Erdung
Die Erdung ist ein fundamentales Sicherheitssystem in der Elektrotechnik, das Menschen und Anlagen vor gefährlichen elektrischen Spannungen schützt. Unser umfassendes Glossar erklärt alle relevanten Fachbegriffe rund um Erdungsanlagen, Potentialausgleich und Schutzmaßnahmen in verständlicher Sprache.
Erdungsanlage
Eine Erdungsanlage ist die Gesamtheit aller miteinander verbundenen Erdungseinrichtungen eines elektrischen Systems. Sie besteht aus Erdern, Erdungsleitungen und allen leitfähigen Teilen, die mit dem Erdpotential verbunden sind. Die Erdungsanlage dient primär dem Schutz von Personen vor elektrischem Schlag und dem Schutz von Betriebsmitteln vor Überspannungen.
Sie muss so dimensioniert sein, dass sie auftretende Fehlerströme sicher zur Erde ableitet, ohne dass gefährliche Berührungsspannungen entstehen. Die normgerechte Ausführung nach DIN VDE 0100 ist dabei unerlässlich.
Potentialausgleich
Der Potentialausgleich ist eine Schutzmaßnahme, die gefährliche Potentialdifferenzen zwischen leitfähigen Teilen verhindert. Durch die leitende Verbindung aller zugänglichen Metallteile wird sichergestellt, dass keine gefährlichen Spannungen zwischen verschiedenen Anlagenteilen auftreten können. Man unterscheidet zwischen dem Hauptpotentialausgleich und dem örtlichen Potentialausgleich in speziellen Bereichen wie Badezimmern.
Der Potentialausgleich reduziert das Risiko eines elektrischen Schlags erheblich. Die Ausführung erfolgt mit speziellen Potentialausgleichsleitern, die korrosionsbeständig und ausreichend dimensioniert sein müssen.
Schutzleiter
Der Schutzleiter (PE – Protective Earth) ist ein spezieller Leiter in elektrischen Anlagen, der dem Schutz vor elektrischem Schlag dient. Er verbindet alle berührbaren, nicht spannungsführenden Metallteile von elektrischen Betriebsmitteln mit der Erdungsanlage. Im Normalbetrieb führt der Schutzleiter keinen Strom, erst bei einem Isolationsfehler fließt über ihn ein Fehlerstrom zur Erde. Die Kennzeichnung erfolgt durch die Farbkombination grün-gelb, die international standardisiert ist. Seine Integrität ist durch regelmäßige Prüfungen sicherzustellen.
Erder
Ein Erder ist der Teil der Erdungsanlage, der in direktem Kontakt mit dem Erdreich steht und den elektrischen Kontakt zur Erde herstellt. Erder bestehen meist aus Kupfer, verzinktem Stahl oder Edelstahl und werden je nach verfügbarem Platz als Tiefen- oder Flächenerder ausgeführt. Die Auswahl des geeigneten Erders hängt von Bodenbeschaffenheit, Platzverhältnissen und den geforderten elektrischen Eigenschaften ab.
In korrosiver Umgebung sind besondere Maßnahmen zum Korrosionsschutz erforderlich. Der Erdungswiderstand wird maßgeblich von der Kontaktfläche zwischen Erder und Erdreich beeinflusst.
Erdungswiderstand
Der Erdungswiderstand ist der Widerstand zwischen einem Erder und einem unendlich weit entfernten Bezugspunkt in der Erde. Er ist ein wichtiger Parameter für die Bewertung der Wirksamkeit einer Erdungsanlage und wird in Ohm gemessen. Ein niedriger Erdungswiderstand ermöglicht eine bessere Ableitung von Fehlerströmen, wobei die zulässigen Grenzwerte je nach Anlagenart variieren. Der Erdungswiderstand wird von der Erdergeometrie, dem Bodenwiderstand und der Bodenfeuchtigkeit beeinflusst. Die Messung erfolgt mit speziellen Messgeräten nach genormten Verfahren.
Erdungsleitung
Die Erdungsleitung verbindet die zu erdenden Anlagenteile mit den Erdern und ist ein wesentlicher Bestandteil jeder Erdungsanlage. Sie muss so dimensioniert sein, dass sie die auftretenden Ströme sicher führen kann, ohne Schaden zu nehmen. Erdungsleitungen bestehen meist aus Kupfer oder verzinktem Stahl und müssen gegen mechanische Beschädigungen und Korrosion geschützt werden. Der Querschnitt richtet sich nach den zu erwartenden Strömen und den mechanischen Anforderungen. Die Kennzeichnung erfolgt durch entsprechende Beschriftung oder Farbgebung zur eindeutigen Identifizierung.
Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD)
Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD – Residual Current Device) ist ein Schutzgerät, das bei Fehlerströmen automatisch abschaltet. Sie überwacht die Stromsumme in den Hin- und Rückleitern und löst aus, wenn ein Differenzstrom auftritt. RCDs schützen Personen vor gefährlichen Körperströmen und ergänzen die Erdung als zusätzliche Schutzmaßnahme. Typische Auslöseströme liegen bei 10, 30 oder 300 mA je nach Anwendungsbereich. Die regelmäßige Funktionsprüfung über die Prüftaste ist vorgeschrieben.
Berührungsspannung
Die Berührungsspannung ist die Spannung, die zwischen zwei gleichzeitig berührbaren Teilen auftritt. Sie entsteht bei Fehlern in elektrischen Anlagen, wenn Strom über die Erdungsanlage fließt und dabei Spannungsabfälle verursacht. Gefährliche Berührungsspannungen können bei unzureichender Erdung oder nicht greifenden Schutzmaßnahmen auftreten. Die zulässigen Grenzwerte sind in den einschlägigen Normen festgelegt und betragen meist 50 V AC oder 120 V DC. Durch ordnungsgemäß ausgelegte Erdungsanlagen und den Potentialausgleich werden Berührungsspannungen auf ungefährliche Werte begrenzt.
Fundamenterder
Der Fundamenterder ist ein in das Betonfundament eines Gebäudes eingelegter Erder aus verzinktem Stahl oder Edelstahl. Er wird bereits während der Bauphase in das Streifenfundament verlegt und bildet einen natürlichen Teil der Erdungsanlage. Fundamenterder bieten durch ihre große Kontaktfläche zum Erdreich meist sehr niedrige Erdungswiderstände. Sie sind korrosionsgeschützt im Beton eingelegt und haben eine sehr lange Lebensdauer. Bei Neubauten ist der Fundamenterder nach DIN 18014 die bevorzugte Erdungsart.
TN-System
Das TN-System ist eine Netzform in der Elektrotechnik, bei der ein Punkt der Stromquelle geerdet ist. Alle Körper der elektrischen Betriebsmittel sind über Schutzleiter mit diesem geerdeten Punkt verbunden. Man unterscheidet TN-C (kombinierter PEN-Leiter), TN-S (getrennte PE- und N-Leiter) und TN-C-S-Systeme. Im TN-System erfolgt die Fehlerabschaltung durch Überstromschutzeinrichtungen wie Sicherungen oder Leitungsschutzschalter. Diese Netzform ist in Deutschland für Niederspannungsanlagen Standard.
Isolationsmessung
Die Isolationsmessung prüft den Zustand der Isolierung zwischen spannungsführenden Teilen und der Erde oder anderen Leitern. Sie wird mit einem Isolationsmessgerät durchgeführt, das eine Prüfspannung anlegt und den Isolationswiderstand misst. Typische Prüfspannungen sind 250 V, 500 V oder 1000 V je nach Spannungsebene der Anlage. Der gemessene Isolationswiderstand sollte bestimmte Mindestwerte nicht unterschreiten. Diese Prüfung ist Teil der vorgeschriebenen Erstprüfung und wiederkehrenden Prüfungen elektrischer Anlagen.