Messverfahren Am äusseren Blitzschutz Daniel Rölli

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Messverfahren am äusseren Blitzschutz Daniel Rölli Elektro-Ausbildungszentrum Zentralschweiz (EAZ), Horw Regel des CES Blitzschutzsystems Der Erdübergangswiderstand muss mindestens an einer Anschlussstelle der Ableitungen (Messstelle) mittels 2- oder 3 Punktmessung zu messen sein und in einem Protokoll festgehalten werden. Ein Grenzwert für den Erdübergangswiderstand ist nicht festgelegt. Für die Messungen sind alle Verbindungen zwischen den Ableitungen und dem Erdungssystem zu trennen. Die Messung wird an der Gesamterdungsanlage (alle von aussen eingeführten Leitungen am Schutzpotentialausgleichsleiter nicht angeschlossen) vorgenommen. (SNR 464022 11.3.4) 05.11.2015 © 2 Regel des CES Blitzschutzsystems 05.11.2015 © 3 Regel des CES Blitzschutzsystems Die Verbindung aller Anschlusspunkte mit dem Erdungssystem ist mittels einer Durchgangsmessung (Niederohmmessung; Richtwert ≤ 1Ω) zu prüfen. (SNR 464022 11.3.5) 05.11.2015 © 4 Regel des CES Blitzschutzsystems ≤1Ω 05.11.2015 © 5 Regel des CES Blitzschutzsystems Nachträglich erstellte Erdungsanlagen bei bestehenden Gebäuden mit geringen Abmessungen und ohne Anforderungen an den inneren Blitzschutz, können mit einer vereinfachten Erdungsanlage nachgerüstet werden. Jede Ableitung ist mit einem oder mehreren Tiefen-, oder Staberdern zu verbinden. Der Erdübergangswiderstand pro Ableiter darf max. 10 Ω betragen. (SNR 464022 6.3.5.1) 05.11.2015 © 6 Erdungswiderstand Als Erdungswiderstand wird der elektrische Widerstand zwischen den Anschlussklemmen eines Erders (Erderelektrode) und dem Erdreich bezeichnet. 05.11.2015 © 7 Erdungswiderstand Der Erdungswiderstand setzt sich aus mehreren Einzelwiderständen zusammen: 1. Widerstand der Anschlussleitungen und der Verbindungselemente 2. Widerstand des Erders, d. h. der metallischen Erderelektrode 3. Übergangswiderstand des Erders zur umgebenden Erde 4. Ausbreitungswiderstand des Bodens in der Nähe der Erderelektrode 05.11.2015 © 1 3 2 4 8 Erdungswiderstand In der Praxis spielen die Widerstandsanteile der Anschlussleitung, der Verbindungselemente (Klemmen), sowie der Widerstand der metallischen Erderelektrode keine grosse Rolle. Der Übergangswiderstand des Erders zur umgebenden Erde hängt weniger vom Querschnitt, als von der Oberfläche der Erderelektrode ab. 05.11.2015 © 9 Messverfahren Es gibt verschiedene Messverfahren um Erdungswiderstände zu ermitteln. Bei Blitzschutzanlagen werden meistens folgende Verfahren angewendet: • Mit Erdungsmessgeräten mit eigener Spannungsquelle nach dem Strom- Spannungsverfahren • Mit Schleifenimpedanzmessgeräten und Netzspannung als Spannungsquelle • Erdungswiderstandsmessung mit Strommesszangen 05.11.2015 © 10 Strom-, Spannungsverfahren • Es werden zwei Hilfselektroden (Hilfserder und Sonde) gesetzt • Der Messstrom fliesst vom Erder (E) über den Hilfserder (H) • Die Spannung wird zwischen Erder und Sonde (S) gemessen • Der Widerstandswert wird aus diesen beiden Werten ermittelt (RE= U / I) Die Frequenz des Messstromes darf nicht dem Vielfachen der technischen Frequenzen entsprechen. 05.11.2015 © Spannung U 11 Strom-, Spannungsverfahren • Durch den Messstrom wird um Erder (E) und Hilfserder (H) ein Spannungstrichter erzeugt • Die Messsonde (S) muss ausserhalb dieses Bereiches, im Bereich der „neutralen Erde“ gesetzt werden Spannung U 05.11.2015 © 12 Strom-, Spannungsverfahren • Bei der Messung Sonde und Hilfserder tauschen • Ebenfalls die Position der Sonde variieren (z.B. um ±10% des Abstandes versetzen) • Ergeben sich keine grossen Abweichungen, kann der ermittelte Wert als Ergebnis gelten. S‘ S S‘‘ H E • Die Messanordnung kann in einer Linie erfolgen • Erfahrungen haben ergeben, dass sich die besten Messergebnisse erzielen lassen, wenn die Sonde auf ca. 62% gesetzt wird. 05.11.2015 © 13 Schleifenimpedanzmessung • Diese Methode benötigt kein spezielles Erdungswiderstandsmessgerät • Es wird ein übliches Schleifenimpedanzmessgerät (Installationstester) benutzt • Als Messspannung wird die Netzspannung benutzt L1 L2 L3 N PEN E RB 05.11.2015 © PE HPA RA 14 Schleifenimpedanzmessung Nachteile dieses Messverfahrens sind: - Schlechte Unterdrückung von Störungen mit Netzfrequenz - Mögliche Gefährdung durch den Prüfstrom bei einem defektem Erder - Auslösung eines RCD durch den Prüfstrom möglich! Achtung: Bei einem hochohmigen oder defekten Erder kann während der Messung eine hohe Berührungsspannung auftreten, welche eine Gefährdung für den Prüfer oder für andere Personen verursachen kann! Hinweis: Das Messergebnis ist die Reihenschaltung des Anlagenerders (RA) des EVU-Erders (RB), des Trafoinnenwiderstands und der Leitungsimpedanzen. Der tatsächliche Wert des Erders ist auch hier kleiner als der angezeigte Messwert. 05.11.2015 © 15 Selektive Erdungsmessung Die selektive Erdungsmessung (Messung mit einer Stromzange) wird eingesetzt, wenn in einem vermaschten Erdungssystem der Widerstand einzelner Erder gemessen werden soll. Die Erdungsmessung ohne Stromzange würde den Erdungswiderstand der gesamten Anlage ergeben. Das Fehlen oder schlechte Werte einzelner Erdungsanschlüsse könnte nicht erkannt werden. 05.11.2015 © 16 Selektive Erdungsmessung • Es werden Hilfserder und Sonde gesetzt • Der gesamte Messstrom fliesst vom Erder (E) über den Hilfserder (H) • Die Spannung wird zwischen Erder und Sonde (S) gemessen • Mit der Stromzange wird der Strom über einen einzelnen Erder gemessen (RE= U/IZANGE) I U 05.11.2015 © 17 Erdungsmesszange 05.11.2015 © Spannung UIND Strom IZ • Es werden keine Hilfselektroden benötigt • Die Stromzange induziert eine Spannung in eine geschlossene Schleife und misst den Stromfluss in der Schleife • Der Widerstandswert wird aus der induzierten Spannung und dem gemessenen Strom ermittelt (RS= UIND /IZ) 18 Erdungsmesszange Messung an Erder E3 RANZ = RE3 + (RE1 // RE2) E2 E1 05.11.2015 © E3 19 Erdungsmesszange Welcher Wert wird hier ermittelt? E2 E1 05.11.2015 © E3 Diese Messung ergibt den Widerstand der Blitzableiterschleife. Diese hat mit dem Erdungswiderstand nichts zu tun! 20 Erdungsmesszange Mit einer Erdungszange kann der Widerstand jeder einzelnen Schleife bestimmt werden. Damit lässt sich die Funktion jedes einzelnen Erders ohne Auftrennen nachweisen. Achtung: Es kann jedoch nicht der gesamte Erdungswiderstand der Anlage ermittelt werden! 05.11.2015 © 21 Fragen 05.11.2015 © ? 22 © copyright Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Daniel Rölli [email protected] Quellen: EAZ; Megger; Techro 05.11.2015 © 23