15ATRUE RMS
HOLDOFF
mA
A
Ground Loop Tester
DieFestlegungzulässigerGrenz-wertefürdenErdungswiderstanddesErdersistindenVDE-Bestim-mungenbeschrieben,teilweisewirdsiedurchdietechnischenAnschlussbedingungen(TAB)derörtlichenEnergieversorgerergänzt.Hinweis:EnergieverteilungsnetzeliefernWechselstrom,undauchErdungsprüfgeräteverwendenWechselstromfürdiePrüfung.DahersolltenwirimPrinzipvonImpedanzundnichtvonWiderstandsprechen.BeiNetzfre-quenzenistjedochdieohmscheKomponenteinderRegelvielgrößeralsdieBlindkomponente,sodassdieBegriffeImpedanzundWiderstandpraktischaustauschbarsind.
Funktionsweise von Erdungswiderstandsprüf-geräten
ErdungswiderstandsprüfgeräteliegeninzweiArtenvor:Als3-und4-poligeErdungsprüfgeräteundStromzangen-Erdungsprüf-geräte(sieheAbbildung3).BeibeidenTypenwirdeineSpan-nungamErderangelegtundderresultierendeStromgemessen.
Beieinem3-oder4-poligenErdungsprüfgerätsindStrom-quelleundSpannungsmessgerätineinemGehäusekombiniert.EswerdenmehrereErdungsspießeverwendet.ErdungsprüfgerätehabenfolgendeEigenschaften:• WechselprüfstromDerErdbo-
denleitetGleichstromeherschlecht.
•DiePrüffrequenzliegtinderNähederNetzfrequenzundderenOberwellen,istdavonjedochdeutlichunterscheid-
bar.Hierdurchwirdverhindert,dassdieMessungdesErdungs-widerstandsdurchStreuströmegestörtwird.
• SeparateSpeise-undMessleitungenzurKompensationdergroßenLeitungslän-gen.
• EingangsfilterzurTrennungdesPrüf-signalsvonFremdsig-nalen.Stromzangen-Erdungs-
prüfgeräteähnelneinerStrommesszange.Sie
unterscheidensichjedochdarin,dasssieübereinenSpeisewand-lerundeinenMesswandlerverfü-gen.DerSpeisewandlerlegteineSpannungandenzuprüfendenStromkreis,undderMesswandlermisstdenresultierendenStrom.DasStromzangen-Erdungspruf-gerätverwendeteinehochent-wickelteFiltertechnik,umdaseigeneSignalvonFremdsignalenzutrennen.
Sicherheit bei Erdungsprüfungen
VerwendenSiebeimHerstellenderVerbindungenimmerisolie-rendeElektriker-Handschuhe,eineSchutzbrilleundweiteregeeignetepersönlicheSchutzausrüstung.Ausdennachfolgendangege-benenGründenistesnichtsicher,anzunehmen,dasseinErderkeineSpannungoderkeinenStromführt.
UmaneinemErdereinegrund-legendeErdungsprüfung(Span-nungsfallverfahren)durchzuführen,muss der Erder vom Gebäude getrennt werden.Neue,selek-tiveVerfahrenermöglicheneinegenauePrüfungohneTrennungdesErders.Siehe„SelektiveMessungen“.EinErdungsfehlerinderAnlagekannbewirken,dasseinerheblicherStromdurchdenErdungsleiterfließt.
BevorSieeineWiderstands-prüfungdurchführen,solltenSieetwaigeStrömemiteinerStrom-messzangemessen.
Achtung:betriebsstromführendeErderkönnenbeimÖffnendasvollePotenzialderNetzspannungannehmen,daheristäußersteVorsichtgeboten!Beispiel:BeiEisenbahnanlagenkönnendies15.000VoltderOberleitung
sein.BeiauftretendenStrömenimErderdaherunbedingtderenHerkunftprüfen.WennSieeinenErdervoneinerelektrischenAnlagetrennenmüssen,solltenSiedieseMaßnahmewährendeinerWartungsabschaltungdurchführen,wennSiedieAnlagespannungslosmachenkönnen.
AndernfallssolltenSiewährendderPrüfungvorübergehendeinenHilfserderandieelektrischeAnlageanschließen.
BeiBlitzgefahrdarfderErderkeinesfallsabgeklemmtwerden.
DurcheinenErdungsfehlerimnäherenUmkreiskannimErdreicheinSpannungsanstiegauftreten.DieUrsachedesErdungsfehlersliegtmöglicherweisegarnichtinderüberprüftenAnlage,kannabereineSpannungzwischendenPrüfelektrodenbewirken.DieskanninderNähevonUmspann-werkenoderFernleitungendesEnergieversorgungsunternehmens,woerheblicheErdströmeauftretenkönnen,besondersgefährlichsein.
ErdungswiderstandsprüfgeräteverwendenweitaushöhereStrömealsherkömmlicheMultimeter.SiekönnenAusgangsströmevonbis
zu250mAliefern.VergewissernSiesich,dasssichalleimPrüffeldanwesendenPersonendarüberbewusstsind,undwarnenSiesiedavor,diePrüfsondenbeiakti-viertemGerätzuberühren.
Abbildung2:ErderwerdenvonEinflussbereichenumgeben
2FlukeCorporationÜberprüfenderErdungsimpedanzenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäuden
Abbildung3
I
V
EP2 C2
Source
Measure
Measure
ErderP2Sonde
Hilfserder
Gemessener Widerstand
Abstand P2 von E
E
gültiger Widerstand
Abbildung4:SchaltbildfürdasSpannungsfallverfahren
Abbildung5:EinegrafischeDarstellungdergemessenenWiderstandenüberdiePositiondesPotentialspießesermöglichtdieAblesungderErdungswiderstand
Quelle
Erder
Erder
Abbildung4stelltdiesschema-tischdarundAbbildung5zeigtdiedreiVerbindungen,wiesiebeieinemtypischenErdungsprüf-geräthergestelltwerdenmüssen.DasErdungsprüfgerätspeisteinenWechselstromindasErdreichzwischendemzuprüfendenErder(E/C1)unddemHilfserder(H/C2)ein.DasErdungsprüfgerätmisstdenSpannungsfallzwischenderSondeS/P2undE.Dannberech-netesnachdemohmschenGesetzdenWiderstandzwischenS/P2undE.ZurDurchführungderPrüfungmussderHilfserderH/C2ineinigemAbstandvondemzuprüfendenErdergesetztwerden.WährenddiePositionvonH/C2beibehaltenwird,mussdiePosi-tionderSondeS/P2entlangderVerbindungsliniezwischenEundH/C2geändertwerden,umdenWiderstandlängsdiesesWegeszumessen.DerkomplizierteTeilistdieBestimmungderBohrpositionenfürdieSpießeumfürdenWiderstandzwischendemErderunddemErdreicheinenrichtigenMesswertzuerhalten.AnwelchemPunktträgtderdenErderumgebendeBodennichtmehrzumWiderstandswertbei,sondernhatdengesuchtenErdwiderstand?BeachtenSie,dassderWiderstandzwischendemErderunddenSpießennichtdaseigentlicheZielderPrüfungist.WirmöchtendenWiderstandmessen,deneinindasErdreichabfließenderFehlerstromüber-windenmüsste.DieStromsondegenerierteineSpannungzwischensichselbstunddemzuprüfendenErder.InderNähedesErdersistdieSpan-nungniedrig.DerSpannungswertwirdnull,wennderSpießP2undderErderdirektenKontakthaben.InderNähedesErdersbefindetsichdiePotentialsondeimEinflussbereichdesErders.InderNähederStromsondehatdieSpannungbeinahedenWertderAusgangsspannungdesPrüfge-räts.DochirgendwodazwischenpassiertetwasInteressantes.WennwirdenEinflussbereichdesErdersverlassen,bewirktderPrüfstromkeinesignifikantenPotentialänderungenmehr.WennSieeineReihevonMessungengrafischfesthalten,beidenenSiedenPotentialspießvondemzuprüfendenErderwegundzumStromspießhineinsetzen,
Überprüfen des Verbin-dungswiderstands bis zum Erder
BeginnenSievordemPrüfendesErders,dessenVerbindungzumFundamenterderzuüberprüfen.DiemeistenPrüfgerätekönnen2-poligePrüfungenundNiede-rohmmessungendurchführenundeignensichidealfürdieseAufgabe.Wertevonunter1OhmsolltenSieerreichen:• amPotentialausgleichsleiter,• zwischendemPotential-
ausgleichsleiterunddemErderanschluss,
• zwischenderErderleitungunddemErder,
• anallenanderenVerbindungenzwischendemPotentialaus-gleichsleiterunddemErder.
Das Spannungs-fallverfahren
DasSpannungsfallverfahrenistdas„traditionelle“VerfahrenzurPrüfungdesErderwiderstands.InseinergrundlegendenFormfunktioniertesgutbeiSystemenmiteinemoderzweiTiefenerdern.IndiesemArtikelwirdauchdasSteigungsverfahrenbeschriebenwerden,mitdessenHilfegenaueErgebnissefürgrößereSystemeerzieltwerdenkönnen.
Zubeachten:FürdiesesVerfahrenmussderErdervomelektrischenNetzdesGebäudesgetrenntwerden.
FunktionsweiseBeimSpannungsfallverfahrenwerdendreiErdungsverbin-dungenanverschiedenenOrtenhergestellt.DaherauchderName„3-poligesVerfahren“.FürpräziseMessungenundniedrigeWider-standekannaucheinvierterPolverwendetwerden,dochfürdieersteErörterungsollennurdreiPolebetrachtetwerden.DieVerbindungenwerdenherge-stelltmit:• E/C1–demzuprüfendenErder• derSondeS/P2–einemSpieß
zurMessungderSpannung(desPotentials),derineinigerEntfernungvomErderindenBodengebohrtwird.ErwirdmanchmalauchalsPotential-Hilfserderbezeichnet.
• H/C2–demHilfserder,derinnochgrößererEntfernungindenBodengebohrtwird.
ÜberprüfenderErdungswiderstandenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäudenFlukeCorporation3
Tabelle 1: Ungefährer Abstand zu den Hilfsspieße gemäß 62%-Regel (in Meter)Tiefedeszuprüfenden
Erders(E)AbstandzwischenE
undSonde(S/P2)AbstandzwischenEundHilfserder(H/C2)
2 15 25
3 19 30
6 25 40
9 31 50
Tabelle 2: Ungefährer Abstand zu den Hilfsspießen für Erderfelder (in Meter)
GrößterAbstandDiagonale,DurchmesseroderSeitenliniedeszu
prüfendenErderfelds(E)
AbstandzwischenEundSonde(S/P2)
AbstandzwischenEundHilfserder(H/C2)
20 30 50
25 50 80
30 70 100
50 100 170
70 130 200
Hinweise zur Messung• Halten Sie ein hochwer-
tiges, langes Bandmaß bereit.
• Um den horizontalen Teil der Kurve ermitteln zu können, sind mindestens 5, jedoch eher 7 oder 9 Messungen erforderlich.
• Es ist ratsam, drei Widerstandmessungen mit dem Spieß P2 bei 20%, 40% und 60% des Abstands zwischen E und C2 vorzunehmen. Auf diese Weise können Sie das Steigungsverfahren anwenden.
• Wenn Sie einen sehr hohen Messwert oder eine Bereichsüber-schreitung feststellen, gießen Sie etwas Wasser um die Prüfspieße, um deren Erdkontakt zu verbessern. Das ist keine Verfälschung, da wir nicht den Widerstand der Spieße sondern den Widerstand des Erders messen möchten.
• Halten Sie die Potential- und Stromleitungen getrennt, um eine Signalübertragung zwischen den beiden Leitungen zu vermeiden.
• Bei einem Neubau können Sie wiederholte Messungen vornehmen.Der Widerstand kann mit dem Absinken des Erdreichs abnehmen.
werdenSieeineVerflachungderKurvefeststellen.EineidealeKurveistinAbbildung5gezeigt(siehevorherigeSeite).Am flachsten Teil der Kurve kann der Erdwiderstand abgelesen werden.
InWirklichkeitwirddieKurvenievölligflach,abersieerreichteinesehrgeringeSteigung,beiderdieWiderstandsänderungensehrgeringsind.
DasAusmaßdesEinflussbereichsdesErdersistvondessenTiefeundFlächeabhängig.BeilängerenErdernmussderStromspießingrößererEntfernungeingesetztwerden(sieheTabelle1).BeigroßenErdungsringen,-netzenoder-feldernkannderenEinfluss-bereichDutzendevonMeternmessen.Tabelle2schlägtStart-positionenfürdiePlatzierungvonStrom-undPotentialspießvor.
AufgrunddermöglichenWech-selwirkungzwischenErdungs-ringen,-netzenoder-feldernunddenMessspießesolltenSiekeineKompromisseeingehen–stellenSiedenSpannungsfallgrafischdar,umsicherzustellen,dassSieeingenauesErgebniserhalten.
BeiderPrüfungeinesverbunde-nenFeldesausmehrerenEinzeler-dernistderGesamtwiderstanddesFeldesniedrigeralsderniedrigsteMesswertfüreinenEinzelerder.HabenSiebeispielsweisezwei2,5-m-TiefenerderineinemAbstandvonmehrals2,5meingebracht,könnenSiesichersein,dassderenGesamtwiderstanderheblichnied-rigeralsderEinzelwiderstandist.
Die3-poligeMessungliefertbrauchbareErgebnisse,wennSie
fürdenErderC1einekurzeLeitungverwenden,oderwennSieeineleichteVerfälschungdurchdenLeitungswiderstandinHöhevonBruchteileneinesOhmsinKaufnehmen.BeiderMessungvonErdungswiderständenüber10OhmistderEinflussdesLeitungswider-standsvonC1gering.DochfürsehrpräziseMessungen,insbesonderebeiniedrigenWiderstandwerten,ermöglichtesein4-poligesPrüfge-rät,durchHinzufügeneinerviertenLeitung,denEinflussderLeitungzumErderC1zueliminieren.DurcheineseparatePotentialleitung(P1),diezumzuprüfendenErderC1geführtwird,kannderSpannungs-fallentlangderLeitungzuC1beiderMessungkompensiertwerden.
Die 62%-RegelWenndiePrüfungdiefolgenden
Kriterienerfüllt,könnenSieeineVereinfachunganwenden:• Sieprüfeneineneinfachen
Tiefenerder(keinegroßeNetzeoderFelder).
• SiekönnendenStromspießC2ineinemAbstandvonmindestens30mvondemzuprüfendenErderplatzieren.
• DieBodenzusammensetzungisteinheitlich.
UnterdiesenUmständenkönnenSiedenStromspießineinemAbstandvonmindestens30mvondemzuprüfendenErderplatzieren.
4FlukeCorporationÜberprüfenderErdungswiderstandenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäuden
Distance From Electrode Under Test
Fall-of-Potential Plot
P2 Distance from Electrode Under Test (meters)
R (O
hms)
Resistance
(m) (m) (ohms)
100100100100100100100100100
102030405060708090
15 30 45 60 75 90
d
62 % d
EP2 C2
ElectrodeUnder test
PotentialSpike
CurrentSpike
Abbildung7:DieErdungswiderstandkannausdieserKurvemithilfedesSteigungsverfahrensabgelesenwerden
PlatzierenSiedenPotentialspießP2beica.62%desAbstandszwischendemStromspießunddemzuprüfendenErder,undnehmenSieeineMessungvor.NehmenSiezurÜberprüfungzweiweitereMessungenvor:einemitderPotentialsondeum6mnäherandemzuprüfendenErderundeinemitderPotentialsondeum6mweiterentfernt(sieheAbbil-dung6).WennSiesichimflachenAbschnittderSpannungsfallkurvebefinden,solltendieMesswerteungefähridentischsein,undSiekönnendenerstenMesswertalsdengesuchtenWiderstandnotieren.
Das SteigungsverfahrenBeigroßenErdernoderErdungs-systemensindbesondereGesichtspunktezuberücksich-tigen.WennSiedieWider-standsmesswertefürneunverschiedenePositionenderSondeP2graphischdargestellthaben,undsichkeinedeutlicheAbflachungdesGraphenerkennenlässt,kanndasSteigungsverfahren(auch„TaggSlope-Verfahren“genannt)helfen,dieErdungswiderstandzuermit-teln.Abbildung7zeigteinBeispieleinesDatensatzes,ausdemkeinedeutlicheAbflachunghervorgeht.
DieseKurveistcharakteristischfürPrüfungen,beidenensichdieStrom-undPotentialsondennichtaußerhalbdesEinflussbereichsdesprüfendenErdersbefinden.FüreineKurvedieserArtkannesvieleUrsachengeben:• BeiErdungssystemen,die
großeFlächenabdecken,kannesschwierigsein,dieSpießeinausreichenderEntfernungzuplatzieren.
• MöglicherweisekannderSpießC1nichtamMittelpunktdesErdersplatziertwerden.
• DerzurPlatzierungderSpießeverfügbareBereichkannbegrenztsein.
WennSiezuden20%-,40%-und60%-PunktenzwischenEundC2Widerstandsmesswertevorliegenhaben,könnenSiedasVerfahrensofortanwenden.BerechnenSiedieSteigung(μ)ausdreiWiderstandsmessungenbei20%,40%und60%desAbstandszwischendemzuprüfendenErderunddemStrom-spießC2.
SehenSiedanninderTabelleaufderRückseitediesesAnwen-dungsberichtsnach,undlesenSiedasVerhältnisP2/C2zudemberechnetenSteigungswertμab.
DieserWertbeschreibt,anwelcherStelledesGraphenSiedenErdungswiderstandablesenkönnen.FürdieBeispieldatenausAbbildung7:
WennwirinderTabelleunterμ=0,71nachsehen,hatderentsprechendeP2/C2-ProzentsatzdenWert59,6%.DerungefähreErdungswiderstandmussdemnachbei(59,6%x100m),d.h.bei59,6mabgelesenwerden.DieserWertliegtsehrnahezuunserem60%-Punktbei60m,zudemwir6,8Ohmablesen.Mannkanndaherannehmen,dassderErdungs-widerstanddeszuprüfendenErdersca.6,8Ohmbeträgt.
Das selektive Verfahren
DasselektiveVerfahrenisteineVariantedesSpannungsfallver-fahrens,diebeihochentwickeltenErdungsprüfgerätenwiedemFluke1623/1625zurVerfügungsteht.PrüfgerätemitdieserFunktionkönnendenErdungs-widerstandeinesbestimmtenErdersmessen,ohnediesenvoneinemErderfeldoderdemFunda-menterdereinesGebäudeszutrennen.Siemüssendahernicht
Abbildung6:Spießpositionenfürdie62%-Regel.
(R60%–R40%)(R40%–R20%)
μ=
(6.8–5.8)(5.8–4.4)
μ= =0.71
ÜberprüfenderErdungswiderstandenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäudenFlukeCorporation5
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
Überprüfen der Erdungswiderstande bei gewerblichen, industriellen und privat genutzten Gebäuden
Die meisten Gebäude verfügen über geerdete elektrische Anlagen, sodass der Strom bei Blitzeinschlag oder Überspannungen im Versorgungsnetz einen sicheren Erdungspfad findet. Ein Erder stellt den Kontakt zwischen der elektrischen Anlage und dem Erdboden her. Um eine zuverlässige Erdung zu gewährleisten, werden in elektrischen Vorschriften, technischen Normen und nationalen Normen häufig Höchstwerte für den Widerstand des Erders angegeben. Die BGV schreibt für Anlagen mit durchschnittlichen Betriebszeitan-forderungen regelmäßig eine Überprüfung des Erders vor. Dieser Anwendungsbericht erläutert eingehend die Grundprinzipien von Erdung und die Sicherheitsaspekte und beschreibt anschließend die grundsätzlichen Prüfverfahren: 3- und 4-poliges Spannungs-fallverfahren, selektive Prüfung, spießlose Prüfung und 2-polige Prüfung.
Wozu Erden?
DieVDEnenntzweiHauptgründefürdasErdeneinerAnlage.• StabilisierungderSpannung
gegenüberdemErdpotentialwährenddesnormalenBetriebs.
• BegrenzendesSpannungs-anstiegsbeiErdschluss,Blitz-schlag,ÜberspannungenoderunbeabsichtigtemKontaktmitLeitungen,diehöhereSpannun-genführen.
DerStromsuchtimmerdenWegdesgeringstenWiderstandszurückzuseinerQuelle,seidieseeinUmspanntransformatordesEnergieversorgungsunternehmens,einanlageneigenerTransformatorodereinGenerator.BlitzströmehingegenfindenimmerdenWegzurErde.
BeieinemBlitzeinschlagindasStromnetzoderinderNähe
einesGebäudeshilfteinErdermitniedrigenWiderstand,dieEnergieindasErdreichabzuleiten.DieErdungs-undAnschlusssystemeverbindendenErdbodeninderNäheeinesGebäudesmitderelektrischenAnlageunddemFundamenterderdesGebäudes.BeieinemBlitzeinschlagbefin-detsichdiegesamteAnlageaufeinemfasteinheitlichenPotential.DurcheinegeringePotentialdif-ferenzkönnenSchädenminimiertwerden.
FallseinMittelspannungsnetz(über1kV)inKontaktmiteinemNiederspannungsnetzkommt,könntediesfürdienahegele-genenAnlageneinebedrohlicheÜberspannungzurFolgehaben.
EinErdermitniedrigenWider-standhilft,denSpannungsanstieganderAnlagezubegrenzen.EinniedrigerErdwiderstand
kannaucheinenRückwegfürÜberspannungenausdemStromnetzliefern.Abbildung1zeigteineinfachesErdungssystemfüreingewerblichesGebäude.
Widerstand des Erders
DerWiderstanddesErdershängtvonzweiFaktorenab:demspezifischenWider-standdesErdbodensundderKonstruktiondesErders.
DerspezifischeWiderstandisteineMaterialeigenschaft,diedieLeitfähigkeitfürelektrischenStromdefiniert.
Abbildung1:EinErdungssystemmitFundament-undTiefenerder
Anwendungsbericht
DerspezifischeWiderstanddesErdbodensistschwieriganzugeben,weiler:• vonderBodenzusammenset-
zungabhängt(z.B.Lehm,KiesundSand),
• jenachMaterialmischungauchübergeringeDistanzenvariie-renkann,
• vomMineralgehaltabhängt(d.h.Salze),
• vonderBodenverdichtungab-hängt,diesichdurchSetzenauchimLaufederZeitändernkann,
• sichmitderTemperaturundBefrostung(unddamitderJahreszeit)ändert(mitsinken-derTemperatursteigt).
• durchimBodenbefindlicheMetallteile,wieTanks,Rohre,Baustahlusw.beeinflusstwerdenkann,
• sichmitderBodentiefeändert.DaderspezifischeWiderstand
mitzunehmenderBodentiefemeistabnimmt,werdendieErderzurVerringerungderErdungswider-standmöglichsttiefverlegt.DurchVerwendungeinesFeldesausmehrerenErderneinesLeiterringsodereinesSystemskanndiewirk-sameFlächeeinesErderserhöhtunddamitebenfallsderErdungs-widerstandverringertwerden.BeimehrerenErdernsolltendieAbständegrößeralsderenjewei-liger„Einflussbereich“sein(sieheAbbildung2).AlsFaustregelgilt:dieAbständegrößerhaltenalsdieLängederElemente.EinBeispiel:BeiTiefenerdernmit2,5mLängesolltederAbstandzwischendeneinzelnenErdernmehrals2,5mbetragen,umeinemaximaleWirkungzuerzielen.
C2H
P2
P1
C1
S
E
ext
START
DISPLAY
CHANGE
OFF 3RA R4
2
SELECT
pole polepole
GroundResistance 300kΩ
AC Resistance300kΩ
SATURN GEO
NORMA Earth / Ground Tester
C2H
P2
P1
C1
S
E
ext
START
DISPLAY
CHANGE
OFF 3RA R4
2
SELECT
pole polepole
GroundResistance 300kΩ
AC Resistance300kΩ
SATURN GEO
NORMA Earth / Ground Tester
Probe Aux earth electrode
Electrodeunder test
More than 65 ft More than 65 ft
GroundingElectrodeConductor
>10 cmU
I
Voltage
Current
Equivalent Circuit
ACVoltage Source
Rn-1Rx R1 R2 R3RnR2R1Rx Rn-1
U
I
Abbildung10:AnschließendesSaturnGEOXfüreinespießloseMessung
Abbildung9:AnschlüssefürdieselektiveErdungswiderstandsmessung
Probe Aux earth electrode
Electrodeunder test
More than 65 ft More than 65 ft
Source
Measure
Measure
aufeineAbschaltungwarten,umdiePrüfungvorzunehmen,undnichtdieRisikeneingehen,diemitderTrennungdesErdersvoneinerspannungsführendenAnlageeinhergehenwürden.FürdiePlatzierungvonStrom-undPotentialspießgeltendieselbenRegelnwiefürdasSpannungs-fallverfahren.WenndieBedin-gungenfürdie62%-Regelerfülltsind(siehevorherigeSeite),kanndieAnzahlderMessungenreduziertwerden.Andernfallsistesratsam,denSpannungsfallvollständiggraphischdarzu-stellen.WenndieKurvekeineAbflachungzeigt,könnenSiedasSteigungsverfahrenanwenden.
SowohlfürdasSpannungs-fallverfahrenalsauchfürdasselektiveVerfahrenwerdenErdspießeverwendet,umStromeinzuspeisenunddenSpan-nungsfallzumessen.DergroßeUnterschiedbeiderselektivenPrüfungist,dassderPrüfstromindemzuprüfendenErdergemessenwerdenkann.DerNeutralleiter,derFundamenterderunddieErdungselektrodesind
miteinanderverbundenundgeer-det.WennSieindiesesSystemausparallelenErdverbindungeneinenStromeinspeisen,teiltsichdieserauf.
BeieinerherkömmlichenSpannungsfallprüfungwissenSienicht,welcherStromzwischeneinerbestimmtenErdungselekt-rodeundderSondeC2fließt.BeiderselektivenPrüfungwirdeineintegriertehochempfindlicheStromzangeverwendet,umdenPrüfstromindemzuprüfendenErdergenauzumessen.Abbil-dung8zeigt,wiederStrom-wandlerindenPrüfstromkreiseingefügtwird.DasselektiveErdungsprüfgerätfiltertdenStrommesswertdigital,umdenEinflussvonStreuströmenzuminimieren.DaesdenStromindemzuprüfendenErdermessenkann,wirddieseElektrodepraktischisoliertundkannohneTrennungvonderAnlageodervonanderenErderngeprüftwerden.
Spießloses Verfahren oder Stromzangenverfah-
ren (Erdschleifen-messung)
DasspießloseVerfahrenoderStromzangenver-fahrenermöglichtdieMessungdesWiderstandseinerReihenschaltungvonErdern.DiePrüfungisteinfachundkannaneinemErderdurchgeführtwerden.
ZurDurchführungderMessungverwendetdasPrüfgeräteinenspeziellenWandler,deramErdungs-
leitereineSpannungmiteinerspezifischenPrüffrequenzerzeugt.EinzweiterWandlerkanndiePrüffrequenzherausfilternunddenresultierendenStromdurchdenStromkreismessen.
DieseMethodewirdbeieini-genSpannungsfall-Prüfgerätenverwendet(wiedemFluke1625oderdemFluke1623)sowiebeiPrüfgerätenmiteinzelnerStrom-zange,wiedemFlukeGEO30.Abbildung10zeigtdenAnschlussderSpeise-undMessstromzangendesFluke1625.
Abbildung9zeigtdasErsatz-schaltbilddesPrüfstromkreisesfürdasspießloseVerfahren.WennSieeinenErdereinesGebäudesmitdiesemVerfahrenprüfen,prüfenSieeigentlicheinenStromkreismitfolgendenKomponenten:• ZuprüfenderErder• AnschlussfahnedesErders• Potentialausgleichsleiter• EinenTeildesNeutralleitersdes
Energieversorgungsunterneh-mens(VNB)
• EinenTeildesPotentialaus-gleichsleiter
• ErdleitungdesVNB(zwischendenMasten)
• MasterderdesVNBDabeidiesemVerfahrendas
öffentlicheStromnetzeinenTeildesSchaltkreisesbildet,kannsienurnacherfolgtemAnschlussamöffentlichenStromnetzangewen-detwerden.BeidiesemVerfahrenwirdmitderStromzangedieInte-gritätderelektrischenVerbindungallerobigenKomponentengeprüft.EinungewöhnlichhoherMesswertoderdieAnzeigeeinerStromkreis-unterbrechungamPrüfgerätweistaufeineschlechteVerbindungvonzweiodermehrdervorgenanntenAbbildung8:AnschlüssefürdieselektiveErdermessung
6FlukeCorporationÜberprüfenderErdungswiderstandenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäuden
C2H
P2
P1
C1
S
E
ext
START
DISPLAY
CHANGE
OFF 3RA R4
2
SELECT
pole polepole
GroundResistance 300kΩ
AC Resistance300kΩ
SATURN GEO
NORMA Earth / Ground Tester
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
OFF O
N
C2H
P2
P1
C1
S
E
ext
START
DISPLAY
CHANGE
OFF 3RA R4
2
SELECT
pole polepole
GroundResistance 300kΩ
AC Resistance300kΩ
SATURN GEO
NORMA Earth / Ground Tester
ElectrodeUnder test
Source
Measure
Current Paths
Abbildung11:PrüfstrompfadebeimspießlosenVerfahren
Source
Measure
Current Paths
wichtigenKomponentenhin.FürdiesesVerfahrenistparallel
zudemzuprüfendenErdereinPfadmitniedrigemWiderstanderforderlich.BeidenmeistenAnlagenistderErderzudenzahl-reichenErderndesVNBparallelgeschaltet.BeidiesenErdernkannessichumTiefenerder,PlattenerderoderumunisolierteNeutralleiterhandeln.DieErderdesVNBhabeninderRegeleinensehrniedrigenGesamtswiderstand.
AlsBeispielsollen40Tiefenerdermitjeweilsca.20OhmundeineVerbindungdieserErderdurcheinenErdungsleiterniedrigenWiderstandsangenommenwerden.DerErsatzwiderstandder40parallelgeschaltetenErderbeträgt:
DaeinhalbesOhmgegenüberdemWiderstand,denwirvonunseremzuprüfendenErdererwarten,sehrwenigist,könnenwirannehmen,dassdergrößteTeildesgemessenenWiderstandsdurchdenErdungswiderstanddeszuprüfendenErdersentsteht.
DiesesVerfahrenbirgtjedochmöglicheFallen:• WennSieimSystemam
falschenOrtmessen,messenSiemöglicherweisedenWider-standeinerLeiterschleife,diesichbeispielsweiseauseinemErdungsringodereinerBlitz-schutzerdungsanlageergibt.AnstelledeszumessendenErdungswiderstandswirddannderunerwartetniedrigeWider-standswertderLeiterschleifeangezeigt.
• NiedrigeWiderstandswertekönnensichauchdurchdieWechselwirkungzweierengbenachbarter,verbundenerErderergeben,z.B.beiimBodenbefindlichenLeitungs-oderWasserrohrenusw.
• DieQualitätderMessungistvondemVorhandenseinparallelerPfadeabhängig.WirdeinGebäudeausschließlichvoneinemGeneratoroderTrans-formatorversorgt,dernurübereineneinzelnenErderverfügt,trifftdieAnnahmemehrererPfadenichtzu,unddieMessungzeigtdieSummedesErdungs-widerstandsbeiderErderan.DertatsächlicheErdungswider-standkanndannmitdiesemVerfahrennichtgemessenwerden.
• EinProblembeimErdungs-systemdesEnergieversor-gungsunternehmenskanndieMesswertebeinträchtigen.
WennSieMesswerteunter1Ohmerhalten,solltenSiedenAufbauinderRegelnochmalsüberprüfen,umsicherzustellen,dassSieanstelledesErdungswi-derstandsnichteineLeiterschleifemessen.
2-poliges VerfahrenBeim2-poligenVerfahrenwirdein„Hilfserder“verwendet,wiez.B.einWasserrohr.Abbildung12zeigtdenAnschlussplan.DasPrüfgerätmisstdieSummeausdemErdungswiderstanddeszuprüfendenErders,demErdungs-widerstanddesHilfserdersunddemWiderstandderMessleitungen.Eswirdangenom-men,dassderErdungswiderstanddesHilfserderssehrniedrigist.DiestrifftbeiMetallrohrenohne
KunststoffsegmenteoderisolierteVerbindungsstückevermutlichzu.DerEinflussderMessleitungenkanndurchMessungbeikurzge-schlossenenMessleitungenundSubtrahierendiesesMesswertsvomEndergebniseliminiertwerden.Auchwenndas2-poligeVerfahrenpraktischist,mussdabeisehrsorgfältigvorgegangenwerden:EinWasserrohrkannElementeausPVCenthalten,diedenMesswerterheblicherhöhenkönnen.IndiesemFallwürdedas2-polige
VerfahreneinenübermäßighohenMesswertergeben.DerHilfserderbefindetsichmöglicherweisenichtaußerhalbdesEinflussbereichsdeszuprüfendenErders.IndiesemFallkannderMesswertniedrigeralsdertatsächlicheWertsein.AufgrundderunbekanntenEinflussgrößenbeidiesemVerfahrenistesnurzuempfehlen,wenndasErdungssystemundderHilfserderbekanntsind.
Abbildung12:ErsatzschaltbildfürdieZweipunktmessung
140x1/20Ω
Req= =1/2Ω
ÜberprüfenderErdungswiderstandenbeigewerblichen,industriellenundprivatgenutztenGebäudenFlukeCorporation7
Zusammenfassung der Prüfverfahren für Erdungswiderstände
Vorteile NachteileSpannungsfallverfahren • Weithinanerkannt
• WennSiediecharakteristischeKurvesehen,wissenSie,dassdieMessungbrauchbarist.
• DasErdungssystemmussvonderAnlagegetrenntwerden.
• MöglicherweiseistrundumdenErdernichtgenugPlatzzumEinbringenderSpießevorhanden.
SelektivesVerfahren • DerErdermussnichtabgeklemmtwerden.
• Weithinanerkannt
• WennSiediecharakteristischeKurvesehen,wissenSie,dassdieMessungbrauchbarist.
• MöglicherweiseistrundumdenErdernichtgenugPlatzzumEinbringenderSpießevorhanden.
SpießlosesVerfahren • Einfachheit • EswirdeinParallelpfadmitnied-rigerWiderstandvorausgesetzt.
• UnterUmständenwerdensehrniedrigeWerteangezeigt,wennirrtümlicherweiseeineLeiter-schleifegemessenwird.
2-poligesVerfahren • Einfachheit • DieordnungsgemäßeFunktionderHilfserderskannnichtüberprüftwerden.
• Eskannnichtgewährleistetwerden,dassaußerhalbdesEinflussbereichsgemessenwird.
Tabelle für das Steigungsverfahren (2 Dezimalstellen)
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0.40 64.3
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