Was ist Bodenwiderstand?
Aus Sicherheitsgründen müssen alle elektrischen Geräte an einen direkten Erdungspfad angeschlossen werden. Dieser Pfad wird in der Regel von einem leitenden Stab gespeist, der gegen die Erde geschlagen wird. Ein ideales System hätte einen Erdungswiderstand von Null. Dies ist der Betrag des elektrischen Widerstands, den dieser Pfad für den Stromfluss hat. Kein System ist jedoch ideal, daher gibt es immer eine kleine Menge. Die Aufsichtsbehörden haben unterschiedliche Standards hinsichtlich des maximal zulässigen Werts für den Erdungswiderstand, um die Sicherheit der Geräte und des Bedieners zu gewährleisten. Der US-amerikanische National Electrical Code (NEC) und die Telekommunikationsbranche geben jedoch beide einen Maximalwert von 5 Ohm an.
Der Bodenwiderstand hängt von drei Faktoren ab. Sie umfassen den spezifischen Widerstand des Erdungsstabs, den Kontaktwiderstand zwischen dem Stab und der umgebenden Erde und den spezifischen Widerstand des den Erdkörper umgebenden Erdkörpers. Erdungsstäbe bestehen normalerweise aus einem gut leitenden Material, so dass ihr spezifischer Widerstand sehr gering ist und der Kontaktwiderstand häufig vernachlässigbar ist, sofern keine Verunreinigungen wie Farbe oder Fett vorhanden sind. Der den Stab umgebende Boden bietet normalerweise den höchsten Widerstand, der spezifische Bodenwiderstand nimmt jedoch mit zunehmendem Abstand vom Stab ab.
Vor der Messung des Erdungswiderstands mit einem Erdungsstab werden in der Regel Erdungs- oder Erdungswiderstandsprüfungen mit einer Reihe von vier gleichmäßig verteilten Pfählen durchgeführt. Ein Strom wird über das äußerste Pfahlpaar angelegt und der Spannungsabfall über das innere Paar wird mit einem Erdungswiderstandsmesser gemessen. Das Messgerät ist so kalibriert, dass der Spannungswert automatisch in einen Widerstandswert in Ohm umgewandelt wird. Ein Erdungswiderstandsmesser wählt automatisch die Testfrequenz mit dem geringsten Rauschpegel aus, um die umgebenden Erdströme und ihre Harmonischen zu kompensieren.
Es gibt drei Methoden, um einen Erdungswiderstandstest an einem vorhandenen Erdungsstab durchzuführen. Bei der ersten Messung, die als Messung des Potentialabfalls bezeichnet wird, wird ein Strom zwischen dem Erdungsstab, der von seiner Verbindung getrennt wurde, und einem Pfahl angelegt, und der Spannungsabfall wird bei einem zweiten Pfahl gemessen, der in der Mitte zwischen ihnen angeordnet ist. Die zweite Methode, die als selektive Messung bezeichnet wird, ist ähnlich, mit der Ausnahme, dass ein Klemmring auf die Stange aufgebracht wird, damit diese nicht getrennt werden muss. Bei der dritten Methode, der so genannten Stakeless-Messung, wird der Erdungswiderstand mit zwei Klemmen ermittelt, die um den Erdungsstab oder den Verbindungsdraht gelegt werden. Es ist am einfachsten durchzuführen, da es keine Einsätze erfordert, sondern nur in Systemen mit mehr als einer Erdungsstange funktioniert.