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Einheit
Ohm (Ω)
Einfach erklärt
Der Erdungswiderstand RE beschreibt, wie gut eine Erdungsanlage (z. B. ein Erder im Erdreich) elektrisch mit der sogenannten Bezugserde verbunden ist. Ein niedriger Erdungswiderstand ist wichtig für den Personenschutz: Im Fehlerfall soll die Berührungsspannung an leitfähigen Gehäuseteilen möglichst klein bleiben. Vereinfacht lässt sich der Zusammenhang wie beim Ohmschen Gesetz beschreiben: RE = U / I, wobei U die zulässige Berührungsspannung und I der Fehler- bzw. Erdungsstrom ist.
Merksatz: Je niedriger der Erdungswiderstand, desto niedriger die Berührungsspannung bei gleichem Fehlerstrom – und desto sicherer die Anlage.
Fortgeschrittene Erklärung
Die vereinfachte Beziehung RE = U/I ist ein didaktisches Modell, das den Erdungswiderstand wie einen ohmschen Widerstand behandelt, an dem bei fließendem Fehlerstrom I eine Spannung U abfällt. In der Praxis wird diese Beziehung z. B. genutzt, um für ein gegebenes Schutzkonzept (Systemart, Nennfehlerstrom des Fehlerstromschutzschalters) den maximal zulässigen Erdungswiderstand abzuschätzen: RE ≤ UL / IΔn, wobei UL die zulässige Berührungsspannungsgrenze (in Niederspannungsanlagen meist 50 V AC, in besonderen Bereichen wie landwirtschaftlichen Betriebsstätten 25 V) und IΔn der Bemessungsdifferenzstrom des RCD ist.
Der tatsächliche Erdungswiderstand eines realen Erders hängt jedoch von deutlich mehr Faktoren ab als diese vereinfachte Formel erfasst: von der Erderbauform (Tiefenerder/Staberder, Bandererder/Ringerder, Fundamenterder, Maschenerder), vom spezifischen Erdwiderstand des umgebenden Bodens (der stark mit Bodenart, Feuchtigkeit und Temperatur variiert), von der Eindringtiefe bzw. Ausdehnung des Erders sowie von der Erdungsart (Betriebserdung, Schutzerdung, Blitzschutzerdung) und deren jeweiligem Bezug zur sogenannten Bezugserde (ein Bereich außerhalb der gegenseitigen Beeinflussung von Erdern, an dem das Erdpotenzial praktisch null gesetzt wird). Die reale Messung erfolgt daher nicht rechnerisch, sondern mit einem dedizierten Erdungsmessgerät nach dem Spannungsfallverfahren (auch 3-Leiter- bzw. 62-%-Methode genannt) oder mittels Erdungswiderstandsmessung mit Stromzange.
Fachlicher Hinweis: Die Formel RE=U/I dient hier ausschließlich der vereinfachten, verständlichen Herleitung des Zusammenhangs zwischen Erdungswiderstand, Berührungsspannung und Fehlerstrom. Für die reale Prüfung und Bemessung von Erdungsanlagen sind eine Messung mit geeignetem Erdungsmessgerät sowie die einschlägigen Normen (u. a. DIN VDE 0100-410, DIN VDE 0100-540) maßgeblich.
Wichtige Formeln und Zusammenhänge
U ist die (zulässige) Berührungsspannung in Volt, I der Fehler- bzw. Erdungsstrom in Ampere. UL ist die Berührungsspannungsgrenze, IΔn der Bemessungsdifferenzstrom des Fehlerstromschutzschalters.
Beispiel und Vorgehensweise
In einer Anlage mit einem 30-mA-Fehlerstromschutzschalter (RCD) soll die Berührungsspannungsgrenze von UL = 50 V eingehalten werden. Gesucht ist der maximal zulässige Erdungswiderstand.
- Gegebene Werte notieren: U = 50 V, I = 0,03 A (30 mA).
- Formel wählen: RE = U / I.
- Werte einsetzen: RE = 50 V / 0,03 A.
- Ergebnis berechnen: RE ≈ 1.666,67 Ω.
- Plausibilität prüfen: Dieser Wert deckt sich mit dem in der Praxis häufig genannten Richtwert von rund 1.667 Ω für ein TT-System mit 30-mA-RCD.
Mit U = 50 V und I = 0,03 A ergibt sich RE = U/I = 50 V / 0,03 A ≈ 1.666,67 Ω. Ein tatsächlich gemessener Erdungswiderstand unterhalb dieses Werts stellt sicher, dass beim Ansprechen des 30-mA-RCD die Berührungsspannung an einem fehlerhaften Gehäuse unter der Grenze von 50 V bleibt.
In der Praxis wird der tatsächliche Erdungswiderstand nicht berechnet, sondern mit einem Erdungsmessgerät gemessen, da er von Bodenbeschaffenheit, Erderbauform und Jahreszeit (Bodenfeuchte) abhängt und sich über die Zeit verändern kann.
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Passende Rechner
Weiterführend
Passende Berechnungen findest du im Erdungswiderstand-Rechner. Mehr zu Schutzmaßnahmen und Installationspraxis findest du im Lernthema Leitungen & Elektroinstallation. Eigene Tabellen und Übersichten gibt es im Tabellenbuch.