Funktionsweise von Erdungswiderstands ­prüfgeräten

Abbildung von Erdungswiderstände bei Gebäuden. Ein Erdungssystem mit Fundament- und Tiefenerder.

Ein Erdungssystem mit Fundament- und Tiefenerder. (Quelle: Fluke Deutschland GmbH)

Abbildung von Erdungswiderstände bei Gebäuden. Beim Spannungsfallverfahren werden drei Erdungsverbindungen an verschiedenen Orten hergestellt.

Beim Spannungsfallverfahren werden drei Erdungsverbindungen an verschiedenen Orten hergestellt.
(Quelle: Fluke Deutschland GmbH)

Erdungswiderstandsprüfgeräte liegen in zwei Arten vor: als drei- und vierpolige Erdungsprüfgeräte sowie als Stromzangen-Erdungsprüfgeräte. Bei beiden Typen wird eine Spannung am Erder angelegt und der resultierende Strom gemessen. Bei einem drei- oder vierpoligen Erdungsprüfgerät sind Stromquelle und Spannungsmessgerät in einem Gehäuse kombiniert. Es werden mehrere Erdungsspieße verwendet.

Erdungsprüfgeräte haben folgende Eigenschaften:

  • Sie nutzen Wechselprüfstrom, da der Erdboden Gleichstrom eher schlecht leitet.
  • Die Prüffrequenz liegt in der Nähe der Netzfrequenz und deren Oberwellen, ist davon jedoch unterscheidbar. So wird verhindert, dass die Messung des Erdungswiderstands durch Streuströme gestört wird.
  • Separate Speise- und Messleitungen dienen zur Kompensation der großen Leitungslängen.
  • Eingangsfilter sorgen für die Trennung des Prüfsignals von Fremdsignalen.
    Stromzangen-Erdungsprüfgeräte ähneln einer Strommesszange. Sie unterscheiden sich jedoch darin, dass sie über einen Speisewandler und einen Messwandler verfügen. Der Speisewandler legt eine Spannung an den zu prüfenden Stromkreis und der Messwandler misst den resultierenden Strom. Das Stromzangen-Erdungsprüfgerät verwendet ­eine hoch entwickelte Filtertechnik, um das eigene Signal von Fremdsignalen zu trennen.

Sicherheit bei Erdungsprüfungen

Beim Herstellen der Verbindungen sollten immer isolierende Elektrikerhandschuhe, eine Schutzbrille und weitere ­geeignete persönliche Schutz ­aus ­rüs ­tung verwendet werden. Um an einem Erder eine grundlegende Erdungsprüfung (Spannungsfallverfahren) durchzuführen, muss der Erder vom Gebäude getrennt werden. Selektive Verfahren ermöglichen eine genaue Prüfung ohne Trennung des ­Erders.

Ein Erdungsfehler in der Anlage kann bewirken, dass ein erheblicher Strom durch den Erdungsleiter fließt. Bevor eine Widerstandsprüfung durchgeführt wird, sollten etwaige Ströme mit einer Strommesszange ermittelt werden. Betriebsstromführende Erder können beim Öffnen das volle Potential der Netzspannung annehmen, daher ist Vorsicht geboten. Bei Eisenbahnanlagen können dies die 15.000 V der Oberleitung sein. Bei auftretenden Strömen im Erder ist daher deren Herkunft zu prüfen.

Wenn ein Erder von einer elektrischen Anlage getrennt wird, sollte diese Maßnahme während einer Wartungsabschaltung im spannungslosen Zustand erfolgen. Andernfalls ist während der Prüfung vorübergehend ein Hilfserder an die elektrische Anlage anzuschließen.
Bei Blitzgefahr darf der Erder keinesfalls abgeklemmt werden. Durch einen Erdungsfehler im näheren Umkreis kann im Erdreich ein Spannungsanstieg auftreten. Die Ursache des Erdungsfehlers liegt möglicherweise nicht in der überprüften Anlage, kann aber eine Spannung zwischen den Prüfelektroden bewirken. Dies kann in der Nähe von Umspannwerken oder Fernleitungen des Energieversorgungsunternehmens besonders gefährlich sein.

Erdungswiderstandsprüfgeräte verwenden weitaus höhere Ströme als herkömmliche Multimeter. Sie können Ausgangsströme von bis zu 250 mA liefern. Alle im Prüffeld anwesenden Personen sollten sich darüber bewusst sein; sie sollten davor gewarnt werden, die Prüfsonden bei aktiviertem Gerät zu berühren.

Vor dem Prüfen des Erders ist dessen Verbindung zum Fundamenterder zu kontrollieren. Die meisten Prüfgeräte können zweipolige Prüfungen und Niederohmmessungen durchführen und eignen sich daher für diese Aufgabe. Werte von unter 1 -sollten am Potentialausgleichsleiter, zwischen dem Potentialausgleichsleiter und dem Erderanschluss, zwischen der Erderleitung und dem Erder sowie an allen anderen Verbindungen zwischen dem Potentialausgleichsleiter und dem Erder erreicht werden.

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