Geräte in einem Metallgehäuse, die Strom verbrauchen, können unter Spannung stehen, wenn die Isolierung beschädigt ist. Dies stellt eine Gefahr für Menschenleben dar. Um einen Stromschlag zu vermeiden, wird eine Schutzerde verwendet, die Potenziale von den Gerätegehäusen entfernt.
Wozu dient die Schutzerdung?
Das Wesen der Schutzerdung besteht darin, eine Verbindung zwischen den Metallelementen des Geräts und der Erde herzustellen. Im Normalzustand werden die Geräte nicht mit Strom versorgt, aber die Situation ändert sich, wenn in einem der Abschnitte des Stromkreises ein Isolationsschaden auftritt. Eine bewusst gestaltete Schutzschaltung hilft, Unfälle zu vermeiden.
Elektrische Normen verlangen, dass in allen Bereichen, in denen ein erhöhtes Stromschlagrisiko besteht, sowie bei Installationen im Freien, in denen Spannungen über einem bestimmten Niveau verwendet werden, eine Schutzerdung durchgeführt wird. Die Erdung ist so angebracht, dass sie für alle Geräterahmen, Sekundärwicklungen von Transformatoren, Kabelmäntel und Antriebe elektrischer Einheiten eine Verbindung zur Erde herstellen kann.
Die zuverlässige Erdung wird durch eine wirksame elektrische Verbindung mit geringem Widerstand gewährleistet. In diesem Fall fließt in dem Moment, in dem eine Person den Körper des Geräts berührt, der Strom nicht durch den Körper und verursacht keine lebensgefährlichen Verletzungen. Damit der Strom durch die Erde fließen kann, ist ein dauerhaft geschlossener Stromkreis erforderlich, der die Bildung eines Schutzerdungssystems gewährleistet.
Wie funktioniert die Schutzerdung?
Eine hochwertige Schutzerdung erfolgt auf zwei Arten: durch Verwendung von künstlichen Leitern, die für das Erdungsnetz verlegt werden, sowie durch Verwendung natürlicher Elemente, bei denen es sich um Metallstrukturen handeln kann, die zunächst einen anderen Zweck erfüllen. Konstruktiv liegen die Schutzerdungselemente im Erdreich oder ragen aus diesem heraus. Im letzteren Fall müssen die Details der Struktur deutlich sichtbar sein, wofür sie normalerweise schwarz lackiert sind.
Das Schutzerdungssystem besteht aus zwei Teilen. Die erste davon ist der Boden, der anhand seines spezifischen Widerstands bewertet wird. Diese Eigenschaft wird durch den Feuchtigkeitsgrad der Erde und ihre Temperatur bestimmt. Im Laufe des Jahres kann der spezifische Bodenwiderstand stark schwanken und die Schutzfunktion des Erdungssystems beeinträchtigen.
Ein weiterer Teil des Systems sind Erdungselektroden, dh eine oder mehrere miteinander verbundene Elektroden. Diese Elemente befinden sich ständig im Boden, was einen zuverlässigen Kontakt zwischen den zu erdenden Objekten und dem Boden gewährleistet. Eine Gruppe von Elementen, die mehrere Erdungselektroden aus Metall enthält, bildet ein einzelnes System, das als Erdungsschleife bezeichnet wird.
