Erdungsleiter, Erdungsableiter und Erder dimensionieren: Berechnung und Beispiel

Berechnung der Größe von Erdungsleiter, Erdungsableiter und Erdern

Für Erdungszwecke hängen die Querschnitte von Erdungsleiter, Erdungsableiter und Erdern von den im System verwendeten Kabeln ab. Das folgende gelöste Beispiel verdeutlicht die Ermittlung der richtigen Querschnitte für eine konkrete Installation.

Ermittlung der Querschnitte in einem Werk (Gelöstes Beispiel)

Layout der kompletten Werks-Erdungsanlage in Abb. 2. Größte Fehlerstromquelle: Transformator → mindestens eine Erdungsplatte in Transformatornähe (Position A).

Wasserspiegel ca. 30 ft tief → Grube ca. 30 ft, beide Platten in gleicher Grube (Kosteneinsparung, nur eine Grube). Für bessere Sicherheit zweite Grube ca. 12 ft bei Position B (nahe A). Wasserzugänglichkeit sicherstellen.

Anschlusspunkt C bei Hauptschalttafel. Punkt D und E (unter Kombinationsschalttafel, über Kabelkanal). Punkte über Kabel in Kabelkanälen verbunden. Beispiel betrifft nur Erdung elektrischer Betriebsmittel → zwei separate Erdungsleiter im Gesamtwerk (andere Metallteile wie Verteiler, Schalter etc. in Abb. nicht gezeigt wegen Komplexität).

Nach Platten- und Anschlusspunktwahl: Querschnitte von Erdungsleiter und Erdungsableiter über Tabelle 1. Ganze Erdungsanlage in drei Abschnitte unterteilt.

Ermittlung des Erdungsleiter-Querschnitts

Abschnitt A

Nach Tabelle 1:

• Erdungsleiter zu 50-PS-Motor (19/.064 Kabel) = 4 SWG
• Erdungsleiter zu 20-PS-Motor (7/.064 Kabel) = 10 SWG
• Erdungsleiter zu 15-PS-Motor (7/.052 Kabel) = 12 SWG
• Erdungsleiter zu 10-PS-Motor (19/.052 Kabel) = 6 SWG

Größter Motor 50 PS → zentraler Erdungsleiterpaar muss jeden Fehlerstrom der Motoren führen können. Da 50-PS-Motoren am Ende des Verteilersystems: jeder Erdungsleiter in diesem Abschnitt 4 SWG. Querschnitte für kleinere Motoren zu Hauptpaaren in Tabelle 2.2.

Abschnitt B

Nach Tabelle:

• Erdungsleiter zu 10-PS-Motor (19/.052) = 6 SWG
• Erdungsleiter zu 2-PS-Motor (7/.036) = 14 SWG

Verteilung: Erdungsleiter von 10-PS-Motor zu Anschlusspunkt E = 6 SWG; für 2-PS-Motoren = 14 SWG. Sicherer Fehlerstrompfad bei Fehler auf 10-PS-Seite.

Abschnitt C

Querschnitte:

• Erdungsleiter zu 5-PS-Motor (7/.052) = 12 SWG
• Erdungsleiter zu 10-PS-Motor (7/.036) = 14 SWG

Erdungsleiter von 15-PS zu Punkt D = 12 SWG; für 2-PS-Motoren je 14 SWG.

Ermittlung der Erdungsableiter-Querschnitte

Transformator Kabel auf Niederspannungsseite: 37/.083 → 3/0 SWG Cu-Draht (oder 3/16 × ¾ oder 1/8 Zoll Cu-Band). Fehlerstrom fließt über Erdungsplatte A oder B oder beide (abhängig von Erdwiderstand). Erdungsableiter müssen Fehlerstrom führen können.

→ 3/0 SWG für alle Erdungsableiter: Transformator zu C, C zu A, C zu D, D zu B. Fehlerstrom fließt nicht in Leitungen E zu D → dort 4 SWG (gleich größtem Erdungsleiter an E).

Dimensionierung der Erdplatten & Erder

Beide Platten unter Wasserspiegel → 2 ft × 2 ft × 1/8 Zoll Plattengröße für Haupt- und Sekundärplatte geeignet. Durchgangsprüfung nach Installation, Erdwiderstand beachten.

Steigt Erdwiderstand über 1 Ω → Zusatzplatten parallel zur Sekundärplatte zur Widerstandssenkung.

Tabelle 1: Erdungsleiter

Cu-Draht und -Band für Erdungsleiter und Erdungsableiter. (Bild参照)

Tabelle 2: Erddraht in SWG und Erder für Motoren und elektrische Geräte

(Bild参照)

Hinweis: Durchgangsprüfung der Erdungsanlage durchführen, um korrekte Funktion zu verifizieren.