Installation der Erdschleife - Funktionsprinzip und Berechnung

Die Schleifenerdung wird installiert, um Gebäude vor Bränden und Personen vor Stromschlägen zu schützen. Bei der Durchführung von Arbeiten müssen die Anforderungen der PUE eingehalten, die Schaltung richtig berechnet, montiert und die Widerstandshöhe überprüft werden.

Das Gerät und das Funktionsprinzip der Erdung

In Wohngebäuden wird häufig ein TN-System installiert, dessen Neutralleiter fest geerdet ist. Das Erdungskabel verbindet alle elektrischen Verbraucher mit dem Schutzkreis. Letztere hat einen geringen Widerstand, und der Strom fließt immer in dem Stromkreis, wo der Widerstand niedriger ist. Im Vergleich zu einem Erdungsgerät zeichnet sich der menschliche Körper durch einen hohen Widerstand aus, daher können Sie mit der Schaltung die ihm zugewiesenen Aufgaben lösen.

Konturerdung ist ein System in Form eines gleichseitigen Dreiecks, Rechtecks ​​oder Quadrats, das aus vertikalen Erdungselektroden - Stahlstäben oder -ecken besteht, die an den oberen Punkten mit horizontalen Stahlbändern durch Schweißen verbunden sind. Es wird mit einem Kabel an das zu erdende Gerät angeschlossen. Die gebräuchlichste Bauart ist die dreieckige.

Die Außenkontur ist im Boden vergraben. Der Widerstand der Schutzeinrichtung gegen die Ausbreitung von Strömen unterscheidet sich je nach Bodenart und Struktur.

Die besten Indikatoren werden bei der Installation der Erdschleife in torfigen, lehmigen und tonigen Böden erfasst. Im letzteren Fall, sofern das Grundwasser oberflächennah ist. Besteht der Boden aus dichten Gesteinseinschlüssen, verschlechtert sich die Leistung.

Sie können die Schaltung selbst zusammenbauen oder einen vorgefertigten Bausatz verwenden.

Verschiedene Erdschleifen

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

Traditionelle Erdungssysteme ground

Ein solches System besteht aus einer minimalen Anzahl von Elementen: zwei vertikalen Elektroden aus Metallverstärkung und einer horizontalen streifenförmigen Elektrode, die die beiden vorherigen verbindet. Die Querschnitte und Abmessungen der Elemente müssen den Normen entsprechen. Es wird empfohlen, die Erdung an der nördlichen, schattigen Seite des Standorts an einem feuchten Ort zu installieren. Da die Schaltung jedoch oft aus Stahl besteht und nicht mit Farbe lackiert werden kann, korrodiert sie schnell. Auch der Widerstand eines solchen Gerätes wird von der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt des Bodens beeinflusst, da der Stromkreis in den oberen Schichten platziert ist.

Tiefenerdungssysteme

Ein solches System wird unter Verwendung eines modularen Stiftverfahrens hergestellt. Im Vergleich zur Vorgängerversion unterscheidet es sich:

• lange Lebensdauer;
• einfache Berechnungen;
• unbeeinflusst von Umwelteinflüssen;
• fehlender Wartungsbedarf;
• erleichterte Installation.

Die Widerstandsmessung der eingebauten Geräte muss von Fachleuten durchgeführt werden.

Die äußere 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 Schutzkontur

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

• Bodenfeuchtigkeit;
• durchschnittliche Temperatur im Winter und Sommer im Aufstellungsbereich;
• Bodenbeständigkeit und Salzgehalt;
• Querschnitt und Länge von Erdungsleitern und Elektroden;
• der Abstand vom Haus zur Kontur.

Die Berechnung erfolgt nach den Formeln, dieses Verfahren ist für eine Person ohne Ingenieurausbildung schwierig. Aber auch bei korrekter Berechnung weicht der tatsächliche Schleifenwiderstand aufgrund einer Vielzahl dynamischer Einflussfaktoren vom berechneten ab.

Tatsächlich berücksichtigen viele nur die Entfernung der Kontur vom Fundament und passen dann den Widerstand an, indem sie diesen Indikator der bereits montierten Struktur messen.

Empfohlene Größen von Erdungsschaltern:

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

Wenn große Gewerbe- und Industriegebäude geerdet werden müssen, müssen genaue Berechnungen unter Berücksichtigung aller Parameter durchgeführt werden.

Objekte, die eine Ausrüstung mit einer Kontur erfordern

Muss unbedingt geerdet werden:

• Räume, in denen Maschinen, Geräte und Lichtquellen mit Metallgehäusen und -gehäusen betrieben werden;
• komplette Umspannwerke sowie Gebäude mit elektrischen Geräten mit Stahlgehäusen;
• Sekundärwicklung des Messwandlers;
• Metallrohrleitungen für Kabel, Räume, in denen sich gleichzeitig Metallkonstruktionen und Kabel befinden, Drähte.

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

Anschlusspläne

Die gängigsten Verbindungsschemata sind geschlossen dreieckig und linear. Ein geschlossenes System ist im Betrieb stabiler, denn selbst wenn einer der horizontalen Erdungsschalter beschädigt wird, wird er seine Funktion weiterhin erfüllen. Linear in diesem Sinne verliert gegenüber einem geschlossenen Design. Es funktioniert nicht mehr, wenn der Jumper beschädigt ist.

Neben linearen und dreieckigen Designs können auch ovale und rechteckige Protektoren hergestellt werden, die jedoch weniger beliebt sind.

Masseschleife innerhalb der Anlage

Die Erdungsschleife befindet sich sowohl außerhalb als auch innerhalb des Geländes. Wenn Sie es in Innenräumen erstellen, müssen Sie die Regeln befolgen:

• Verwenden Sie keine Zentralheizungs-, Abwasser- und ähnliche Rohrleitungen, tragende Kabel, Metallmuffen, armierte Drähte als Nullschutzleiter.
• Erdungs- und Neutralleiter werden offen verlegt, da sie für die Inspektion zugänglich sein müssen, und gelb-grün gestreift.
• Durchgänge durch Wände und Decken werden mit nichtmetallischen feuerfesten Rohren hergestellt.
• Stahlreifen werden lackiert, Schweißnähte werden mit Ölfarbe behandelt.
• In Feuchträumen werden die Leiter mit den Stützen verschweißt.

Dies sind die Grundregeln, aber es gibt andere, die bei der Verlegung des internen Stromkreises in Räumen mit aggressiver Umgebung in den Werkstätten von Industrieunternehmen relevant sind.

Erdungsschleife installieren

Nach dem klassischen Verfahren zur Installation der Erdschleife werden zunächst vorbereitende Arbeiten durchgeführt, dann das Gerät direkt installiert und der Widerstand gemessen.

Vorbereitung für die Installation

Für die Installation müssen Sie Werkzeuge vorbereiten:

• Schaufel;
• Schleifmaschine oder Bügelsäge für Metall;
• Schweißinverter;
• Locher;
• Schraubenschlüssel für 8, 10;
• Meter Strom, Spannung, Widerstand.

Benötigte Materialien:

• Winkel aus korrosionsbeständigem Stahl, 40 × 40 × 4/50 × 50 × 5 cm und einer Länge von mindestens 2,5 m oder Stahlrundstäbe mit einem Durchmesser von 20 mm.
• Drei Metallstreifen 250 cm lang, 40 bis 60 mm breit und ca. 5 mm dick. Je größer der Abstand zwischen den Elektroden ist, desto besser verteilen sich die Ströme, da die elektromagnetischen Felder weniger miteinander wechselwirken. Idealerweise sollte der Abstand zwischen den Elektroden ihrer Länge entsprechen oder um ein Vielfaches dieses Parameters zunehmen.
• Edelstahlband zum Anschluss des Stromkreises an das Fundament 40 × 4 oder 50 × 5 mm oder Netzkabel.
• Bolzen 8, М10.
• Kupferleiter.

Der Ort für die Installation des Stromkreises sollte sich in der Nähe des Fundaments und der Schalttafel befinden.

Montage der Schutzeinrichtung

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

Die Metallecken sollten angespitzt sein, damit sie leichter in den Boden eindringen können. Sie werden in den Boden getrieben, anstatt Löcher zu graben. Die Elektroden müssen fest in den Boden eintauchen. Die Jumper sind mit den Elektroden verschweißt. Schweißnähte werden zum Korrosionsschutz mit Bitumenmastix behandelt. Das Kabel wird durch den Graben ins Haus geführt, zum Schaltschrank. Dazu wird das im Endkontakt verpackte Kabel mit Schrauben und Muttern am vertikalen Erdungsschalter befestigt. Verwenden Sie dazu Reifen aus Kupfer (10mm2), Aluminium (16mm2) oder Metall (75mm2). Die Kontur wird zuerst mit Sand, dann mit Erde bedeckt.

Widerstand der Schutzeinrichtung messen

Um die Leistung des Geräts zu überprüfen, wird empfohlen, seinen Widerstand gegen die Stromausbreitung gemäß allen Regeln zu messen. Die Arbeit wird am besten im Winter oder Sommer durchgeführt, wenn die Bodenbeständigkeit maximal ist. Die Widerstandsnorm der Schutzschaltung wird als Indikatoren von 15, 30, 60 Ohm oder 2, 4 und 8 Ohm genommen, wenn sie mit natürlichen Erdungselektroden und wiederholten Erdungselektroden von abgehenden Leitungen für ein Netzwerk von 660-380, 380-220 . gemessen wird bzw. 220-127 V.

Schleifenwiderstandsprüfung

Um die Erdung korrekt zu messen, müssen spezielle Messgeräte - "MS-08" oder "MS-416" und Prüfelektroden verwendet werden. Die Technik ist wie folgt:

1. Zwischen dem Stromkreis und dem Haus wird in einem Abstand von mindestens 20 m eine Potenzialelektrode platziert, eine andere in einer geraden Linie mit der ersten und Schutzvorrichtung in einer Entfernung von nicht mehr als 40 m.
2. Messen Sie nach dem Anlegen der Spannung den Widerstand.
3. Die Erdungsmessung wird mehrmals durchgeführt, wobei die entfernte Elektrode allmählich näher gebracht wird, jedoch nicht näher als 5 m.

Die Bestimmung des Widerstandswerts wird gemäß dem schlechtesten erhaltenen Ergebnis durchgeführt.

Die häufigsten Fehler

Bei der Installation einer Erdungsvorrichtung werden am häufigsten die folgenden Fehler gemacht:

• Der Stromkreis wird an der falschen Stelle in der Elektroinstallation angeschlossen, zB direkt am Gerät. Es muss an die Haupterdungsschiene angeschlossen werden.
• Anstelle eines Kreislaufs wird eine Wasserversorgung, Heizung oder ein anderes Rohr verwendet. Sie können mit einigen Vorbehalten und nicht immer erdende Strukturen sein.
• Fehlender Anschluss des Neutralleiters im Erdungsgerät sowie die Installation separater Leistungsschalter im Neutralleiter.
• Verwendung als Erdungsschalter von Armaturen, vergrabenen Metallgegenständen, Arbeitsnull, Zäunen.
• Verwendung von Masseschleifen aus kleinen Profilelementen.
• Schweißnaht weniger als 10 cm.
• Schweißnähte werden nicht mit Bitumenkitt gegen Korrosion behandelt.
• Der aus dem Boden ragende Umrissstreifen ist nicht eingefärbt. Es sollte mit schwarzer oder gelbgrüner Farbe gestrichen werden.
• Unzureichende Länge der horizontalen und vertikalen Erdungselektroden.
• Unzureichende Durchdringung horizontaler Elemente.
• Sie bauen eine Erdungsschleife auf, erden jedoch nicht die Hauptkommunikation, die aus Metallelementen besteht: Wasserversorgung, Heizung, Gasversorgung, Kanalisation.

Für Messungen muss die Erdungsvorrichtung von der Elektroinstallation trennbar sein, dh der aus der Erdungsvorrichtung kommende Streifen muss abgeklemmt werden. Diese Möglichkeit bietet die Schraubverbindung der Elemente.

Wenn die Installation nach allen Regeln erfolgt, der Widerstand richtig gemessen werden konnte und die Indikatoren der Norm entsprechen, ist das Gebäude zuverlässig vor Kurzschlüssen und deren Folgen geschützt.