Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Erdung - Grundlagen
Hallo Leute,
habe irgendwie grade ein paar Verständnisprobs mit unserem haushaltüblichen Stromnetz. Wie kann es sein dass man über die Erde (also geerdete Teile, Heizung etc) und Phase aus der Steckdose z.B. eine Glühbirne betreiben kann? Der Widerstand der durch die Erde bis zum Kraftwerk geht müsste doch einen höheren Stromfluss verhindern und die Lampe müsste dunkel bleiben??
Du hasst ein bisschen was falsch verstanden. In dein Haus kommen vier Leitung, drei Phasen und der Neutralleiter, die alle zuerst durch die Hauptsicherung, durch den Zähler und anschließend durch den FI-Schalter gehen. Zwischen Phase und Phase kann man 400V abnehmen, zwischen Phase und Neutralleiter sind es 230V. Strom fließt über die Erdung, den PE-Leiter, nur im NOTFALL!!
Wie du ja weist ist jedes Elektrogerät geerdet. Berührt ein Mensch ein Gehäuse eines Geräts und steht dann unter Strom fließt der Strom über den PE-Leiter zurück statt über den Neutralleiter. Das merkt der FI-Schalter (Spannungsdifferenz) und schaltet auf (Strom aus).
Beim bau vom eurem Haus wurde im Bode um das Haus ein riesiger Eisenring gelegt. Daran wird alles geerdet.(auch z.B. Eisenbadewannen).
Gruß Muraad
ok danke für die Erläuterung aber warum kann ein größerer Strom durch die Erdung fließen? Die Erdung ist doch nicht mit dem Neutralleiter verbunden oder?
Was meinst du mit ein größerer Strom fließen? Sobald Strom über den PE-Leiter fließt schaltet der FI-Schalter und im ganzen Haus ist kein Strom mehr. Es fließt also nur ziemlich kurz Strom über den PE-Leiter.
Nochmal ein Beispiel. PE Leiter hat einen Widerstand von 1 Ohm, Mensch hat 10 kOhm. Ein Gerät bekommt 1000mA Strom. Der Mensch berührt das Gehäuse des Geräts und steht unter Strom. Da der Widerstand des PE-Leiters viel geringer ist, hier 1:10.000, fließt über den PE-Leiter 999,9mA und über den Menschen nur 0,1mA in die Erde. Und das eben nur bis der FI-Schalter auslöst.
Gruß Muraad
Wie du ja weist ist jedes Elektrogerät geerdet. Berührt ein Mensch ein Gehäuse eines Geräts und steht dann unter Strom fließt der Strom über den PE-Leiter zurück statt über den Neutralleiter. Das merkt der FI-Schalter (Spannungsdifferenz) und schaltet auf (Strom aus).
Die Erklärung ist ja schon recht gut aber an der einen Stelle hätte ich lieber gesagt:
Kommt durch eine Beschädigung der Isolation die Phase mit dem Gehäuse in Berührung dann kann es für den Meschen der das Gehäuse berührt gefährlich werden. Deshalb ist das Gehäuse geerdet, also auf das Potential gebracht das der Mensch vor dem Gerät hat.
Wird ein FI-Schalter eingesetzt, dann schaltet der bereits bei einem Strom von ca.20mA ab, der von der Phase zur Erde fließt.
Manfred
Ja danke dir Manf ich konnte mich nicht mehr so genau errinner, da es schon eine Weile her ist das wir Elektroinstallation im Schulpraktikum hatten.
Gruß Muraad
m.artmann
26.03.2005, 14:23
Und dann gibt es in alten Häusern noch die sogenannte klassische Nullung.
D.h. in jeder Steckdose wird der Neutralleiter mit dem PE Leiter verbunden.
Wird jetzt, wie Manf so schön beschrieben hat, die Isolation beschädigt und die Phase damit auf
das Gehäuse gelegt entsteht dadurch ein Kurzschluß. Dieser lässt dann die Sicherung auslösen.
Der Nachteil der Nullung ist das langsame Auslöseverhalten von Sicherungen.
Ein Fehlerstromschutzschalter muß innerhalb von 0,2 Sek den Strom abgeschaltet haben.
Bei einer Sicherung muß schon der 10fache Nennstrom (bei einer 10A Sicherung also 100A) fließen
damit diese je nach Charakteristik (bei Schmelzsicherungen flink, mittelflink, träge bzw.
bei Sicherungsautomaten L, G usw. Charakteristik) innerhalb von 2-10 Sekunden abschaltet.
Entscheide selbst an welches defekte Gerät Du nun fassen möchtest ;-)
Was das Stromnetz angeht da hänge ich mal eine sehr vereinfachte Darstellung mit dran.
Links siehst Du die Dir am nähesten gelegene Trafostation.
Die 4 Leitungen( L1, L2, L3,N) kommen zu Dir ins Haus,
gehen durch den Hauptsicherungskasten(fehlt in der Zeichnung),
durch den FI über normale Sicherungen zum Verbraucher/Gerät.
Der PE wird erst im Haus gemacht, entweder mit dem schon beschriebenen Fundamenterder oder mittels Erdspieß.
Gruß
m.artmann
@ m.artmann: In Deutschland wird aber das TN-C-S-System eingesetzt und nicht das TT-System... [-X Sieht aber nicht viel anders aus. Nur Das statt N ein PEN im Hauskasten ankommt und in dort in PE und N aufgeteilt wird.
das mit dem Auslösen der Sicherung habe ich verstanden, aber wenn man jetzt bewusst eine Lampe zwischen Phase und geerdetem Material schaltet, wie kann diese dann leuchten? Dort kommt dann ja kein Neutralleiter ins Spiel und der Strom muss durch die Erde bis zum Kraftwerk zurück oder?
das mit dem Auslösen der Sicherung habe ich verstanden, aber wenn man jetzt bewusst eine Lampe zwischen Phase und geerdetem Material schaltet, wie kann diese dann leuchten? Dort kommt dann ja kein Neutralleiter ins Spiel und der Strom muss durch die Erde bis zum Kraftwerk zurück oder?
Wenn man die Lampe wirklich so anschließt, dann kann einem das als Mordversuch ausgelegt werden. Der Nulleiter der den Strom zurückführt muss vollständig von der Erde getrennt geführt werden.
Er wird dann am Hausanschlußkasten auch noch mal mit Erde verbunden. Der Stom darf aber nicht über Wasserleitungen fließen.
Wenn es dich interessiert wie man experimentell einen Strom über einen Erder fließen lassen kann, das ist ein anderes Thema, auch ganz interessant. Ein Erder hat nämlich eine mit dem Abstand zum Erdungspunkt quadratisch zunehmende Querschnittsläche und damit kommt auch zu sehr entfernten Punkten ein endlicher Widerstand zustande.
Manfred
engineer
26.03.2005, 17:48
Dass man über die Erde einen Stromkreis aufbauen kannm sollte eigentlich klar sein. Dies schafft mitunter sogar Probleme: Erdet man z.B. ein Gerät mit Metallgehäuse, ist die Gefahr, bei einem defekten Leiter eine Gefahrensituation zu erhalten gfs sogar größer:
Packt das Opfer an einen abgerissenen Leiter dran, so besteht über seine Schuhe und den Fussboden eine schlechte Erde. Liegt das Gehäuse an Masse, so hat er gute Chancen, mit der anderen Hand den Kris zu schließen und abzudampfen. Daher werden manche Geräte nicht geerdet!
das mit dem Auslösen der Sicherung habe ich verstanden, aber wenn man jetzt bewusst eine Lampe zwischen Phase und geerdetem Material schaltet, wie kann diese dann leuchten? Dort kommt dann ja kein Neutralleiter ins Spiel und der Strom muss durch die Erde bis zum Kraftwerk zurück oder?nein, muss er nicht...
vom Kraftwerk kommen die drei Phasen und der PEN Leiter, erst im Haus wird daraus dann der Nulleiter und der Schutzleiter (N und PE).
Es sind also zwei Leiter die sich praktisch nur im Namen unterscheiden, und in der Tatsache daß der PE Leiter nicht durch den FI geführt wird.
Deshalb könnte eine so angeschlossene Lampe leuchten falls es im Haus keinen FI gibt.
(dem Strom ist es egal wie das Kabel heisst durch das er fließt)
ElecFreak
26.03.2005, 18:14
@ m.artmann: In Deutschland wird aber das TN-C-S-System eingesetzt und nicht das TT-System... [-X Sieht aber nicht viel anders aus. Nur Das statt N ein PEN im Hauskasten ankommt und in dort in PE und N aufgeteilt wird.
Ich liebe immer diese unqualifizierten Falschaussagen.
In Deutschland gibt es natürlich TT und TN-Netze.
Das lernt jeder, der in den Genuß irgendeiner elektrotechnischen Ausbildung kommt.
Also bitte nicht gleich den Zeigefinger erheben, wenn man es nicht sicher weiß.
TT-Netze sind in D lediglich sehr viel weniger verbreitet als TN.
Als kleines Beispiel: In Augsburg gibt es nur TT-Netze.
Der Hauptunterschied zwischen TT und TN Netz ist die Aufgabe der Erdung.
Bei TT-Netzen muß die Erdung im Gebäude über den Potentialausgleich vorgenommen werden.
Es ist also die Aufgabe des "Verbrauchers".
N und PE dürfen hier nicht verbunden werden.
Außerdem ist hier immer ein FI für das gesamte Haus vorgeschrieben, da der Widerstand zwischen N und PE relativ hoch ist, sodaß eine Sicherung bei einem Kurzschluß zwischen Phase und Erde selten auslöst.
Bei TN-Netzen ist die Erdung die Aufgabe des Energieversorgers.
Ein FI ist hier nicht vorgeschrieben. (Ausnahme Feuchträume. Hier muß immer ein FI vorgesehen werden.)
@ElecFreak: Beschwer Dich bei meinem Berufsschullehrer :cheesy:
Hier in Hamburg sind in PrivatHaushalten Anschlüße im TN-Netz.
Aber danke für die Korrektur, nur unqualifizeirt, dass lasse ich mir nur ungerne nachsagen.
das mit dem Auslösen der Sicherung habe ich verstanden, aber wenn man jetzt bewusst eine Lampe zwischen Phase und geerdetem Material schaltet, wie kann diese dann leuchten? Dort kommt dann ja kein Neutralleiter ins Spiel und der Strom muss durch die Erde bis zum Kraftwerk zurück oder?nein, muss er nicht...
vom Kraftwerk kommen die drei Phasen und der PEN Leiter, erst im Haus wird daraus dann der Nulleiter und der Schutzleiter (N und PE).
Es sind also zwei Leiter die sich praktisch nur im Namen unterscheiden, und in der Tatsache daß der PE Leiter nicht durch den FI geführt wird.
Deshalb könnte eine so angeschlossene Lampe leuchten falls es im Haus keinen FI gibt.
(dem Strom ist es egal wie das Kabel heisst durch das er fließt)
also wurde uns jetzt in der Schule mal wieder Mist erzählt?
Der Lehrer hat ne Lampe zwischen Phase und Heizung gespannt und meinte dass der Strom jetzt durch die Erde bis zum Kraftwerk geht.
Wenn vom Kraftwerk der Neutralleiter kommt (Potenzial null), warum muss man dann nochmal über die Eisenstange unterm Haus ein zweites Null Potenzial haben?
Und dann gibt es in alten Häusern noch die sogenannte klassische Nullung.
D.h. in jeder Steckdose wird der Neutralleiter mit dem PE Leiter verbunden.
Wird jetzt, wie Manf so schön beschrieben hat, die Isolation beschädigt und die Phase damit auf
das Gehäuse gelegt entsteht dadurch ein Kurzschluß. Dieser lässt dann die Sicherung auslösen.
Der Nachteil der Nullung ist das langsame Auslöseverhalten von Sicherungen.
Ein Fehlerstromschutzschalter muß innerhalb von 0,2 Sek den Strom abgeschaltet haben.
Bei einer Sicherung muß schon der 10fache Nennstrom (bei einer 10A Sicherung also 100A) fließen
damit diese je nach Charakteristik (bei Schmelzsicherungen flink, mittelflink, träge bzw.
bei Sicherungsautomaten L, G usw. Charakteristik) innerhalb von 2-10 Sekunden abschaltet.
Und damit genau das nicht passiert, das die Sicherung 2-10 Sekunden zum auslösen braucht, wird ja vorher die Leitungslänge und die Auslösecharakteristik als Grundlage für den Leitungsquerschnitt genommen.
Um im Kurzschlussfall die von der VDE geforderten Zeiten einhalten zu können.
Und nach der Installation wird der Kurzschlussstrom gemessen und protokolliert ;)
Oder ist das heute nicht mehr so?
also wurde uns jetzt in der Schule mal wieder Mist erzählt?
Der Lehrer hat ne Lampe zwischen Phase und Heizung gespannt und meinte dass der Strom jetzt durch die Erde bis zum Kraftwerk geht.
Wenn vom Kraftwerk der Neutralleiter kommt (Potenzial null), warum muss man dann nochmal über die Eisenstange unterm Haus ein zweites Null Potenzial haben?
Naja, das Kabel geht auch durch die Erde ;)
Ist Auslegungssache, aber im Prinzip schon Mist :D
Vereinfacht ausgedrückt, weil das Potenzial Null nur am Kraftwerk Null wäre. Bei dir Zuhause kann es schon ein paar Volt mehr oder weniger sein. Und dann hast du ein Potentialunterschied zwischen deinem Standort und deinem Neutralleiter. Und das ergibt eine Spannung, die u.U. auch schon weh tun kann ;)
Weil was ist Spannung? Ein Potentialunterschied ;)
Oder wurde das auch schon wieder geändert?
Als Beispiel, die beliebten 7V der Case-Modder für ihre Lüfter im PC.
Masse (0V, GND, vergleichbar mit Neutralleiter) vom Lüfter an PC-Masse und + vom Lüfter an +12V. Dann dreht sich der Lüfter. (relativ schnell)
Und die 7V-Methode: Masse vom Lüfter an 5V und + vom Lüfter an 12V. Der Lüfter dreht sich langsamer.
Der Potentialunterschied zwischen +5V und +12V sind genau 7V.
Aber die 5V sind nicht Masse!
Nehmen wir mal an, du willst ein LCD am PC anschliessen, das -5V für die Kontrastspannung braucht. -5V sind im PC ja auch vorhanden.
Jetzt legst du die Leitung für Kontrast auf -5V. Aber voher die Masse nehmen? Man hätte ja eh schon eine Klemmstelle für den 7V lüfter. Da wo das schwarze Kabel vom Lüfter ist, könnte ja Masse sein?!
Ist aber nicht so. Die 'Masse' für den Lüfter ist an dieser Stelle dann um 5V positiver als die eigentliche Masse im PC!
Und dann kommt noch hinzu, das der LPT wo das LCD angeschlossen ist ja auch die Masse hat, die im ganzen PC vorhanden ist. Wenndann also eine logische '1' mit 5V raus kommt, ist das für die LCD Elektronik nur eine '0', weil es kein Potentialunterschied gibt (wir sind immer noch bei der Geschichte, Lüfter mit 7V betreiben zwischen den +5V und den +12V)
Anders, wenn eine logische '0' ankommt. diese liegt auf Masse (Toleranzen mal außen vor).
Am LCD erzeugt das aber -5V und das kann schnell nachhinten los gehen.
Es muss immer eingemeinsammes Bezugpotential vorhanden sein. Im PC die Masse und 'draußen' die Erdung. Die Heizungsrohre und metallischen Badewannen werde auch deshalb geerdet, damit zwischen denen kein Potentialunterschied entsteht (was dann wieder Spannung bedeuten würde). Stell dir vor, du liegst in der Wanne, die das Potential 0 hat und fässt an die Wasserleitung (bzw in diesem Fall der Wasserhahn) der ein höheres Potential hat als die Wanne. Das kann weh tun, besonders wenn der Körper durch das Wasser besser leitet.
Wenn vom Kraftwerk der Neutralleiter kommt (Potenzial null), warum muss man dann nochmal über die Eisenstange unterm Haus ein zweites Null Potenzial haben?
Wenn du eine lange Leitung nimmst, hat diese einen Widerstand. Wenn du da Strom durchschickst fällt an der Leitung also zwangsläufig eine Spannung ab. D.h. unterscheidliche Stellen dieser Leitung haben ein unterschiedliches Potential. Dein Null-Potential kann es also so wie du dir das vorstellst nicht geben.
Interessant ist eigentlich auch nicht das Potential, sondern die Potential-Differenz, sprich die Spannung.
Wenn der Neutral-, bzw. Nullleiter nur im Kraftwerk mit der Erde verbunden wäre, lägen zwischen dem Neutralleiter bei dir zuhause und der Erde bei dir zuhause etliche km Leitung und Erde mit entsprechendem hohem elektrischen Widerstand.
Deswegen wird möglichst nah am Haus geerdet.
Davon abgesehen haben Neutralleiter und Erdungsleiter einen völlig unterschiedlichen Zweck. Der eine ist da um den Stromkreis zu schliessen, der andere um Menschen vor einem Stromschlag zu schützen.
Dass, wo und warum die beiden Leiter an verschiedenen Stellen zusammengeführt werden haben oben ja schon einige Leute beschrieben.
Der Lehrer hat ne Lampe zwischen Phase und Heizung gespannt und meinte dass der Strom jetzt durch die Erde bis zum Kraftwerk geht.
Wenn der das so gesagt hat und getan hat und es auch funktioniert hat, sind sowohl Lehrer als auch die Elektroinstallation eurer Schule auf einem Stand der es wohl rechtfertigen würde sich mal nach ner anderen Schule umzusehen.
Mindestens Räume in denen elektrische Experimente und ähnliches durchgeführt werden, sollten eigentlich mit einem FI abgesichert sein und der sollte dann auch ansprechen, wenn der Strom über die Heizung statt über den Nullleiter abfliesst.
Jemand der die Heizung als Nullleiter missbraucht ist eigentlich nichtmals als Hausmeister und wohl noch weniger zum Unterricht in Elektrotechnik geeignet.
Wenn man die Erdung als Nulleiter missbraucht und der Erdungskreis dann irgedwo defekt und unterbrochen ist, stehen plötzlich geerdeten Teile, z.B. Badewanne, Heizungen, Wasserhähne, Metallteile an Haushaltsgeräten usw. unter voller Netzspannung.
Also um einmal die Frage von Rodney wieder aufzugreifen, es fließt der Strom nicht direkt zum Kraftwerk zurück sondern nur bis zur nächsten Umspannstation. Die wiederum sich in der Nähe befindet. Denn auch die ist geerdet.
@recycle: Schon da hast du vollkommen recht mit der Schule.
Bei uns im Elektropraktikum hatte jeder Platz/Tisch nen eigenen FI Schalter, und nochmal einen allgemeinen vorne beim Lehrer.
Es war immer witzig, wenn mal ein FI Schalter ausgelöst hatt, dann zu finden bei welchen Platz, oder im Hauptsicherungskasten? O:)
Gruß Muraad
Also um einmal die Frage von Rodney wieder aufzugreifen, es fließt der Strom nicht direkt zum Kraftwerk zurück sondern nur bis zur nächsten Umspannstation. Die wiederum sich in der Nähe befindet. Denn auch die ist geerdet.
Wenn man jetzt aber z.B. einen Spannungsprüfer hat stellt man selber doch den Neutralleiter da oder? Wegen dem Ohmschen Gesetz dürfte da dann doch nur extrem wenig Strom fließen (hoher Widerstand bis zur Erde) und die Lampe dürfte nicht leuchten?!
Wo liegt da mein Denkfehler? 8-[
Das stimmt schon...
aber die Glimmlampe die da drin steckt braucht keinen hohen Strom, sondern eine hohe Spannung um zu leuchten.
Man sollte sich diese Dinger übrigens besser nicht kaufen, eben weil ein Strom durch den Körper fliesst.
(normalerweise ist der minimal, aber was wenn in dem Ding plötzlich ein Kurzschluss entsteht?)
Ok stimmt, hab grad mal nachgerechnet: bei 5mO Widerstand bis zur Erde wären es immer noch ca 0,01 Watt die dem Lämpchen zur Verfügung stehen.
Lässt sich damit was zum Leuchten bringen??
bei den spannungsprüfern ist es glub ich eher so das die erdung kapazitiv erfolgt, dh dein körper sit eine kondensatorplatte, die erde die zweite, und bei wechselspannung kann strom durch eine kondensator fließen... daher funktionieren die dinger auch wenn man auf gummisohlen steht...
Meinst du mit Spannungsprüfer diese Phasenprüfer mit einer Glimmlampe drin?
Da reicht das aber, das die Lampe glimmt, die brauch da nicht viel für.
Stromerzeugung:
Im Karftwerk stehe ein großer Generator. Dieser erzeugt Spannung. Eine hohe Spannung. Weil, je höher die Spannung, desto geringer der Strom der fließt. Die Überlandleitungen sind km-lang. Der Widerstand der Leitung wäre zu groß um nur 230V verlustfrei(er) übertragen zu können.
Deshalb Spannung wie 10kV, 20kV, 110kV, 220kV, 380kV!
Die erzeugte Spannung, die übertragen wird, sind aber nur 3 Phasen. Der Sternpunkt des Generators ist geerdet.
Diese 3 Phasen gehen dann über die Masten durchs Land.
Hierund da sind mall Umspannwerke, die die Spannung verkleinern.
Irgendwann geht's dann mit 10kV in der Stadt durch die Erde (oder auch über Land).
Bis sie auf 230/400V transformiert werden. Auch da ist der Sternpunkt geerdet.
Weiter geht es über 4 Drähte (etwas dickere Drähte ;) ) in dein Haus.
3 Phasen und der 4. ist der Schutzleiter und Neutralleiter in eins (PEN). Dieser 4. ist der, der im Trafohäuschen am Sternpunkt des Trafos angeschlossen ist. Und der Sternpunkt ist auch mit der Erde verbunden.
Im Haus werden dann die 3 Phasen auf die einzelnen Sicherungen verteilt.
Der 4. (PEN) wird aufgeteilt. Besser gesagt, da werden 2 Adern angeschlossen, die in die Verteilung (Sicherungskasten) gehen.
Der eine ist der Schutzleiter (PE).
Der andere der Neutralleiter (N).
Alle Heizungsrohre, Wasserrohre, Badewanne (sofern aus Metall), Antennenkabel, Gasleitung, (u.U. auch metallische Türzargen), und und und, werden geerdet. Also am PE angeschlossen.
Für alle Steckdosen, Lampen usw sorgt der Neutralleiter (N) dafür, das der Strom zurück geht.
Also sind N und PE (die frühermal PEN waren) eigentlich nur eine Ader.
Wenn alles geerdet ist und du kein FI hast, fließt der Strom über die Heizungsrohre dahin, wo die beiden (PE und N) aufgeteilt wurden.
Der Strom geht dann also nicht über die Erde, sondern durch ein Kabel.
Anmerkung, bevor er wieder Porteste gibt!!!!!!!!!
Es gibt weitere Netzformen (IT, TT, TN) bei denen das anders ist! Aber damit ist es schlechter zu erklären!
Den PEN und Potentiale hast Du gut erklärt Marco78 :)
Die meisten Altinstallationen (Nachkrieg, Altbau ) haben keine FI- Schutzeinrichtung - außer der Vermieter hat umgebaut. Dann ist ein FI für den Nassbereich vorzusehen.
Ansonsten muss die Sicherung als Sicherheit reichen.
Interessanter Test zu Systemen wie TN-S/TN-C/TN-C-S:
- Spannung zwischen N zu L1, dann PE zu L1 messen. Wenn Netzspannung gemessen wird, ist Durchgang zwischen N und PE feststgestellt. Aber wie schon von Euch hinreichend beschrieben lösen entsprechende FI Schutzeinrichtungen bei Fehlbelastung , also über den PE aus.
Einziges System wo der "Glühbirnenversuch" garantiert scheitert ist das IT-System.
Das ist nicht Sternpunktgeerdet und wird z.B. im Krankenhaus verwendet. Bei IT ist eine Isolationsüberwachung pro Gerät notwendig >=2Fehler Lebensgefahr!!!!
Auch die Information von zum TT-System ist vollkommen richtig - Auslöseorgane wie Überstromschutzeinrichtungen (Sicherung) sind meist nicht ausreichend. Ein FI ist vorzusehen.
Danke @seed.
Aber ich hätte mir ja mehr erhofft ein Feedback zu bekommen, ob es so auch von Rodney verstanden wurde.
jop, ist jetzt alles klar
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