Messverfahren am äusseren Blitzschutz Daniel Rölli

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)
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Regel des CES Blitzschutzsystems
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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)
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Regel des CES Blitzschutzsystems
≤1Ω
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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)
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Erdungswiderstand
Als Erdungswiderstand wird der
elektrische Widerstand
zwischen den Anschlussklemmen
eines Erders (Erderelektrode) und
dem Erdreich bezeichnet.
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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
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1
3
2
4
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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.
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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
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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.
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Spannung U
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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
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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.
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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
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PE
HPA
RA
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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.
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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.
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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
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Erdungsmesszange
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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)
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Erdungsmesszange
Messung an Erder E3
RANZ = RE3 + (RE1 // RE2)
E2
E1
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E3
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Erdungsmesszange
Welcher Wert wird hier ermittelt?
E2
E1
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E3
Diese Messung ergibt den
Widerstand der Blitzableiterschleife.
Diese hat mit dem Erdungswiderstand nichts zu tun!
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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!
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Fragen
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?
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Daniel Rölli
[email protected]
Quellen: EAZ; Megger; Techro
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