Strom als Energiequelle mit all seinen Vorteilen hat einen so gravierenden Nachteil wie eine erhöhte Gefahr für den Menschen. Daher wird bei der Entwicklung verschiedener elektrischer Systeme zum Schutz von Menschen vor Stromschlägen stets große Aufmerksamkeit geschenkt.
Fast jeder weiß, dass elektrische Geräte für einen sicheren Betrieb geerdet werden müssen. Zu diesem Zweck ist eine spezielle Schraube an den Metallelementen ihres Gehäuses vorgesehen, Abbildung 1, markiert mit einem charakteristischen Symbol, und die Buchsen haben eine oder zwei zusätzliche Erdung Kontakt.
Warum selbst eine gute Erdung eine Person nicht immer schützt
Es kommt jedoch vor, dass auch bei voll funktionsfähiger Erdung beim Berühren Metallkörper von Geräten oder Metallgegenstände der Gebäudestruktur erhält eine Person elektrischer Schock. Es ist normalerweise viel schwächer als das direkte Berühren eines blanken Drahtes oder einer Sammelschiene, aber dennoch ist das Gefühl nicht angenehm. Darüber hinaus kann es in schweren Fällen sogar zum Tod führen.
Warum passiert dies? Um die physikalischen Prozesse zu verstehen, wenden wir uns Abbildung 2 zu, in der zwei elektrische Anlagen A und B dargestellt sind, die gemäß den Normen geerdet und mit Schutzschaltern Z ausgestattet sind.
Angenommen, die Integrität der Isolierung ist in Installation A gebrochen und an ihrem Gehäuse liegt eine Spannung von 220 V an. Diese Spannung erzeugt einen Strom I1, der durch den Erdungskreis mit dem Widerstand R1 gegen Masse gezogen wird. Der Strom I1 sei so klein, dass der Leistungsschalter 3 nicht darauf reagiert und die Einheit A nicht stromlos ist. All dies zusammen bedeutet, dass in diesem Fall bei Installation A ständig eine Spannung von 220 V anliegt.
Installation B ist voll funktionsfähig, dafür haben wir I2 = 0, d.h. Für die Spannung an diesem Gerät gilt UB = 0. Wenn Körperteile gleichzeitig die Gebäude der Anlagen A und B berühren, befindet sich eine Person unter der Potentialdifferenz UA - UB = 220 - 0 - 220 V und erhält einen elektrischen Schlag.
Was sorgt für einen möglichen Ausgleich?
Wie kann eine Person in solchen Fällen vor einem elektrischen Schlag geschützt werden, wenn es unmöglich ist, die Empfindlichkeitsschwelle des Leistungsschalters 3 aufgrund des erhöhten Risikos einer falschen Auslösung zu verringern? Technisch gesehen besteht der einfachste Weg darin, eine zusätzliche leitende Verbindung zwischen den Rahmen der A- und B-Installationen mit einem Leiter zu organisieren, der in Abbildung 3 rot dargestellt ist. Aus diesem Grund wird an den Gehäusen beider Anlagen A und B eine Spannung von 220 V anliegen, es besteht jedoch keine Potentialdifferenz und im Gegensatz zu Im vorherigen Fall haben wir bei gleichzeitiger Berührung von A und B UA - UB = 220 V - 220 V = 0 V, wodurch der Stromschlag nicht auftritt wird passieren.
In Bezug auf die Schutzeffizienz ist der Potentialausgleich der Erdung unterlegen, weil es ist nicht in der Lage, die automatische Maschine Z auszulösen. Daher wird das System, das es implementiert, als zusätzliches Mittel zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit bezeichnet.
Sorten von Ausrichtungssystemen
Bei der Bildung des Potentialausgleichssystems werden alle miteinander und mit dem Erdungsbus verbunden Metallelemente der Gebäudestruktur (hauptsächlich Rohre aller Kommunikations- und Armaturen verstärkter Beton). Dieses System wird als das Hauptsystem angesehen. In Badezimmern, in denen die Gefahr eines Stromschlags aufgrund von Undichtigkeiten zunimmt, wird eine zusätzliche Ausrichtung durchgeführt. Zu diesem Zweck werden die Rohre, der Körper des Badezimmers, die Waschmaschine und der elektrische Warmwasserbereiter mit separaten Kabeln an den Erdungsleiter einer speziellen Box (Abbildung 4) angeschlossen.
Fazit
Es ist immer ratsam, Erdungs- und Potentialausgleichssysteme zusammen zu verwenden. Nur dann ist das höchste Schutzniveau garantiert.