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Erdung ist ein Prinzip der Elektrizität, das Hausbesitzer manchmal verwirrt. Um seine Bedeutung für ein Hausverkabelungssystem zu verstehen, ist es wichtig, etwas über die Natur des elektrischen Energieflusses zu wissen.
Was ist elektrische Erdung?
Die Erdung bietet überschüssigen Strom den effektivsten und sichersten Weg von einem Gerät zurück zum Boden über eine Schalttafel. Die elektrische Erdung ist ein Backup-Pfad, der im Allgemeinen nur verwendet wird, wenn ein Fehler im Verkabelungssystem vorliegt.
Einige Grundlagen zur Elektrizität
Der elektrische Strom im Verkabelungssystem Ihres Hauses besteht aus einem Elektronenfluss in Metallleitungen. Der Strom hat zwei Formen, eine negative und eine positive Ladung, und dieses geladene elektrische Feld wird von riesigen Generatoren erzeugt, die vom Versorgungsunternehmen betrieben werden, manchmal viele hundert Kilometer entfernt. Es ist diese polarisierte Ladung, die effektiv den elektrischen Stromfluss darstellt, und sie erreicht Ihr Zuhause durch ein riesiges Netzwerk von Hochspannungskabeln, Umspannwerken und Transformatoren, die die Landschaft bedecken.
Die negative Hälfte der Ladung ist der "heiße" Strom. Im Verkabelungssystem Ihres Hauses wird der heiße Strom normalerweise von schwarzen Drähten getragen, während die neutralen Drähte, die weiß sind, die positive Ladung tragen. Beide Kabelsätze führen durch die Hauptservicekabel des Versorgungsunternehmens in Ihr Haus, laufen durch Ihr elektrisches Servicepanel und laufen nebeneinander durch jeden Stromkreis in Ihrem Haus.
Die Physik des elektrischen Flusses ist komplizierter, als die meisten einfachen Erklärungen vermitteln können, aber im Wesentlichen versucht Elektrizität, ihre Elektronen zur "Erde" zurückzuführen, dh ihre negative Energie zu entladen und ins Gleichgewicht zurückzukehren. Normalerweise fließt der Strom über die Neutralleiter im elektrischen System zur Erde zurück. Sollte es jedoch zu einem Ausfall des Pfads kommen, kann der heiße Strom stattdessen durch andere Materialien wie Metall- oder Holzrahmen, Metallrohre oder brennbare Materialien in Ihrem Haus fließen. Dies kann in einer Kurzschlusssituation passieren, in der die meisten elektrischen Brände und Erschütterungen entstehen. Ein Kurzschluss liegt vor, wenn Strom außerhalb der Drähte, durch die er fließen soll, streut – mit anderen Worten, wenn er einen kürzeren Weg zur Erde nimmt.
Das Hauserdungssystem
Um diese Gefahr zu vermeiden, enthält das elektrische System Ihres Hauses einen Backup-Plan – ein System von Erdungsdrähten, das parallel zu den heißen und neutralen Drähten verläuft. Es bietet einen alternativen Pfad für den elektrischen Strom, der bei einem Ausfall im System der heißen und neutralen Drähte, die normalerweise den Strom führen, auftritt. Wenn sich beispielsweise eine Drahtverbindung löst oder ein Nagetier einen Draht durchnagt, leitet das Erdungssystem den Streustrom über diesen alternativen Pfad zur Erde zurück, bevor es zu einem Brand oder Stromschlag kommen kann.
Der Erdungspfad wird im Allgemeinen durch ein System von blanken Kupferdrähten gebildet, die mit jedem Gerät und jedem Metallschaltkasten in Ihrem Haus verbunden sind. In standardmäßigen ummantelten NM-Kabeln ist dieser blanke Kupferdraht zusammen mit den isolierten leitenden Drähten im Kabel enthalten. Die blanken Kupfererdungsdrähte enden in einer Erdungsschiene in Ihrem Hauptbedienfeld, und diese Erdungsschiene ist wiederum mit einem Erdungsstab verbunden, der außerhalb Ihres Hauses tief in die Erde getrieben wird. Dieses Erdungssystem bietet einen Weg des geringsten Widerstands für den Strom zurück zur Erde, sollte eine Unterbrechung im Verkabelungssystem Strom aus dem bevorzugten System von schwarzen und weißen Stromkreisdrähten "durchsickern" lassen.
In den meisten Heimverkabelungssystemen ist das Erdungssystem an jeder Steckdose zu sehen, wobei der dritte runde Schlitz in der Vorderseite der Steckdose den Erdungsanschluss darstellt. Wenn ein geerdetes Gerät in eine solche Steckdose gesteckt wird, wird sein runder Erdungsstift nun direkt mit dem System der blanken Kupfererdungsdrähte innerhalb der Hausstromkreise verbunden.
Nicht alle Häuser verfügen über dieses ausgeklügelte und vollständige Erdungssystem, das aus einem Netzwerk blanker Kupferdrähte besteht. Während ein solches Erdungssystem in Haushalten mit Leistungsschaltern, die mit ummantelten NM-Kabeln verdrahtet sind, Standard ist, können ältere Verdrahtungssysteme, die vor 1965 installiert wurden, durch Metallrohre oder Metallkabel geerdet werden, nicht durch blanke Kupfererdungsdrähte. Und selbst ältere Systeme, die vor 1940 installiert wurden, haben möglicherweise überhaupt keine Erdung. Dies ist bei der Knauf-und-Rohr-Verkabelung der Fall, bei der es keinerlei Erdungspfad gibt. Viele ältere Systeme wurden bereits aktualisiert, und es ist eine gute Idee, dies tun zu lassen, wenn Ihre Verkabelung von dieser älteren Generation ist. Ein Hinweis darauf, dass Ihre Verkabelung alt ist, ist, wenn die Steckdosen zwei statt drei Steckplätze haben. Dies weist darauf hin, dass die Steckdosen möglicherweise nicht geerdet sind.
Eingebauter Schutz
Ihr Hausverkabelungssystem umfasst auch andere Sicherheitsvorrichtungen, um Katastrophen zu verhindern. Leistungsschalter oder Sicherungen schützen und steuern jeden einzelnen Stromkreis. Die Unterbrecher oder Sicherungen erfüllen zwei Funktionen: Sie schützen die Drähte vor Überhitzung bei Überlastung durch zu viel Strom, der durch sie hindurch gezogen wird; Sie erkennen auch Kurzschlüsse und lösen oder "durchbrennen", um den Stromfluss sofort zu stoppen, wenn Probleme auftreten. Im Kurzschluss- oder Erdschlussfall führt ein plötzlicher Widerstandsabfall zu einem unkontrollierbaren Stromfluss, auf den der Leistungsschalter mit einer Auslösung reagiert.
Schließlich ist es ziemlich gängige Praxis, dass die Metallrohre in Ihrem Haus auch an den Erdungspfad angeschlossen werden. Dies bietet zusätzlichen Schutz, sollte Strom in Kontakt mit diesen Metallrohren kommen. Diese Erdung wird häufig durch ein Erdungskabel hergestellt, das an eine Metallwasserleitung in der Nähe Ihres Warmwasserbereiters oder dort, wo die öffentliche Wasserleitung in Ihr Haus führt, geklemmt wird.
Geräteerdung
Nicht nur Ihre Hausverkabelung verfügt über ein Erdungssystem zur Sicherheit, sondern auch viele steckbare Geräte und Geräte. Elektrowerkzeuge, Staubsauger und viele andere Geräte sind viel sicherer, wenn sie einen dritten Stift am Kabelstecker haben, der so geformt ist, dass er in den runden Erdungsschlitz einer Steckdose passt. Das Vorhandensein dieses dritten Stifts weist darauf hin, dass das Gerät über ein Erdungssystem verfügt und diese unbedingt an geerdete Steckdosen angeschlossen werden müssen. Es ist bekannt, dass einige Leute den Erdungsstift an einem Gerätestecker abschneiden, um ihn in eine Steckdose oder ein Verlängerungskabel ohne Erdungsschlitz zu passen. Dies ist eine äußerst gefährliche Vorgehensweise, die zu einem Stromschlag führen kann, wenn die interne Verkabelung des Geräts kurzgeschlossen wird.
Steckeradapter
Die meisten Leute sind mit den Steckeradaptern vertraut, die das Einstecken von dreipoligen Steckern in Steckdosen mit zwei Steckplätzen ermöglichen. Es ist wichtig zu beachten, dass diese einen Erdungsschutz bieten NUR wenn das Pigtail-Kabel oder die Metallschlaufe des Adapters richtig an der Befestigungsschraube an der Abdeckplatte des Auslasses befestigt ist, UND wenn diese Schraube der Abdeckplatte mit einer Metalldose verbunden ist UND wenn diese Metallbox richtig geerdet ist. Dies ist keineswegs sicher, daher sollten Adapter mit drei Stiften auf zwei Steckplätze, wenn überhaupt, mit großer Vorsicht verwendet werden. Die bessere Lösung besteht darin, dreipolige Stecker nur in geerdete Steckdosen mit drei Steckplätzen einzustecken.
Wo eine geerdete Steckdose nicht möglich ist, wie bei älteren Verkabelungen, wird ein gewisser Schutz durch die Installation einer GFCI-Steckdose (Erdschlussstromunterbrecher) an dieser Stelle geboten. Der FI-Schutzschalter erkennt Erdschlüsse und schaltet die Stromversorgung ab, bevor Streuströme Probleme verursachen können. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Verwendung eines GFCI nicht wirklich einen Erdungspfad schafft; es macht lediglich eine ungeerdete Steckdose etwas sicherer.
Natürlich verfügen nicht alle Geräte und Steckvorrichtungen über einen dreipoligen Schukostecker und diese sind dennoch sicher in der Anwendung, da sie in der Regel eine doppelt isolierte Konstruktion haben, die das Risiko von Kurzschlüssen minimiert.
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Forschung zu Elektrobränden: Der Stand der Technik. Internationale Vereinigung für Brandschutzwissenschaft
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Bausicherheit und Gesundheit. Arbeitsschutzbehörde, US-Arbeitsministerium
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Black and Decker: Der komplette Leitfaden zur Verkabelung. Kreative Kneipe. International, 2008
