Konformitätsleitfaden Erdung und Potentialausgleich für Metallkabeltrassen

In der Elektrotechnik ist die Erdung und der Potentialausgleich von Metall-Kabeltrassen nach wie vor eine entscheidende Sicherheitsüberlegung. Ob diese Maßnahmen notwendig sind – und wie sie richtig umgesetzt werden – wirkt sich direkt auf die elektrische Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Systems aus. Diese Analyse untersucht die Erdungs- und Potentialausgleichsanforderungen für Metall-Kabeltrassen in verschiedenen Anwendungen und bietet klare Richtlinien für Elektroingenieure und -techniker, um die Einhaltung der einschlägigen Normen sicherzustellen.

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Ein unerwarteter elektrischer Fehler schickt Strom durch eine Metall-Kabeltrasse. Ohne ordnungsgemäße Erdung wird diese Trasse zu einer versteckten Gefahr, die möglicherweise einen Stromschlag verursacht. Aber sind Erdung oder Potentialausgleich für Metall-Kabeltrassen immer obligatorisch? Die Antwort hängt von mehreren Faktoren ab, darunter der Zweck der Trasse, die Art der darin verlegten Kabel und die Installationsumgebung.

Um die Anforderungen richtig beurteilen zu können, müssen wir zunächst diese wesentlichen Begriffe klären:

• Erdung (Erdung):Verbinden der Metallgehäuse oder leitfähigen Teile von elektrischen Betriebsmitteln mit der Erde, wodurch ein niederohmiger Pfad für den Fehlerstrom geschaffen wird, der es den Schutzeinrichtungen ermöglicht, die Stromversorgung zu unterbrechen und einen Stromschlag zu verhindern.
• Potentialausgleich:Verbinden von Metallteilen, die Potentialdifferenzen entwickeln oder externe Potentiale einführen könnten, wodurch ihre Spannungen angeglichen werden, um das Schockrisiko zu verringern.
• Berührbares leitfähiges Teil:Berührbare leitfähige Teile von Betriebsmitteln, die normalerweise nicht unter Spannung stehen, aber während eines Fehlers unter Spannung geraten können (z. B. Metallgehäuse).
• Fremdes leitfähiges Teil:Leitfähige Elemente, die nicht Teil der elektrischen Anlage sind, aber Potentiale einführen können (z. B. Metallrohre, Gebäudestrukturen).

Gemäß IEC-Normen hängt es davon ab, ob Metall-Kabeltrassen berührbare leitfähige Teile darstellen, ob sie geerdet werden müssen:

Wenn sie als Schutzleiter (PE) ausgelegt sind, die Fehlerstrom führen, müssen die Trassen zuverlässig geerdet werden. Sie müssen die PE-Anforderungen erfüllen, einschließlich eines ausreichenden Querschnitts für den erwarteten Fehlerstrom und einer ordnungsgemäßen elektrischen Kontinuität, wie in IEC 60364-5-54 angegeben.

Für Trassen, die lediglich Kabel tragen, variieren die Anforderungen je nach Kabeltyp:

• Metallummantelte Kabel:Bei Kabeln wie MICC (mineralisoliert) fließt der Fehlerstrom hauptsächlich durch die Metallummantelung des Kabels. Die Trasse wird typischerweise nicht als berührbares leitfähiges Teil betrachtet und erfordert normalerweise keine Erdung – obwohl die Ummantelung ordnungsgemäß geerdet werden muss.
• Nichtmetallische Kabel:Bei PVC- oder XLPE-isolierten Kabeln, die einen Schutz bieten, der dem von Betriebsmitteln der Klasse II entspricht, fließt der Fehlerstrom auch bei Isolationsfehlern nicht durch die Trasse. Daher ist eine Erdung gemäß IEC 60364-4-41 im Allgemeinen nicht erforderlich.

Der Potentialausgleich hängt davon ab, ob Trassen externe Potentiale einführen könnten:

Die meisten internen Gebäudetassen, die keinen Erdkontakt haben, benötigen keinen Potentialausgleich.

Trassen, die sich von außen erstrecken oder mit der Erde in Kontakt kommen (z. B. vergrabene Abschnitte), können externe Potentiale einführen. Diese erfordern einen Potentialausgleich mit der Haupterdungsklemme (MET), um gefährliche Spannungsunterschiede zu vermeiden.

Zusätzliche Faktoren können die Anforderungen beeinflussen:

• Korrosive Umgebungen:Erfordern korrosionsbeständige Materialien/Beschichtungen und regelmäßige Inspektion der Erdungsanschlüsse.
• EMV-Anforderungen:Empfindliche Einrichtungen (Krankenhäuser, Labore) benötigen möglicherweise geerdete Trassen zur elektromagnetischen Abschirmung.
• Blitzschutz:Trassen müssen möglicherweise gemäß IEC 62305 in Blitzschutzsysteme integriert werden.

Die ordnungsgemäße Ausführung erfordert:

• Auswahl von ausreichend dimensionierten Erdungs-/Potentialausgleichsleitern (typischerweise Kupfer/Aluminium mit Korrosionsschutz)
• Gewährleistung niederohmiger Verbindungen (über Schrauben, Schweißen) mit sauberen Oberflächen und leitfähiger Paste
• Durchführung regelmäßiger Inspektionen auf Korrosion, lose Verbindungen oder Widerstandsänderungen

Wichtige Referenzdokumente sind:

• IEC 60364-Reihe (Niederspannungs-Elektroinstallationen)
• IEC 61557-Reihe (Prüfgeräte für Schutzmaßnahmen)
• IEC 62305-Reihe (Blitzschutz)
• Nationale Normen wie GB 50054 (Chinas Niederspannungs-Designcode)

Die Erdungs- und Potentialausgleichsanforderungen für Metall-Kabeltrassen sind nicht universell, sondern erfordern eine Einzelfallbewertung unter Berücksichtigung von Funktion, Kabeltypen, Umgebung und geltenden Normen. Dieser sorgfältige Ansatz gewährleistet die elektrische Sicherheit für Personen und Geräte.