spezielles Erdungskit oder einen vollständigen Austausch des Bodens verwenden, um die Erdungsgeräte ordnungsgemäß zu betreiben.
Erdung ist der Anschluss eines Geräts, einer elektrischen Installation oder eines Teils des Netzwerks an ein Erdungsgerät. Es ist ein Erdungsleiter und Erdungsleiter, durch die Strom in die Erde fließt und neutralisiert wird.
Es können mehrere Erdungsschalter vorhanden sein. In einem verteilten Stromkreis befinden sie sich um den Umfang eines Objekts, dessen elektrisches Netzwerk gesichert werden muss. Das leitende Teil (Erdungsleiter) besteht üblicherweise aus Metall. Es werden Erdungselektroden zu ihnen gebracht, die direkten Kontakt mit dem Boden haben.
Das Erdungsgerät ist an einem Stromkreis montiert. Die Erdungsschleife besteht aus einer Reihe von Elektrodenleitern, die in der Erde verstopfen. Ihre Länge beträgt 3 Meter, sie befinden sich in geringem Abstand voneinander. Als Verbindung wird ein horizontaler Metallstreifen verwendet, der bis zu einer geringen Tiefe von bis zu 1 Meter in den Boden eingelegt wird. Der Anschluss an die Elektroden erfolgt durch herkömmliches Schweißen. In speziellen Erdungskits sind Teile der Ausrüstung mit einem Gewinde versehen, was die Arbeitseigenschaften nicht beeinträchtigt.
In folgenden Fällen ist eine Erdung erforderlich:
- Schutz der Geräte vor statischer Elektrizität. In der Natur ablaufende Prozesse wie Blitze können den im Stromkreis fließenden Strom beeinflussen, wodurch Geräte beschädigt werden können. Im Boden installierte Elektroden entladen überschüssigen Strom.
- Netzwerkschutz gegen Kurzschlüsse.
- Überspannungsschutz.
Ein Beispiel für eine Arbeitserde ist ein Blitzableiter, der mit Elektroden verbunden ist. Besonders relevant bei Generatoren, Transformatoren.
Prinzip der Schutzerdung
Schutzerdung ist eine Reihe von Maßnahmen zum Schutz der Geräte und der Personen, die damit arbeiten. Es wird verwendet, um elektromagnetische Störungen durch ein nahe gelegenes Gerät zu beseitigen und Störungen während des Schaltens im Stromkreis zu neutralisieren.
Blitzschutz
Das Luftmedium ist ein Abschnitt mit hohem Widerstand, aber die Entladung hat eine Leistung, die diesen Widerstand überschreitet, weshalb sie ihn durchbricht. Auf dem Weg von der oberen Atmosphäre zur Erde wählt der Blitz die Gebiete mit dem geringsten Widerstand aus - feuchte Gebiete, Mauern, Bäume und Wassertropfen.Dies erklärt die Tatsache, dass Entladungen häufig in den Baum fallen - er hat weniger Widerstand als die Luft um ihn herum. Wenn es in das Gebäude eintritt, fließt der Strom auch durch die Bereiche mit dem geringsten Widerstand - dies sind Metallrohre, Elektrogeräte oder deren Metallteile, nasse Wände. Wenn das Gerät nicht geerdet ist, kann es tödlich sein, es zum Zeitpunkt des Ladungsdurchgangs zu berühren.
Wenn ein Blitzableiter auf dem Dach installiert ist, tritt die Ladung in das Dach ein, bewegt sich dann zu Boden und wird neutralisiert. Es ist wichtig, dass sich die Ströme nicht im Objekt ausbreiten, daher haben die Materialien, mit denen der Boden ausgestattet wird, einen geringen Widerstand. Gemäß den Regeln sollte es 4 Ohm nicht überschreiten. Der Blitzableiter selbst muss mit den Elektroden im Boden verbunden sein.
Überspannungsschutz
Elektronische Geräte reagieren empfindlich auf Spannungsspitzen oder leistungsstarke elektrische Anlagen, die in ihrem Radius betrieben werden. Plötzliche Blitzeinschläge in der Nähe können die Elektronik beschädigen.
Beispiel: Während eines Gewitters kann im Kupferkabel, mit dem die Häuser verbunden sind und durch das Strom fließt, eine Überladung auftreten. Eine Ladung mit zunehmender Größe kann das Kabel zerstören. In diesem Fall wird ein SPD an die Stromleitung angeschlossen - ein Überspannungsschutzgerät, damit überschüssige Ladung in den Boden geleitet wird.
Personenschutz
Bei Bauelementen können alle Metallelemente Strom leiten. Wenn Sie ein nicht geerdetes Gerät berühren, in dem sich statische Elektrizität angesammelt hat, können Sie einen starken Schlag bekommen. Dies betrifft hauptsächlich das Herz-Kreislauf- und Nervensystem. Gummischuhe, gummierte Handschuhe und ein absolut trockener Raum tragen dazu bei, die Auswirkungen zu verringern, aber Menschen gehen selten in Gummistiefeln in einer Wohnung oder einem Büro herum. Durch Anschließen des dritten Kabels an das Instrumentengehäuse und anschließendes Anschließen an die Elektroden können Sie überschüssigen Strom in die Erde einspeisen.
In alten Privat- und Mehrfamilienhäusern wurden keine Erdungsmaßnahmen durchgeführt, daher stellen alle Elektrogeräte eine potenzielle Gefahr für Menschen dar.
Selbstgemachte Geräte können folgendermaßen aussehen: Ein Kabel wird an den Gerätekörper angeschlossen, der auf der Straße angezeigt und mit einem in den Boden eingetriebenen Metallprodukt (Rohr, Ecke, Eimer, Armaturen) verbunden wird. Diese Produkte sind im Gegensatz zum menschlichen Körper gute Stromleiter, daher wählt der Strom das Metall aus und geht in den Boden.
Unterschied zwischen Arbeitserdung und Schutz
Arbeits- und Schutzerdung gemäß Sicherheitsregeln sollten nicht mit einem Wasserkreislauf kombiniert werden. Während atmosphärischer Entladungen können Elektrogeräte beschädigt werden und die Schutzerde funktioniert nicht.
In der funktionalen (Arbeits-) Erdungsschaltung sind alle stromführenden Strukturen mit im Boden installierten Elektroden verbunden. Für den korrekten Betrieb der Arbeitserde werden auch Sicherungen verwendet, die sich selbst mit Spannung versorgen und ausfallen.
Die Arbeitserdung ist für den Fall ausgestattet, dass die Anweisungen des Herstellers und die Anforderungen zum Schutz dieses Geräts an den Geräten angebracht sind.
Es gibt mehr Anforderungen an ein Schutzerdungsgerät, da es wichtigere Aufgaben hat: das Leben von Menschen zu retten.
| Zweck der Arbeitserdungsvorrichtung | Zweck der Schutzerdung |
| Hochleistungsgeräte | Dreiphasengeräte mit einer Leistung von weniger als 1 kW |
| Elektronische empfindliche Geräte | Einphasige und zweiphasige Geräte, die keinen Bodenkontakt haben |
| Medizinische Geräte | Geräte mit einer Leistung von mehr als 1 kW |
| Elektronische Technologie, die wichtige Informationen transportiert | In abgesicherten Stromkreisen mit Neutralleiter |
Die zuverlässigste Erdung erfolgt im Hausnetz. Kabel, die in jede Steckdose passen, müssen dreiadrig sein.Der dritte Kern ist mit dem Boden verbunden und entfernt statische Elektrizität. Außerdem verhindert er, dass Kurzschlüsse und Blitze in das Gebäude eindringen.
Anforderungen an die Schutzerde
Damit Erdungsanlagen ihre Funktionen erfüllen können, müssen sie bestimmte Parameter und die Anweisungen des Geräteherstellers einhalten.
Nuancen, die die Funktionalität beeinflussen:
- Bodenbeständigkeit aufgrund seiner physikochemischen Eigenschaften. Nasser Ton, Graphitspäne, Torf, Salzwiesen oder Meerwasser leiten die beste Strömung. Schlimmer noch - trockener Sand oder harte Steine - Granit, Schotter, Quarz, Asphalt, Beton.
- Der Kontaktbereich der Masseelektrode mit dem Boden. Je größer die Fläche, desto schneller werden günstigere Bedingungen für den Stromfluss geschaffen. Sie können die Fläche vergrößern, indem Sie eine größere Anzahl von Elektroden entlang der Gebäudekontur installieren. In diesem Fall werden sie mit einer Stahlplatte zu einer Einheit verbunden. Wenn Sie die Größe einer Elektrode erhöhen, vergrößert sich auch die Gesamtfläche. Die Installation einer vertikalen Metallkontur hilft, die Fläche zu vergrößern, wenn die unteren Schichten des Bodens widerstandsfähiger sind als die Oberflächenschichten.
Da es schwierig ist, eine ideale Bodenbeständigkeit zu erreichen, werden Geräte basierend auf ihren Eigenschaften hergestellt. Jede elektrische Installation hat ihre eigenen Widerstandsstandards für Erdungsgeräte. Beispielsweise sollte für ein Umspannwerk mit einer Spannung von mehr als 100 kW der Widerstand nicht mehr als 0,5 Ohm betragen, und für ein Heimnetzwerk mit einem TT-System sowie die Verwendung einer automatischen Abschaltung bis zu 500 Ohm.
Metallerdungsschalter dürfen nicht mit Lackmaterialien beschichtet werden. Manchmal wird als Erdungsvorrichtung der unterirdische Teil des Gebäudes mit Metallstrukturen verwendet - elektrisch leitender Beton mit Bewehrung im Inneren. Verwenden Sie keine Gasmetallrohre, um das Erdungsproblem zu lösen.
Gemäß den Regeln für die elektrische Installation müssen folgende Elemente geerdet werden:
- Netze mit einer Spannung über 380 V.
- Besonders gefährliche und Außenanlagen.
Teile der Ausrüstung, die geerdet und geerdet werden müssen:
- Gehäuse für elektrische Geräte.
- Sekundärtransformatorwicklung.
- Antriebe von Elektrogeräten.
- Schalttafeln, Schrankrahmen.
- Metallbaumaschinen.
- Eisenmantelkabel.
Wenn die Spannung 42 V AC oder 110 V DC nicht überschreitet, ist keine Erdung erforderlich.
Haushaltserdung
Bei den meisten häuslichen Unfällen wird ein Gerät berührt, das Isolationsschäden aufweist. Der menschliche Körper ist in diesem Fall ein Stromleiter. Elektrische Kochfelder, Waschmaschinen und Geschirrspüler, Heizkörper, Mikrowellenherde, Kessel, PCs, Geschirrspüler - all dies sind Metallstrukturen, die Elektrizität gut leiten und ohne Erdung gesundheitsschädlich sein können.
Kurzschluss - Dies ist der Kontakt der Phasen- und Neutralleiter im Netzwerk, der zum Betrieb des Notschutzes und zum Trennen des Geräts von der Stromversorgung führt. Meist handelt es sich nicht um einen Kurzschluss, sondern um einen Stromverlust, der sich im Gehäuse von Haushaltsgeräten ansammelt. Dies kann zu einem elektrischen Schlag führen.
Für die Sicherheit des Menschen müssen Steckdosen mit Erdungskontakten installiert werden. Ein dreiadriges Kabel muss an die Steckdose angeschlossen werden. Bei einem Zwei- und Drei-Kern-System wird die Erdung auf unterschiedliche Weise ausgestattet - von der Anschlussdose oder der Schalttafel.
Verwenden Sie keine Gas-, Wasser- oder Zentralheizungsrohre als Masseelektrode.
Erdungsbetrieb bei elektrischen Störungen
Eine Fehlfunktion des Geräts bedeutet eine Beschädigung der Isolierung und das Auftreten einer Phase im Instrumentenkoffer.Wenn Teile des Geräts unter Spannung stehen, aber keinen Schutz in Form von Erdung und FI haben, kann eine Person, die sich der Gefahr nicht bewusst ist, einen elektrischen Schlag erhalten.
In der zweiten Ausführungsform ist der Stromverlust möglicherweise nicht signifikant, die Geräteschutzvorrichtung reagiert nicht auf Spannung und schaltet die Vorrichtung nicht aus. Eine Person kann einen kleinen Schlag erhalten.
Wenn das Gehäuse nicht geerdet ist, aber der FI installiert ist, funktioniert es 0,02 Sekunden, nachdem eine Person den Gerätekörper berührt hat. Diese Zeit reicht nicht aus, um die Gesundheit zu schädigen.
Die in Bezug auf die Sicherheit effektivste Schaltung ist das Vorhandensein von Erdung und FI. Wenn ein Stromverlust auftritt und dieser in den Boden gelangt, reagiert der FI-Schutzschalter und schaltet das Gerät aus.
Wie erfolgt die Berechnung der Parameter der Haupterdungselemente?
Die Berechnung der Parameter der Erdungsvorrichtung erfolgt nach den Formeln. Die Ausgangselemente sind:
- Bodenbeständigkeit in diesem Bereich;
- die Länge, Dicke, den Durchmesser der Elektroden sowie deren Anzahl.
In der Praxis gibt es in allen Fällen Abweichungen vom beabsichtigten Arbeitsplan, da der Bodenindex genauer analysiert werden muss. Dies ist praktisch unmöglich: Auf 100 Quadratmetern müssen etwa 100 Minen bis zu einer Tiefe von 10 m gebohrt werden, um die Bodenschichten, ihre Zusammensetzung und die Einbeziehung von Elementen - Ton, Kalkstein, Sand und anderen Bestandteilen - zu bewerten.
Die Installation der Erdungsvorrichtungen erfolgt nach dem Hauptprinzip der Erdung: Vorhandensein eines Sicherheitsspielraums mit gemittelten Werten der Parameter. Je niedriger der Widerstand, desto besser für alle Elektrogeräte und Personen.
Erdungsinstallation
Vertikale Elektroden erfüllen ihre Funktionen effektiver, da sie in großer Tiefe installiert werden können. Bei horizontaler Verlegung in geringer Tiefe erhöht sich der Widerstand, insbesondere im Winter, wenn die oberen Schichten des Bodens gefrieren.
Für Elektroden werden Stifte verwendet, deren Länge mehr als 1 Meter (normalerweise 1,5 m) beträgt. Solche Strukturen lassen sich mit einem herkömmlichen Hammer leicht in den Boden hämmern, die Verbindung erfolgt in einer horizontalen Ebene mit einer Tiefe von mindestens 0,5 m.
