Schutzerdung - ist ein System zur Verhinderung der Exposition von Menschen gegenüber elektrischem Strom durch die absichtliche Verbindung von Karosserieteilen und nicht stromführenden Teilen von Geräten, die unter Spannung stehen können, mit der Erde. Erdungssysteme können natürlich oder künstlich sein.
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Was ist Erdung und warum ist sie notwendig?
Erdungsanlagen sind die absichtliche Verbindung verschiedener Punkte eines elektrischen Systems durch Leiter eines elektrischen Typs.
Der Zweck der Erdung besteht darin, die Exposition des Menschen gegenüber elektrischem Strom zu verhindern. Ein weiterer Zweck der Schutzerdung besteht darin, die Spannung vom Körper der elektrischen Anlage über die Erdungsvorrichtung zur Erde zu leiten.
Der Hauptzweck der Erdung besteht darin, das Potenzial zwischen dem zu erdenden Punkt und der Erde zu verringern. Dadurch wird der Strom auf das niedrigste Niveau gesenkt und die Gefahr eines Stromschlags durch Berührung von Teilen elektrischer Geräte und Anlagen, in denen ein Erdschluss aufgetreten ist, verringert.
Was ist neutral?
Der Neutralleiter - ist ein Neutralleiter-Schutzleiter, der die Neutralleiter von elektrischen Anlagen in Drehstromnetzen verbindet. Der Einsatzbereich ist die Neutralisierung von elektrischen Anlagen.
Das Abspannwerk, in dem sich die Transformatorenanlage befindet, ist mit einem eigenen Erdungskreis ausgestattet. Dieser Stromkreis besteht aus einer Stahlsammelschiene und Stangen, die speziell in den Boden eingegraben werden. Für die Stromversorgung vom Umspannwerk bis zum Verbraucher wird ein 4-adriges Kabel verlegt. Wenn ein Stromverbraucher Strom aus einem Drehstromkreis benötigt, müssen alle 4 Leiter angeschlossen werden. Wenn verschiedene Lasten an die Adern angeschlossen werden, kommt es zu einer Verschiebung des Neutralleiters im System. Um diese Verschiebung zu verhindern, wird ein Neutralleiter verwendet. Sie hilft, die Last symmetrisch auf alle Phasen zu verteilen.
Was sind PE- und PEN-Leiter?
PEN-Leiter - ist ein Leiter, der die Funktionen eines Schutzleiters und eines Arbeitsneutralleiters vereint. Sie verläuft von der Unterstation aus und teilt sich in PE- und N-Leiter auf, direkt beim Verbraucher.
Schutzleiter - ist ein Schutzleiter, den wir in einer Wohnung z.B. in einer geerdeten Steckdose verwenden. Der Schutzleiter wird für die Erdung von Geräten, Anlagen und Einrichtungen verwendet, bei denen die Spannung 1 kV nicht überschreitet.
Diese Art der Erdung wird nur aus Sicherheitsgründen verwendet. Diese Art der Erdung gewährleistet eine durchgehende Verbindung zwischen allen freiliegenden und äußeren Teilen. Der Mechanismus sorgt dafür, dass der Strom zur Erde fließt, wenn ein elektrischer Strom an den Körper eines Geräts angelegt wird.
PEN-Leiter (Kombination aus einem Schutzleiter und einem Arbeitsschutzleiter) wird verwendet, wenn ein TN-C-Erdungssystem verwendet wird.
Arten von künstlichen Erdungsanlagen
Bei der Klassifizierung der Erdungssysteme wird zwischen natürlichen und künstlichen Erdungsarten unterschieden.
Künstliche Erdungssysteme sind:
- TN-S;
- TN-C;
- TNC-S;
- TT;
- IT.
Arten der Erdung - Entschlüsselung der Namen:
- T - Erdung;
- N - Anschluss eines Leiters an den Nullleiter;
- I - Isolierung;
- C - Kombination von funktionalen und neutralen Schutzleiteroptionen;
- S - getrennte Verwendung von Leitern.
Viele Menschen interessieren sich für einen so genannten Arbeitsboden. Sie wird auch als funktionale Erdung bezeichnet. Die Antwort findet sich in Abschnitt 1.7.30 des Verhaltenskodexes. Es handelt sich um die Erdung der stromführenden Punkte einer elektrischen Anlage. Sie dient dazu, die Funktion eines elektrischen Geräts oder einer elektrischen Anlage sicherzustellen und nicht zu Schutzzwecken.
Viele Menschen fragen sich auch, was eine Schutzerdung ist. Es handelt sich um das Verfahren der Erdung von Geräten zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit.
Systeme mit einem TN-Erdungssystem mit taubgeerdetem Nullleiter
Zu diesen Systemen gehören:
- TN-C;
- TN-S;
- TNC-S;
- TT.
Nach Abschnitt 1.7.3 der EAR ist ein TN-System ein System, bei dem der Sternpunkt der Stromversorgung fest geerdet ist und die freiliegenden leitfähigen Teile der Anlage mit dem fest geerdeten Sternpunkt der Stromversorgung über Neutralleiter verbunden sind.
Die TN enthalten Elemente wie:
- einen mittleren Erdungsschalter, der mit der Stromversorgung verbunden ist;
- die äußeren leitenden Teile des Geräts;
- einen Nullleiter;
- kompatiblen Leitern.
Der Neutralleiter der Quelle ist fest geerdet, und die Außenleiter der Anlage sind über Schutzleiter mit dem fest geerdeten Mittelpunkt der Quelle verbunden.
Ein Erdungsstromkreis darf nur in elektrischen Anlagen mit einer Spannung von höchstens 1 kV angelegt werden.
TN-C-System
Bei diesem System sind der Schutz- und der Betriebsnullleiter zu einem einzigen PEN-Leiter zusammengefasst. Sie werden im gesamten System kombiniert. Der vollständige Name lautet Terre-Neutre-Combine.
Zu den Vorteilen von TN-C gehört lediglich die einfache Installation des Systems, die weder viel Aufwand noch Geld erfordert. Die Installation erfordert keine Verbesserung der bereits installierten Kabel und Freileitungen, die nur 4 Leiter haben.
Benachteiligungen:
- Erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Stromschlages;
- Netzspannung am Gehäuse der elektrischen Anlage während einer Unterbrechung des Stromkreises;
- Hohe Wahrscheinlichkeit des Verlustes des Erdungsstromkreises bei Beschädigung der Leiteinrichtung;
- Dieses System schützt nur vor Kurzschlüssen.
TN-S-System
Das System zeichnet sich dadurch aus, dass der Strom über 5 Leiter in einem Dreiphasennetz und 3 Leiter in einem Einphasennetz zu den Verbrauchern geleitet wird.
Vom Netz gehen insgesamt 5 Leiter ab, von denen 3 als Leistungsphase fungieren und die restlichen 2 als Neutralleiter mit dem Sternpunkt verbunden sind.
Entwurf:
- PN ist der Nullleiter, der in den Stromkreis des elektrischen Geräts eingebunden ist.
- PE ist der erdgebundene Leiter, der eine Schutzfunktion hat.
Vorteile:
- einfache Installation;
- geringe Kosten für Anschaffung und Wartung;
- ein hohes Maß an elektrischer Sicherheit;
- keine Schleifenbildung erforderlich;
- Möglichkeit, das System als Fehlerstromschutzeinrichtung zu verwenden.
TN-C-S-System
Beim TN-C-S-System wird ein PEN-Leiter an einem bestimmten Punkt des Stromkreises in einen PE- und einen N-Leiter aufgeteilt. Normalerweise erfolgt die Trennung in der Schaltzentrale im Haus, aber vorher werden sie zusammengeführt.
Vorteile:
- einfacher Blitzschutzmechanismus;
- Kurzschlussschutz.
Nachteile der Verwendung:
- schwacher Schutz gegen Durchbrennen des Neutralleiters;
- Möglichkeit einer Phasenspannung;
- hohe Kosten für Installation und Wartung;
- die Spannung kann nicht durch die Automatisierung abgeschaltet werden;
- kein Schutz gegen elektrischen Strom im Freien.
TT-System
Das TT-System wurde so konzipiert, dass es ein hohes Maß an Sicherheit bietet. Es wird in Kraftwerken mit niedrigem technischem Niveau installiert, z. B. wenn blanke Drähte verwendet werden, elektrische Anlagen, die sich im Freien befinden oder an Masten befestigt sind.
Der TT ist in einem Vierleiterkreis eingebaut:
- Die 3 Phasen, die die Spannung liefern, sind in einem Winkel von 120° zueinander versetzt;
- 1 gemeinsamer Nullpunkt erfüllt die kombinierten Funktionen von Arbeits- und Schutzleiter.
TT-Vorteile:
- hoher Widerstand gegen Verformung des zum Verbraucher führenden Leiters;
- Kurzschlussschutz;
- Kann in Hochspannungsanlagen verwendet werden.
Nachteilig:
- Kompliziertes Blitzschutzgerät;
- Unfähigkeit zur phasenweisen Fehlerverfolgung.
Systeme mit isoliertem Sternpunkt
Für die Übertragung und Verteilung von Strom an die Verbraucher wird ein Drehstromsystem verwendet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Last symmetrisch ist und sich gleichmäßig auf den Strom verteilt.
Ein solches Gerät schafft einen Modus, der die Verwendung von Trafokästen und Generatoren ermöglicht. Deren Sternpunkte sind nicht mit einer Erdungsschleife ausgestattet.
Der Typ mit isoliertem Sternpunkt wird im Versorgungsstromkreis verwendet, wenn die Sekundärwicklungen von Transformatoranlagen in Dreieckschaltung angeschlossen sind und in Notfällen keine Versorgung besteht. Ein solches Netz ist eine Ersatzschaltung.
Der isolierte Nullleiter erleichtert das Durchbrechen der Isolierhülle im Falle eines Kurzschlusses und das Auftreten eines Kurzschlusses in den anderen Phasen.
IT-System
Das IT-System mit Spannungen bis zu 1000 V bietet eine hochohmige Erdung und ist mit einem Versorgungsneutralleiter ausgestattet.
Alle äußeren Teile der Anlage, die aus leitenden Materialien bestehen, sind geerdet. Zu den Vorteilen gehören geringe Ableitströme bei einphasigen Fehlern im Stromnetz. Eine Anlage mit diesem Mechanismus kann auch in Notsituationen lange Zeit funktionieren. Es gibt keinen Unterschied zwischen den Potenzialen.
Nachteil: Der Stromschutz funktioniert nicht im Falle eines Erdschlusses. Bei einphasigem Kurzschlussbetrieb besteht eine erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Stromschlags durch Berühren der zweiten Phase der Anlage.
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