So erstellen Sie eine Erdschleife in einem Privathaus - Schaltungsberechnung und Installation

Erdungsprobleme in einem Privathaus, Schaltungsberechnungen und Systeminstallation erfordern eine obligatorische Lösung, um die Sicherheit des Wohnens zu gewährleisten. Die Erdung erfüllt ihre Funktionen nur dann in vollem Umfang, wenn die Schaltung richtig gewählt ist und alle Normen und Anforderungen eingehalten werden. Die Selbstmontage erfordert Kenntnisse über Konstruktionsprinzipien und Herstellungsregeln.

Brauche ich Erdung in einem Privathaus?

Bei der Verwendung von Elektrogeräten im Haus besteht immer die Gefahr, dass die Isolierung der Kabel beschädigt oder mit dem Gehäuse kurzgeschlossen wird. In diesem Fall führt jede Berührung der Gefahrenzone zu einem Stromschlag, der tragisch enden kann. Der Strom neigt immer zum Boden, und der menschliche Körper wird zu einem Leiter, der das beschädigte Gerät mit dem Boden verbindet.

Was bringt Erdung? Tatsächlich ist dies ein System, das den kürzesten Weg für elektrischen Strom bietet. Nach dem Gesetz der Physik wählt er den Leiter mit dem geringsten elektrischen Widerstand, und die Schaltung hat diese Eigenschaft. Fast der gesamte Strom wird zur Masseelektrode geleitet und daher fließt nur ein kleiner Teil davon durch den menschlichen Körper, was keinen Schaden anrichten kann. Somit bietet die Masseschleife elektrische Sicherheit. Aus regulatorischen Dokumenten (GOSTs, SNiP, PUE) geht hervor, dass jedes private Wohngebäude mit Wechselstromnetzen mit einer Spannung über 40 V und Wechselstromnetzen mit über 100 V ausgestattet sein muss.

Neben der Gewährleistung der Sicherheit erhöht das Erdungssystem die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Haushaltsgeräten. Es gewährleistet einen stabilen Betrieb von Anlagen, Schutz vor Überspannungen und verschiedenen Störungen im Netzwerk und reduziert die Auswirkungen externer Quellen elektromagnetischer Strahlung.

Erdung sollte nicht mit Blitzableitern (Blitzableitern) verwechselt werden. Obwohl das Funktionsprinzip ähnlich ist, erfüllen sie eine andere Aufgabe. Die Aufgabe eines Blitzableiters besteht darin, eine Blitzentladung zum Boden abzuleiten, wenn sie ein Haus trifft. In diesem Fall entsteht eine starke elektrische Ladung, die nicht in das interne Netzwerk fallen sollte, weil.kann den Draht oder das Kabel einfach schmelzen. Deshalb verläuft die Blitzableiterleitung von den Empfängern auf dem Dach entlang der Außenkontur und sollte nicht mit der erdenden, inneren Leitung kombiniert werden. Der Blitzableiter und die Erdung können einen gemeinsamen unterirdischen Stromkreis haben (falls ein Rand vorhanden ist), aber die Verkabelung muss getrennt werden.

Erdungsschemata: Welches ist besser zu tun?

Das Erdungssystem eines Privathauses hängt von der Art der Netzwerkverbindung ab. Meistens wird es nach dem TN-C-Prinzip durchgeführt. Ein solches Netz wird mit einem zweiadrigen Kabel oder einer zweiadrigen Freileitung mit einer Spannung von 220 V und einem vieradrigen Kabel oder einer vieradrigen Leitung mit 380 V bereitgestellt. Mit anderen Worten, die Phase (L) und der kombinierte Schutz-Neutralleiter (PEN) sind für das Haus geeignet. In vollwertigen, modernen Netzwerken ist der PEN-Leiter in separate Drähte unterteilt - Arbeits- oder Null- (N) und Schutzleiter (PE), und die Versorgung erfolgt über eine Dreileiter- bzw. Fünfleiterleitung. Angesichts dieser Optionen kann das Erdungsschema aus zwei Varianten bestehen.

TN-C-S-System

Sorgt für die Aufteilung des PEN-Eingangs in parallele Leiter. Dazu wird im Eingangsschrank der PEN-Leiter in 3 Busse aufgeteilt: N („Neutral“), PE („Masse“) und ein Splitterbus in 4 Anschlüsse. Außerdem können sich die Leiter N und PE nicht berühren. Die PE-Schiene wird mit dem Schrankkorpus verbunden und der N-Leiter auf Isolatoren montiert. Die Masseschleife ist mit dem Splitterbus verbunden. Zwischen dem N-Leiter und der Erdungselektrode wird eine Brücke mit einem Querschnitt von mindestens 10 mm² (für Kupfer) installiert. Bei der weiteren Verdrahtung kreuzen sich „Neutral“ und „Masse“ nicht.

Bezug! Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass dieses System nur wirksam ist, wenn ein RCD und ein Differential-Schutzschalter installiert werden.

TT-System

Bei einer solchen Schaltung ist es nicht erforderlich, die Leiter aufzuteilen, weil. Neutral- und Erdleiter sind bereits in einem geeigneten Netz getrennt. Im Schaltschrank wird einfach die richtige Verbindung hergestellt. Die Masseschleife ist mit dem (Kern-) PE-Leiter verbunden.

Die Frage, welches Erdungssystem besser ist, lässt sich nicht eindeutig beantworten. Der CT-Kreis ist einfacher zu installieren und erfordert keine zusätzlichen Schutzvorrichtungen. Die überwiegende Mehrheit der Netze arbeitet jedoch nach dem TN-C-Prinzip, was die Verwendung des TN-C-S-Schemas erzwingt. Zudem werden im Alltag häufig Elektroinstallationen mit Zweileiter-Stromversorgung verwendet. Beim Erden des Stromwandlers wird das Gehäuse solcher Geräte mit Strom versorgt, wenn die Isolierung beschädigt ist. In diesem Fall ist die TN-C-S-Erdung viel zuverlässiger.

Was ist eine Masseschleife: Definition und Gerät

Die Erdungsschleife ist ein spezielles Design aus elektrisch leitenden Materialien mit geringem elektrischem Widerstand, das eine sofortige Entladung des elektrischen Stroms zur Erde ermöglicht. Es besteht aus 2 miteinander verbundenen Teilen - dem internen und dem externen System. Ihr zuverlässiger Anschluss erfolgt in der Eingangsschalttafel.

Das Gerät des externen Teilsystems muss mit seiner Verteilung über die Fläche den Übergang des elektrischen Signals zur Erde sicherstellen. Es basiert auf mehreren im Boden vergrabenen Elektroden, die über Platten in einem Stromkreis miteinander verbunden sind. Von den Platten geht ein Bus mit ausreichendem Querschnitt ab, der in die Schalttafel eingeführt wird, wo er mit dem internen Subsystem verbunden wird. Jede Elektrode ist ein bis zu einer bestimmten Tiefe vergrabener (eingetriebener) Metallstift.

Das interne Subsystem ist die Verkabelung des Erdungskreises im ganzen Haus. Die Leiter von der Abschirmung werden zu Steckdosen, zu den Gehäusen leistungsstarker elektrischer Geräte und zu Metallleitungen (Rohren) umgeleitet. Getrennte Leiter werden zu einem gemeinsamen Bus zusammengefasst, der mit dem Bus der externen Schaltung verbunden ist.

Das Funktionsprinzip der Erdungsschleife ist recht einfach. Die elektrische Ladung, die sich in Metallelementen (Anlagengehäuse, Rohrleitungen, Armaturen usw.) im Falle einer Beschädigung der Isolierung der Leiter des elektrischen Netzwerks ansammelt oder durch externe Quellen induziert wird, strömt entlang der Drähte des internen Subsystems, die einen geringen elektrischen Widerstand haben , zum externen Subsystemschaltkreis. An den im Boden vergrabenen Elektroden "fließt" es in den Boden. Die Erde wiederum hat eine enorme Kapazität, mit der Sie solche Stromlecks frei "absorbieren" können.

Arten von Masseschleifen

Um den Strom schnell in den Boden „abzuleiten“, verteilt das externe Subsystem ihn auf mehrere Elektroden, die in einer bestimmten Reihenfolge angeordnet sind, um die Dissipationsfläche zu vergrößern. Es gibt 2 Hauptarten der Verbindung zum Stromkreis.

Dreieck - geschlossene Schleife

In diesem Fall werden 3 Stifte verwendet, die durch Streifen in einem gleichschenkligen Dreieck verbunden sind. Der Abstand zwischen den Elektroden wird nach folgendem Prinzip gewählt: Der Mindestabstand ist die Länge des unterirdischen Teils der Elektrode (Tiefe), das Maximum beträgt 2 Tiefen. Beispielsweise wird für eine Standardtiefe von 2,5 m die Seite des Dreiecks innerhalb von 2,5 bis 5 m ausgewählt.

Linear

Diese Variante besteht aus mehreren Elektroden, die in einer Linie oder im Halbkreis angeordnet sind. Eine offene Kontur wird in Fällen verwendet, in denen der Bereich des Standorts die Bildung einer geschlossenen geometrischen Figur nicht zulässt.Der Abstand zwischen den Stiften wird innerhalb von 1-1,5 Tiefe gewählt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist eine Erhöhung der Elektrodenzahl.

Diese Typen werden am häufigsten verwendet, um die Erdung eines Privathauses zu arrangieren. Grundsätzlich kann eine geschlossene Schleife in Form eines Rechtecks, Polygons oder Kreises gebildet werden, es werden jedoch mehr Stifte benötigt. Der Hauptvorteil geschlossener Systeme ist die Aufrechterhaltung des vollen Betriebs, wenn die Verbindung zwischen den Elektroden gebrochen ist.

Wichtig! Die lineare Schaltung funktioniert nach dem Prinzip einer Girlande und eine Beschädigung des Jumpers setzt einen bestimmten Abschnitt davon außer Betrieb.

Regeln und Anforderungen für die Masseschleife

Damit die Erdungsschleife effektiv funktioniert, muss sie bestimmten Regeln entsprechen:

1. Die Außenkontur sollte mindestens 1 m und höchstens 10 m vom Haus entfernt sein. Der optimale Abstand beträgt 2-4 m vom Fundament.
2. Die Tiefe der Elektroden wird innerhalb von 2-3 m gewählt, ein 20-25 cm langer Teil des Stifts verbleibt auf der Oberfläche, um ihn mit einem Streifen zu verbinden.
3. Vom Einlassschild bis zum Stromkreis wird ein Bus mit einem Querschnitt von mindestens 16 Quadratmetern verlegt. mm.
4. Die Verbindung der Elektroden untereinander erfolgt nur durch Schweißen. Im Schirm kann die Verbindung mit Bolzen erfolgen.
5. Der Gesamtsystemwiderstand darf 4 Ohm bei 380 V und 8 Ohm bei 220 V nicht überschreiten.

Die externe Masseschleife befindet sich im Erdreich, was erhöhte Anforderungen an ihre Auslegung mit sich bringt. Es sollte unter dem Gefrierpunkt des Bodens liegen, weil. Anschwellen des Bodens drückt die Elektroden heraus. Während des Betriebs darf Korrosion das Metall nicht zerstören und seinen elektrischen Widerstand übermäßig erhöhen. Die Stärke der Stangen sollte es ermöglichen, sie in festen Boden zu treiben.

Berechnung der Erdung für ein Privathaus: Formeln und Beispiele

Erdungsberechnungen für ein Privathaus basieren auf den Formeln zur Berechnung des Widerstands gegen Stromausbreitung für Elektroden. Beispiele werden unten gezeigt.

Bodenwiderstand

Bei einem einzelnen Stab gilt die Formel:

wobei ρ equiv der äquivalente spezifische Widerstand eines einschichtigen Bodens ist (ausgewählt gemäß Tabelle 1 für einen bestimmten Boden);

• L ist die Länge der Elektrode (m);
• d ist der Elektrodendurchmesser (m);
• T ist der Abstand von der Mitte der Elektrode zur Erdungsoberfläche (m).

Tabelle 1

Abmessungen und Abstände für Erdungselektroden

Die Anzahl der Elektroden im Stromkreis kann anhand der Formel berechnet werden, wobei:

Rн - der maximal zulässige Gesamtwiderstand des Stromkreises (für ein Netzwerk von 127-220 V - 60 Ohm, für 380 V - 15 Ohm), Ψ - Klimakoeffizient (bestimmt gemäß Tabelle 2).

Tabelle 2

Die Abmessungen der Elektroden werden unter Berücksichtigung realer Bedingungen und Empfehlungen ausgewählt:

• Rohr - Mindestwandstärke 3 mm, Durchmesser - je nach Vorhandensein von Material;
• Stahlstange - Durchmesser nicht weniger als 14 mm;
• Ecke - Wandstärke 4 mm, Größe - je nach Vorhandensein von Material;
• Streifen zum Verbinden von Elektroden - Breite - nicht weniger als 10 mm, Dicke - mehr als 3 mm.

Die Eindringtiefe (die Länge der Elektroden) wird aus der Bedingung ausgewählt - mindestens 15-20 cm unter dem Gefrierpunkt. Die Mindestlänge beträgt 1,5 m. Der Abstand der Stifte beträgt 1-2 Elektrodenlängen, der Mindestabstand 2 m.

Wir entwickeln ein Schema

Die Arbeiten zur Erdung eines Privathauses beginnen mit der Entwicklung einer Erdschleifenschaltung. Am beliebtesten ist ein geschlossenes System in Form eines Dreiecks. Drei Elektroden bilden seine Scheitel, und die restlichen Stäbe sind in seine Seiten zwischen den Scheiteln gegraben. Wenn der Bereich in der Nähe des Hauses den Bau eines solchen Stromkreises nicht zulässt, werden die Elektroden in einer Linie, in einem Halbkreis oder in einer „Welle“ installiert. Es ist zu beachten, dass die Effizienz der dreieckigen Anordnung viel höher ist.

Materialien für die Masseschleife

Die Masseschleife muss eine hohe mechanische Festigkeit, einen geringen elektrischen Widerstand und die Möglichkeit einer zuverlässigen Verbindung aufweisen. Darüber hinaus spielen die Kosten eine wichtige Rolle bei der Materialauswahl.

Parameter und Materialien der Stifte

Elektroden oder Stifte werden üblicherweise aus einem Stahlprofil hergestellt. Dieses Material lockt mit der Möglichkeit, die Stäbe durch einfaches Eintreiben zu vertiefen. Gleichzeitig erfüllt sein elektrischer Widerstand bei ausreichendem Querschnitt die Anforderungen voll und ganz. Stifte können aus folgenden Materialien hergestellt werden:

1. Bar. Die gebräuchlichste Option ist eine Stange mit einem Durchmesser von 16-18 mm. Es wird nicht empfohlen, Armaturen zu verwenden, weil. es wird erhitzt, was zu einer Erhöhung des spezifischen Widerstands führt. Außerdem führt die geriffelte Oberfläche zu einer irrationalen Nutzung des Stangenabschnitts.
2. Ecke. Die am häufigsten verwendete Ecke hat eine Größe von 50x50 mm mit einer Wandstärke von 4-5 mm. Der untere Teil ist zum leichteren Verstopfen spitz zulaufend.
3. Rohre mit einem Durchmesser von mehr als 50 mm mit einer Wandstärke von 4-5 mm. Für harte Böden und Regionen mit häufiger Dürre empfehlen sich dickwandige Rohre. In den unteren Teil eines solchen Stifts werden Löcher gebohrt.Wenn der Boden austrocknet, wird Salzwasser in das Rohr gegossen, was die Streufähigkeit des Bodens erhöht.

Was macht man eine Metallbindung?

In den Boden gehämmerte Elektroden sind durch eine Metallverbindung miteinander verbunden. Es kann aus folgenden Materialien hergestellt werden:

1. Kupferschiene oder Draht mit einem Querschnitt von mindestens 10 mm².
2. Aluminiumstreifen oder -draht mit einem Querschnitt von mindestens 16 mm².
3. Stahlband mit einem Querschnitt von mindestens 48 mm².

Das am häufigsten verwendete Stahlband hat eine Größe von (25-30) x 5 mm. Sein Hauptvorteil ist die Möglichkeit des zuverlässigen Schweißens mit Elektroden. Wenn ein Nichteisenleiter als Verbindung verwendet wird, werden Bolzen an die Stifte geschweißt, an denen die Reifen befestigt sind.

So führen Sie die Installation der Erdungsschleife selbst durch

Die Installation der Erdung kann von Hand erfolgen. Alle Schritte werden nachstehend beschrieben.

Wähle einen Ort

Es sollte sich in dem Teil des Geländes in der Nähe des Hauses befinden, in den eine Person nicht ohne dringende Notwendigkeit und Haustiere geht. Die Kontur befindet sich nicht näher als 1 m vom Fundament des Gebäudes entfernt. Es ist besser, wenn dieser Standort mit einem niedrigen Zaun eingezäunt ist. Alle Elektrodenstandorte sind am Boden markiert. Üblicherweise wird ein regelmäßiges, gleichschenkliges Dreieck aufgebaut.

Ausgrabung

Entlang der gesamten Markierung wird ein Graben mit einer Tiefe von 0,5 bis 0,6 m ausgehoben.

Aufbau der Struktur

Zunächst werden die Stifte gemäß dem Schema bis zu einer bestimmten Tiefe (normalerweise 2-2,5 m) eingetrieben. Eine Metallverbindung wird an die Oberseiten der Stäbe geschweißt. Ein Streifen wird an die äußerste Elektrode (die Spitze des Dreiecks) geschweißt und in einen Graben gelegt, der zum Haus führt.

Betreten des Hauses

Der Bus von der Schaltung wird in die Eingangsschalttafel eingeführt. Am Ende wird ein Loch für eine Schraubverbindung gebohrt. Hier wird die entsprechende Kabelader angeschlossen. Bei einem TN-C-S-System wird der Bus an einen Splitterbus angeschlossen.

Prüfen und kontrollieren

Die Steuerung erfolgt durch Messen des elektrischen Widerstands des gesamten Stromkreises. Sie sollte die Normwerte nicht überschreiten

Häufig wird eine einfache Überprüfungsmethode verwendet. Eine Glühlampe mit einer Leistung von 100-150 W wird - ein Ende pro Phase, das andere - mit Masse verbunden. Seine klare Ausstrahlung weist auf eine hochwertige Installation hin. Bei schwachem Brennen muss die Qualität der Fugen überprüft werden. Leuchtet die Lampe nicht, wurde die Montage nicht korrekt durchgeführt.

Fertige Erdungssets für ein Privathaus

Durch die Selbstmontage können die Kosten des Erdungssystems erheblich reduziert werden. Mit vorgefertigten Kits können Sie jedoch die Arbeit beschleunigen und die Zuverlässigkeit der Schaltung erhöhen. Folgende Modelle lassen sich unterscheiden:

1. ZandZ – Kreislauf mit einer oder mehreren Edelstahlelektroden. Zulässige Durchdringung - bis zu 10 m. Der Preis hängt von der Länge der Stifte ab. Der Durchschnittspreis für ein Set mit fünf Meter langen Elektroden beträgt 23.500 Rubel.
2. Galmar - hat Elektroden mit einer Länge von bis zu 30 m. Der Durchschnittspreis beträgt 41.000 Rubel.
3. Elmast. Dieses System wird in Russland hergestellt und an die russischen Betriebsbedingungen angepasst. Preis - ab 8000 Rubel.

Wichtig! Auf dem russischen Markt gibt es viele Modelle, mit denen Sie die beste Wahl treffen können. Die Verstopfungstiefe ihrer Elektroden reicht von 5 bis 40 m. Die Preisspanne liegt zwischen 6000 und 28000 Rubel.

Merkmale der Erdungskreise 220 V und 380 V

Erdungsschemata beim Eintritt in 220- und 380-V-Netze weisen gewisse Unterschiede auf. Die Außenkontur solcher Systeme ist absolut gleich. Der Unterschied liegt in der Verkabelung und dem Eintritt ins Haus.Bei einem 220-V-Netz wird eine Zweidrahtleitung eingeführt. Ein Kern ist in "Neutral" und "Masse" aufgeteilt und der andere auf Isolatoren installiert.

Bei einem 380-V-Netz ist meistens eine Vierdrahtleitung geeignet. Ein Draht wird ähnlich wie im vorherigen Fall geteilt, und 3 andere Leiter werden auf Isolatoren installiert und voneinander isoliert. Phasenleiter und "Neutral" werden durch RCD und Difavtomat geführt.

Häufige Fehler bei Installationsarbeiten

Experten weisen darauf hin, dass bei der Selbstmontage am häufigsten folgende Fehler gemacht werden:

1. Ein Versuch, die Elektroden durch Lackieren vor Korrosion zu schützen. Diese Methode ist nicht akzeptabel, weil. verhindert den Abfluss zum Boden.
2. Verbindung einer Stahl-Metall-Verbindung mit Stiften mit Bolzen. Korrosion unterbricht schnell den Kontakt zwischen den Elementen.
3. Übermäßige Entfernung des Stromkreises aus dem Haus, was den Widerstand des Systems erheblich erhöht.
4. Anwendung eines zu dünnen Profils für Elektroden. Durch Korrosion steigt nach kurzer Zeit der Widerstand des Metalls stark an.
5. Kontaktierung von Kupfer- und Aluminiumleitern. In diesem Fall verschlechtert sich die Verbindung durch Kontaktkorrosion.

Werden Konstruktionsmängel festgestellt, sind diese unverzüglich zu beseitigen. Ein übermäßiger Anstieg des elektrischen Widerstands oder eine Verletzung der Kontinuität des Stromkreises unterbricht den Betrieb der Erde. Die Schaltung kann keine Sicherheit garantieren.

Für ein Privathaus ist eine Erdschleife erforderlich. Dieses Design wird die elektrische Sicherheit der Bewohner gewährleisten und tragische Unfälle verhindern. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Wirksamkeit der Erdung von den richtigen Berechnungen, der Wahl des Stromkreises und der Installation abhängt.Bestehen Zweifel an den eigenen Fähigkeiten, greift man besser zu einem Fertigbausatz.

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