Verständnis der elektrischen Erdung und ihre Funktionsweise
Geschrieben von Timothy Thiele | Besprochen von Larry Campbell
Die Erdung ist ein Prinzip der Elektrizität, das Hausbesitzern manchmal Rätsel aufgibt. Um seine Bedeutung für die Hausinstallation zu verstehen, ist es wichtig, etwas über die Natur des elektrischen Energieflusses zu wissen.
Was ist elektrische Erdung?
Erdung?bietet?überschüssiger Elektrizität?den effektivsten und sichersten Weg von einem Gerät zurück zur Erde über eine?elektrische?Schalttafel. Die elektrische Erdung ist ein Reserveweg, der im Allgemeinen nur bei einem Fehler in der Verkabelung verwendet wird.
Einige Grundlagen der Elektrizität
Der elektrische Strom im Leitungssystem Ihres Hauses besteht aus einem Elektronenfluss in den Metalldrähten. Der Strom hat zwei Formen, eine negative und eine positive Ladung, und dieses geladene elektrische Feld wird von riesigen Generatoren erzeugt, die vom Energieversorgungsunternehmen betrieben werden, manchmal viele hundert Kilometer entfernt.
Die negative Hälfte der Ladung ist der „heiße“ Strom, der durch ein riesiges Netz von Hochspannungsleitungen, Umspannwerken und Transformatoren zu Ihrem Haus gelangt. Im Stromnetz Ihres Hauses wird der heiße Strom normalerweise von schwarzen Drähten transportiert, während die neutralen Drähte, die weiß sind, die positive Ladung tragen. Die Physik des Stromflusses ist komplizierter, als die meisten einfachen Erklärungen vermitteln können, aber im Wesentlichen versucht die Elektrizität, ihre Elektronen zur „Erde“ zurückzubringen, das heißt, ihre negative Energie zu entladen und ins Gleichgewicht zurückzukehren. Normalerweise fließt der Strom durch die neutralen Drähte des elektrischen Systems zurück zur Erde. Sollte dieser Weg jedoch unterbrochen werden, kann der heiße Strom stattdessen durch andere Materialien fließen, z. B. durch Metall- oder Holzrahmen, Metallrohre oder brennbare Materialien in Ihrer Wohnung. Dies kann bei einem Kurzschluss passieren, der die Ursache für die meisten elektrischen Brände und Stromschläge ist. Von einem Kurzschluss spricht man, wenn der Strom außerhalb der Drähte fließt, durch die er eigentlich fließen sollte – mit anderen Worten, wenn er einen kürzeren Weg zur Erde nimmt.
Das Hauserdungs-System
Um dieser Gefahr vorzubeugen, verfügt das elektrische System Ihres Hauses über einen Sicherungsplan – ein System von Erdungsdrähten, das parallel zu den heißen und neutralen Drähten verläuft. Es bietet einen alternativen Weg für den elektrischen Strom, falls das System aus heißen und neutralen Drähten, die normalerweise den Strom leiten, ausfällt. Wenn sich z. B. eine Drahtverbindung löst oder ein Nagetier einen Draht durchnagt, leitet das Erdungssystem den Streustrom über diesen alternativen Weg zurück zur Erde, bevor er einen Brand oder einen Stromschlag verursachen kann.
Der Erdungspfad besteht im Allgemeinen aus einem System von blanken Kupferdrähten, die mit jedem Gerät und jeder Metalldose in Ihrem Haus verbunden sind. In standardmäßigen ummantelten NM-Kabeln ist dieser blanke Kupferdraht zusammen mit den isolierten leitenden Drähten im Kabel enthalten. Die blanken Kupfererdungsdrähte enden in einer Erdungsschiene in Ihrer Hauptschalttafel, und diese Erdungsschiene ist wiederum mit einem tief in die Erde getriebenen Erdungsstab außerhalb Ihres Hauses verbunden. Dieses Erdungssystem bietet einen Weg des geringsten Widerstands für die Elektrizität, der zurück zur Erde führt, falls eine Unterbrechung in der Verkabelung dazu führt, dass Elektrizität aus dem bevorzugten System schwarzer und weißer Drähte „austritt“.
In den meisten Hausinstallationen ist das Erdungssystem an jeder Steckdose zu erkennen, wo der dritte runde Schlitz in der Vorderseite der Steckdose den Erdungsanschluss darstellt. Wenn ein geerdetes Gerät in eine solche Steckdose eingesteckt wird, ist der runde Erdungsstift direkt mit dem System der blanken Kupfererdungsdrähte in den Stromkreisen des Hauses verbunden.Nicht alle Häuser verfügen über dieses ausgeklügelte und vollständige Erdungssystem, das aus einem Netz aus blanken Kupferdrähten besteht. Während ein solches Erdungssystem in Häusern mit Leistungsschaltern, die mit ummantelten NM-Kabeln verdrahtet sind, Standard ist, können ältere, vor 1965 installierte Verkabelungssysteme über Metallrohre oder Metallkabel und nicht über blanke Kupfererdungsdrähte geerdet sein. Und noch ältere Systeme, die vor 1940 installiert wurden, haben möglicherweise überhaupt keine Erdung. Dies ist der Fall bei der Verdrahtung mit Knöpfen und Rohren, wo es keinerlei Erdungspfad gibt. Viele ältere Systeme wurden bereits auf den neuesten Stand gebracht, und es ist eine gute Idee, dies zu tun, wenn Ihre Verkabelung zu dieser älteren Generation gehört. Ein Hinweis darauf, dass Ihre Verkabelung alt ist, ist, wenn die Steckdosen zwei statt drei Schlitze haben. Das bedeutet, dass die Steckdosen möglicherweise nicht geerdet sind.
Eingebauter Schutz
Ihr Hausinstallationssystem umfasst auch andere Sicherheitsvorrichtungen, die helfen, Katastrophen zu verhindern. Stromkreisunterbrecher oder Sicherungen schützen und kontrollieren jeden einzelnen Stromkreis. Die Unterbrecher oder Sicherungen haben zwei Funktionen: Sie schützen die Drähte vor Überhitzung, wenn sie durch zu viel Strom überlastet werden; außerdem erkennen sie Kurzschlüsse und lösen aus, um den Stromfluss sofort zu unterbrechen, wenn Probleme auftreten. Bei einem Kurz- oder Erdschluss führt eine plötzliche Verringerung des Widerstands dazu, dass eine unkontrollierbare Strommenge fließt, worauf der Schutzschalter mit einer Auslösung reagiert. Dies bietet zusätzlichen Schutz, falls Strom mit diesen Metallrohren in Berührung kommt. Häufig wird diese Erdung durch einen Erdungsdraht hergestellt, der an ein Metallwasserrohr in der Nähe des Warmwasserbereiters oder an der Stelle, an der die öffentliche Wasserleitung in Ihr Haus führt, geklemmt wird.
Erdung des Geräts
Nicht nur Ihre Hausinstallation ist aus Sicherheitsgründen geerdet, sondern auch viele steckerfertige Geräte und Apparate. Elektrowerkzeuge, Staubsauger und viele andere Geräte sind viel sicherer, wenn sie einen dritten Zacken am Kabelstecker haben, der so geformt ist, dass er in den runden Erdungsschlitz einer Steckdose passt. Das Vorhandensein dieses dritten Stifts zeigt an, dass das Gerät über ein Erdungssystem verfügt, und es ist wichtig, dass diese Geräte an geerdete Steckdosen angeschlossen werden. Es ist bekannt, dass manche Leute den Erdungsstift eines Gerätesteckers abschneiden, damit er in eine Steckdose oder ein Verlängerungskabel passt, die keinen Erdungsschlitz haben. Dies ist eine äußerst gefährliche Praxis, die zu einem Stromschlag führen kann, wenn die interne Verdrahtung des Geräts einen Kurzschluss verursacht.
Steckeradapter
Die meisten Menschen sind mit den Steckeradaptern vertraut, mit denen dreipolige Stecker in zweipolige Steckdosen eingesteckt werden können. Es ist wichtig zu wissen, dass diese Adapter NUR dann einen Erdungsschutz bieten, wenn der Pigtail-Draht oder die Metallschlaufe des Adapters ordnungsgemäß an der Befestigungsschraube der Abdeckplatte der Steckdose befestigt ist UND wenn die Schraube der Abdeckplatte mit einer Metalldose verbunden ist UND wenn diese Metalldose ordnungsgemäß geerdet ist. Dies ist keineswegs eine sichere Sache, so dass dreipolige zu zweipoligen Adaptern, wenn überhaupt, nur mit großer Vorsicht verwendet werden sollten.
Wo eine geerdete Steckdose nicht möglich ist, wie z. B. bei älteren Leitungen, kann ein gewisser Schutz durch die Installation eines FI-Schutzschalters (GFCI) an dieser Stelle gewährleistet werden. Der FI-Schutzschalter erkennt Erdungsfehler und schaltet den Strom ab, bevor Streustrom Probleme verursachen kann. Natürlich haben nicht alle Geräte und Steckvorrichtungen einen dreipoligen geerdeten Stecker, und diese sind immer noch sicher zu verwenden, da sie normalerweise eine doppelt isolierte Konstruktion haben, die das Risiko von Kurzschlüssen minimiert.Article SourcesBestHome365 verwendet nur hochwertige Quellen, einschließlich von Experten begutachtete Studien, um die Fakten in unseren Artikeln zu unterstützen. Lesen Sie unseren redaktionellen Prozess, um mehr darüber zu erfahren, wie wir unsere Inhalte auf ihre Richtigkeit, Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit hin überprüfen.
