Heimwerker Fragen Werden Von Erfahrenen Gärtner Beantwortet

F√ľr was ist der Erdungsdraht?

Eugene ist ein qualifizierter Kontroll- / Instrumentierungsingenieur Bsc (Eng) und hat als Entwickler von Elektronik und Software f√ľr SCADA-Systeme gearbeitet.

Was ist ein Erdungskabel?

Die hei√üen und neutralen Adern in einem Stromkabel werden verwendet, um die Ger√§te in Ihrem Haus mit Strom zu versorgen. Was ist mit dem gr√ľnen Kabel, warum wird es ben√∂tigt? Dies ist bekannt als der Boden und ist ein zus√§tzlicher Draht, der f√ľr die Sicherheit von Ihnen und Ihrem Haus enthalten ist.

Hinweis: Dieser Artikel wurde f√ľr ein amerikanisches Publikum geschrieben, daher bezeichne ich den Schutzleiter als 'Masse'. In anderen L√§ndern wird es jedoch auch 'Erde' genannt. Ein weiterer Unterschied ist, dass der Begriff 'hei√ü' verwendet wird, der auch als 'live' bezeichnet wird. Der dritte Unterschied ist, dass eine zweite Hotline oft an Haushalte geliefert wird, was zu einer 240-Volt-Versorgung (zwischen den zwei Hot-Anschl√ľssen) zus√§tzlich zu der 120-Volt-Versorgung f√ľhrt

Quelle

Was sind die Drähte in einem Stromkabel?

Heiß

Dieser Draht liegt auf einem Potential von etwa 110 bis 120 Volt gegen√ľber Masse. Strom flie√üt durch diesen Draht zu einem Ger√§t. Hot wird in anderen L√§ndern auch als 'live' bezeichnet.

Neutral

Der Neutralleiter liegt auf einer Spannung nahe oder gleich der Masse. Strom, der √ľber den Hitzdraht zu einem Ger√§t flie√üt, kehrt √ľber den Nullleiter in ein Kabel zur√ľck. (Siehe Anmerkung unten)

Boden

Dies ist ein Schutzleiter, enthalten, um Schock und / oder Feuer zu verhindern. Boden wird in einigen Ländern auch als 'Erde' bezeichnet.

Die Versorgung durch den Transformator, der Ihr Zuhause speist, ist in zwei Phasen aufgeteilt und in den USA sind zusätzlich zu einem Neutralleiter 2 Hots vorgesehen. Geringere Leistungsverbraucher werden entweder zwischen den Hot- und den Neutralleiter geschaltet und dies ergibt eine 120-Volt-Versorgung. Die Spannung zwischen den beiden Hotspots beträgt 240 Volt zur Versorgung von Geräten mit höherer Leistung.

Hinweis: Die Stromversorgung in unseren H√§usern ist Wechselstrom. W√§hrend wir also eher an Strom denken, der durch den hei√üen Draht zu einem Ger√§t flie√üt und √ľber den neutralen Draht zur√ľckkehrt, flie√üt der Strom tats√§chlich in beide Richtungen. F√ľr die H√§lfte eines Wechselstromzyklus flie√üt der Strom durch den hei√üen Strom und kehrt √ľber den neutralen Draht zur√ľck. W√§hrend der zweiten Halbperiode wird der Prozess umgekehrt und Strom flie√üt √ľber Neutralleiter zum Ger√§t und √ľber Hot zur√ľck.

Boden - Der Schutzleiter

Die flexiblen oder festverdrahteten Ger√§te mit Metallgeh√§use enthalten einen Masseleiter (gr√ľn in den USA oder gr√ľn / gelb in der EU) zus√§tzlich zu hei√ü und neutral. Im Inneren des Ger√§ts ist der Erdungskern des Kabels mit dem Au√üengeh√§use des Ger√§ts verbunden. Die Verbindung kann entweder mit einer Schraubklemme oder einer Ringcrimp- und selbstschneidenden Schraube hergestellt werden. Masse wirkt als 'Bypass' f√ľr Str√∂me im Fehlerfall. Feste (z. B. W√§rmestrahler, K√ľchenger√§te) und tragbare, dh schnurgebundene Ger√§te mit Fremdmetall, die bei normalem Gebrauch ber√ľhrt werden k√∂nnen, m√ľssen geerdet sein

Der Fehler könnte folgende Ursachen haben:

  • Leiter (z. B. Kabel, Klemmen, Bauteile) bei hei√üem oder nahezu vollem Netzpotential brechen, biegen oder l√∂sen sich und ber√ľhren das Geh√§use des Ger√§tes
  • Aufschl√ľsselung der Isolierung. Zum Beispiel k√∂nnte die Isolierung an den Adern des Power Flex im Inneren eines Ger√§ts besch√§digt werden oder isolierende Abstandshalter k√∂nnten sich l√∂sen. Auch Metallteile wie Schrauben oder Muttern, die sich gel√∂st haben, k√∂nnten den Spalt zwischen hei√ü und Metallgeh√§use √ľberbr√ľcken
  • Beim Bohren durch eine Wand Kontakt mit einem Stromkabel herstellen
Inside a microwave oven, the ground core of the power flex is connected to the casing using a ring crimp and screw. Note the symbol for ground
In einem Mikrowellenherd wird der Erdungskern des Power Flex mit einer Ringcrimp und Schraube mit dem Geh√§use verbunden. Beachten Sie das Symbol f√ľr den Boden

Was passiert während eines Fehlers, wenn eine Appliance nicht geerdet ist?

Wenn ein Fehler auftritt, wird das externe Metall eines Ger√§ts eingeschaltet und die Spannung in Bezug auf die Erde betr√§gt bis zu 120 Volt, je nachdem, welcher Teil des internen Schaltkreises das Geh√§use ber√ľhrt. Wenn das Metall nicht geerdet ist und jemand das Ger√§t ber√ľhrt, flie√üt der Strom durch den K√∂rper zur Erde. Wenn sie Gl√ľck haben und Schuhe mit Gummisohlen haben und auf einem trockenen Boden stehen, k√∂nnen sie ein Kribbeln sp√ľren. Wenn die Bedingungen jedoch feucht sind, sie nasse H√§nde haben und im Freien stehen, ist es wahrscheinlicher, dass sie einen starken Schock erleiden. Wenn eine Hand das Ger√§t ber√ľhrt und die andere ein geerdetes Objekt ber√ľhrt, z. B. Rohrleitungen, Masten, Heizk√∂rper oder was auch immer, wird Strom √ľber ihr Herz flie√üen, ein gef√§hrlicheres Szenario. Wenn die Person Pech hat oder ein Herzleiden hat, kann dies t√∂ten.

Warum fließt der Strom zu Boden?

Der Grund daf√ľr, dass Strom gegen Masse flie√üt, liegt darin, dass der Sternpunkt im Speisetransformator √ľber einen Masseleiter mit einer Masseelektrode verbunden ist. Dies erh√∂ht das Potential des hei√üen Leiters auf ungef√§hr 120 Volt in Bezug auf die Erdoberfl√§che. W√§hrend eines Fehlers oder wenn jemand einen stromf√ľhrenden Leiter ber√ľhrt, flie√üt Strom durch den Boden zur√ľck zum Transformator. Trennbare Sicherheitstransformatoren, die manchmal dazu verwendet werden, Werkzeuge auf Baustellen mit Strom zu versorgen, isolieren den Neutralleiter von der Erde, so dass der Strom nicht flie√üen kann (oder zumindest sehr wenig), wenn ein Fehler auftritt. Diese Transformatoren werden auch in L√§ndern, in denen 230 Volt die Standardversorgungsspannung sind, in 110 Volt umgewandelt. Dies reduziert den Strom auf ein sichereres Niveau, wenn jemand einen Schock erleidet.

Warum ist der Versorgungstransformator geerdet?

Die Erdung des Neutralleiters des Versorgungstransformators ist eine Sicherheitsma√ünahme, die getroffen wird, um gef√§hrliche Spannungssteigerungen (gr√∂√üer als die hei√üe Spannung) an den hei√üen oder neutralen Leitern, die in ein Haus eindringen, zu eliminieren. Dies k√∂nnte zum Beispiel auftreten, wenn eine Hochspannungsleitung (m√∂glicherweise Hunderte von Kilovolt) auf einer Leitung mit 'niedriger' Spannung (120 Volt) bricht und landet. Ein anderes Szenario ist die Isolierung zwischen der Prim√§r- und Sekund√§rseite des Transformators, die durchbrochen wird. Dies k√∂nnte dazu f√ľhren, dass die Prim√§rspannung (> 10kV) auf der Sekund√§rseite erscheint. Eine weitere M√∂glichkeit ist ein Blitzschlag auf den Linien. Statische Ladung kann auch einen Spannungsaufbau in Leitungen verursachen. Bei der Erdung zieht der Nullleiter die Spannung der Leitung, so dass der Neutralleiter nahe an dem Potenzial der Erde liegt, auf der wir stehen, und die Spannung an jeder der beiden Leitungen 120 Volt nicht √ľberschreitet.

The path of fault current when someone touches a non-grounded faulty appliance (2nd hot in U.S. wiring systems not shown)
Der Pfad des Fehlerstroms, wenn jemand ein nicht geerdetes fehlerhaftes Ger√§t ber√ľhrt (2. Hot in US-Verkabelungssystemen nicht gezeigt)

Wie löst die Erdung das Problem?

Erdung bietet einen Bypass, Shunt oder eine Abk√ľrzung, durch die Strom flie√üen kann, anstatt durch die Person, die ein Ger√§t ber√ľhrt, zur Erde zu gelangen. Dr√§hte, die als Ger√§teerdungsleiter (EGC) bezeichnet werden, werden von der Schalttafel √ľber die feste Verkabelung zu allen Steckdosen, festen Ger√§ten wie Bereichen oder Warmwasserbereitern, Lichtschaltern und Deckenrosen in Ihrem Haus gef√ľhrt. Im Falle eines tragbaren Ger√§ts verl√§uft dieser Erdungspfad vom Stift im Stecker √ľber den Flex zum Metallgeh√§use des Ger√§ts. Bei der Schalttafel sind alle diese Leiter an der Haupt-Erdungsklemme verbunden. Ein Erdungselektrodenleiter (GEC) verl√§uft au√üerhalb des Gel√§ndes zu einer im Boden eingebetteten Erdungselektrode .

Tritt ein Fehler auf, flie√üt Strom √ľber den Erdleiter zur√ľck zum Schaltschrank. Wenn ein TNC- oder TNCS-Erdungssystem verwendet wird, sind alle Neutralleiter an der Schalttafel mit Masse verbunden (oder der Neutralleiter und die Erdung k√∂nnen am Ausgang des Stromz√§hlers angeschlossen werden ) Der Fehler am Ger√§t wird effektiv zu einem Fehler von hei√ü zu neutral, praktisch zu einem Kurzschluss. Ein gro√üer √úberstrom flie√üt, und dies l√∂st den MCB (Leitungsschutzschalter) und m√∂glicherweise auch den GFCI (was immer zuerst wirkt) f√ľr den Stromkreis aus, unterbricht die Stromversorgung und macht alles sicher.

Die Erdung hat jedoch auch eine andere wichtige Funktion. Selbst wenn der Strom nicht ausreicht, um einen Unterbrecher auszul√∂sen (im Fall eines TT - Erdungssystems), bricht der Neutralleiter au√üerhalb des Hauses, oder Streustr√∂me im Neutralleiter verursachen einen gef√§hrlichen Anstieg des Potentials, er reduziert die Ber√ľhrungsspannung zwischen dem Geh√§use von das Ger√§t und der Bereich auf dem Boden, auf dem die Person auf einem sicheren Stand steht. Dies liegt daran, dass die Impedanz eines EGC viel geringer ist als die √§quivalente Impedanz des Bodens zwischen den R√§umlichkeiten und dem Versorgungstransformator, und da die beiden Impedanzen in Reihe geschaltet sind, f√§llt eine viel kleinere Spannung √ľber den EGC als die gesamte Versorgungsspannung ab und so ist die Gefahr reduziert.

The low impedance ground conductor shunts current away from the person touching the appliance, reducing the touch voltage to a safe level. (In reality the conductor passes via the plug and flex of the appliance and electrical panel to the ground rod)
Der Erdungsleiter mit niedriger Impedanz leitet Strom von der Person ab, die das Ger√§t ber√ľhrt, und reduziert die Ber√ľhrungsspannung auf ein sicheres Niveau. (In der Realit√§t geht der Leiter √ľber den Stecker und Flex des Ger√§tes und der elektrischen Platte zum Erdungsstab)

Namenskonvention in den USA und Großbritannien

Geräteerdungsleiter (EGC) = Schutzerdungen (PE) in Großbritannien.

Haupt-Erdungsklemme = Haupt-Erdungsklemme in Großbritannien.

Erdungselektrode = Erdungselektrode in Großbritannien.

Doppelt isolierte und nicht geerdete Geräte

Haushaltsger√§te wie Haartrockner, Fernsehger√§te, K√ľchenger√§te in der Hand usw. haben im Allgemeinen Kunststoffgeh√§use. Wenn ein Fehler im Inneren des Ger√§tes auftritt, z. B. wenn ein Draht oder ein Bauteil das Innere des Geh√§uses ber√ľhrt, besteht keine Gefahr, da der Kunststoffk√∂rper ein Isolator ist. Diese Ger√§te haben keinen Erdungsdraht im Flex. Einige Ger√§te wie Elektrowerkzeuge sind nicht geerdet und stattdessen 'doppelt isoliert'. Dies bedeutet, dass, obwohl das √§u√üere Geh√§use des Werkzeugs oder Ger√§ts ein Metall sein kann, eine ausreichende Trennung und Isolierung des externen Metalls von internen hohen Spannungen bewirkt wird, um einen elektrischen Schlag zu verhindern. Diese Ger√§te haben auch kein Erdungskabel im Kabel. Doppelt isolierte Ger√§te k√∂nnen extrem gef√§hrlich sein, wenn sie nass werden. Dies liegt daran, dass das Geh√§use nicht geerdet ist und unter Spannung gesetzt werden kann, wenn Wasser die Trennung zwischen aktiven Teilen und Geh√§use durchbricht. Es ist auch unwahrscheinlich, dass der MCB ausl√∂st, und der GFI funktioniert m√∂glicherweise auch nicht.

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Ein ber√ľhrungsloser Fluke-Detektor 'VoltStick' ist ein Standardwerkzeug in jedem Elektrikerwerkzeugsatz, aber auch f√ľr Hausbesitzer n√ľtzlich. Ich benutze eine davon, um zu erkennen, welcher Leiter live ist, wenn ich zu Hause arbeite. Es ist auch n√ľtzlich, um zu √ľberpr√ľfen, ob es einen Power Flex gibt und wo der Break auftritt.

Hinweis: Es ist immer eine gute Idee, einen Neon-Tester zu verwenden, um zu √ľberpr√ľfen, ob die Stromversorgung bei einer elektrischen Wartung definitiv ausgeschaltet ist.

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GFCI

Eine Sicherheitsvorrichtung, die als GFC I oder Ground Fault Circuit Interrupter (auch bekannt als GFI oder RCD - Residual Current Device) bezeichnet wird, wird wahrscheinlich in den meisten modernen Installationen eingebaut. Dieses Ger√§t √ľberwacht den √ľber den Hei√üleiter und √ľber den Neutralleiter zur√ľckflie√üenden Strom. Normalerweise sind diese Str√∂me gleich. Wenn der Strom gegen Masse leckt, flie√üt nicht der gesamte Strom durch den GFCI. Die Elektronik im Ger√§t erkennt dieses Ungleichgewicht und es l√∂st aus, wodurch die Stromversorgung unterbrochen wird. Der Ausl√∂sestrom f√ľr einen Fehlerstromschutzschalter betr√§gt normalerweise 30 mA, kann aber abh√§ngig von den Bedingungen h√∂her oder niedriger sein. Ein Fehlerstromschutzschalter behandelt Situationen, in denen jemand einen spannungsf√ľhrenden Leiter ber√ľhrt, z. B. ein besch√§digtes Netzkabel mit freiliegenden Adern oder der Anschluss eines Wasserkochers, der in einem Wasserbecken auf einem Waschbecken zur√ľckgelassen wurde. (Es kann auch noch stolpern, wenn feuchtes Brot in einem Toaster stecken bleibt und das Element ber√ľhrt!)
Ein GFCI reagiert auch auf Fehler, wie oben beschrieben, wo heißer Kontakt mit dem geerdeten Körper eines Geräts ist. Das Gerät schaltet die Stromversorgung ab, wenn der MCB nicht 'zuerst da ist'.

Eine weitere Funktion des GFCI ist die Verhinderung von Feuer. Ber√ľcksichtigen Sie die Situation, in der ein besch√§digter und freiliegender Leiter in Kontakt mit feuchtem Holz oder geerdetem Material, z. B. Rohren oder Rohrleitungen, kommt. Dies kann Funken erzeugen und ein Feuer ausl√∂sen, wenn sich entflammbares Material in der N√§he befindet, z. B. S√§gemehl, Holzsp√§ne oder Isolierung. Der Strom reicht m√∂glicherweise nicht aus, um einen Schutzschalter auszul√∂sen, jedoch wird der kleine Leckstrom zur Erde wahrscheinlicher vom GFCI erkannt, wodurch er ausgel√∂st und die Stromversorgung unterbrochen wird.

GFCIs k√∂nnen an der Schalttafel installiert werden, sie sind in Form einer GFCI-Steckdose erh√§ltlich, und Sie k√∂nnen auch einen GFCI-Adapter kaufen, der in eine Steckdose eingesteckt wird. Ein Ger√§t wird dann in den Adapter eingesteckt. Dies ist ein lohnendes Sicherheitszubeh√∂r f√ľr eine Verl√§ngerungsleitung, wenn Sie Elektrowerkzeuge im Garten verwenden.

Drei Arten von Erdungssystemen

TNCS oder PME (Sch√ľtzende Mehrfacherdung)

Dieses System verwendet eine kombinierte Masse / Neutralleiterverbindung zum Versorgungstransformator. Diese wird dann nach dem Z√§hler in separate Masse- und Neutralleiter aufgeteilt. Ein Masse-zu-Masse-Fehler wird effektiv zu einem Hei√ü-Neutral-Fehler, und da die Impedanz zur√ľck zum Transformator niedrig ist, stellt der gro√üe Kurzschlussstrom sicher, dass ein MCB f√ľr die Schaltung ausl√∂st. Das Problem bei dieser Art von System besteht darin, dass das volle Netzpotential bei Fremdmetallarbeiten eines Ger√§ts auftreten kann, wenn der Neutralleiter au√üerhalb des Geb√§udes bricht. Deshalb ist die Masseelektrode so wichtig. Der Erdteil zwischen der Erdungselektrode auf dem Gel√§nde und dem Punkt, an dem der Versorgungstransformator geerdet ist, wirkt wie ein Potentialteiler. Wenn jemand ein geerdetes Ger√§t ber√ľhrt, ist die Ber√ľhrungsspannung zwischen der Hand und den F√ľ√üen gleich der Spannung zwischen dem Punkt, an dem die Elektrode in den Boden eindringt, und den F√ľ√üen. Da dieser Abstand wahrscheinlich ein Bruchteil der Entfernung zum Versorgungstransformator ist, wird die Spannung proportional verringert. Das Elektrizit√§tsversorgungsunternehmen kann mehrere Erdungs- oder Erdungspunkte von der Neutralleitung zwischen Transformator und Geb√§ude installieren, um die Folgen und die Gefahr eines gebrochenen Neutralleiters zu verringern (insbesondere, wenn sie weit voneinander entfernt sind).

TNS

Das TNS-System wird häufig verwendet, wenn ein Boden durch die Panzerung des Versorgungskabels bereitgestellt werden kann. Wenn die Panzerung korrodiert und einen schlechten Boden verursacht, kann dieses System in TNCS umgewandelt werden.


TT

Das TT-System wird verwendet, wenn Strom √ľber Kopf flie√üt. Das System verwendet die Masse der Erde als R√ľckweg f√ľr Fehlerstr√∂me. Es besteht nicht die Gefahr eines gebrochenen Neutrals. Wenn ein Haus vom Versorgungstransformator entfernt ist, kann der Fehlerstrom w√§hrend eines Erdschlusses nicht ausreichen, um einen Leistungsschalter auszul√∂sen, weil der Erdwiderstand zu gro√ü ist. Seit der Entwicklung von FI-Schutzschaltern, die kleine Ableitstr√∂me gegen Erde erkennen k√∂nnen, ist dies weniger ein Problem. TT-Systeme k√∂nnen in TNCS-Systeme umgewandelt werden, bei denen der Boden und der Neutralleiter am Austrittsort des Z√§hlers neutralisiert oder miteinander verbunden sind.

Ungeerdete und geerdete Steckdosen - NEC Regulations

In den USA werden sowohl ungeerdete als auch geerdete Steckdosen verwendet. Ungeerdete Steckdosen sind in neuen Geb√§uden verboten, aber in F√§llen, in denen ein Ger√§teschutzleiter nicht vorhanden ist, erlauben NEC-Code-Ausnahmen, dass diese entweder durch eine andere nicht geerdete Steckdose, eine GFCI-Steckdose oder eine Erdungsbuchse ersetzt werden, die von einem GFCI gespeist wird Die Steckdose ist mit 'Keine Ger√§teerdung' und 'GFCI-gesch√ľtzt' gekennzeichnet.
2-polige geerdete Steckdosen können mit zusätzlichen Erdungskabeln zu 3-poligen geerdeten Steckdosen erweitert werden.

Verbindung

Metallarbeiten wie Wasser- und Heizungsrohre und Hei√üwassererw√§rmer werden mit einem schweren Messkabel geerdet, das zur√ľck zum Schaltschrank gef√ľhrt wird. Dies stellt sicher, dass, wenn ein hei√üer Draht mit diesen Diensten in Kontakt kommt, ein gro√üer Strom flie√üt und den Unterbrecher ausl√∂st. Das Kabel f√ľr hohe Dr√ľcke ist so bemessen, dass es den Strom flie√üen kann, der flie√üen kann, wenn ein Strom aus einem Hochstromkreis mit dem Service in Kontakt kommt. Auch das schwere Messger√§t h√§lt den Widerstand des Kabels niedrig. Dies stellt sicher, dass, wenn Strom durch diesen Widerstand flie√üt, der resultierende Spannungsanstieg unter sicheren Grenzen gehalten wird. Das ist lebenswichtig in Badezimmern, wo alles feucht ist und wir vielleicht in unseren nackten F√ľ√üen sind und einen relativ guten elektrischen Kontakt haben. Alles wie Heizk√∂rper, Wasserrohre, Wandheizk√∂rper und der Ablauf in der Badewanne / Dusche sind durch einen Verbindungsleiter miteinander verbunden. Dieser 'Potentialausgleich' h√§lt alles auf der gleichen Spannung und es gibt keinen Spannungsunterschied zwischen beispielsweise einem Duschkopf und dem Abfluss.

Quelle

Elektrische Verdrahtung Farbcodes

Dieser Wikipedia-Artikel enth√§lt viele Informationen √ľber die Verkabelung und Farbcodes, die in verschiedenen L√§ndern auf der ganzen Welt verwendet werden.

http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_wiring

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