Grundfehler vs. Erdfehler: Verstehen der Unterschiede und Schutzmethoden

Was ist ein Kurzschluss zur Erde und ein Erdfehler?

Kurzschluss zur Erde:

Ein Kurzschluss zur Erde tritt auf, wenn eine unerwünschte Verbindung (Fehler) zwischen einem lebendigen Leiter und der Erde oder dem Neutralpunkt entsteht. Bei solch einem Fehler fließt der Strom direkt in die Erde. Dies kann in verschiedenen Formen auftreten, wie zum Beispiel als Einzellinien-Kurzschluss zur Erde (L-E), Doppellinien-Kurzschluss zur Erde (LL-E) oder Dreifachlinien-Kurzschluss zur Erde (LLL-E).

Kurzschlüsse zur Erde sind besonders schwerwiegend, da sie zu einem großen Fehlerstrom führen können. Wenn dieser hohe Strom nicht innerhalb der vorgegebenen Zeit beseitigt wird, kann er erhebliche Schäden an den Anlagenteilen des Stromnetzes verursachen, einschließlich Transformatoren, Kabeln und Schaltanlagen. Daher sind schnelle Erkennung und Isolierung von Kurzschlägen zur Erde entscheidend für den Systemschutz und die Sicherheit.

Hinweis:

Der Erdpunkt muss korrekt mit der Quelle verbunden und wirksam geerdet sein. Darüber hinaus, wenn ein lebendiger Leiter Kontakt mit der Erde hat (z.B. fällt auf den Boden), entsteht ein unerwünschter Pfad zur Erde. Diese Bedingung wird in der Regel als Erdfehler bezeichnet - eine Art offener Schaltung oder Leckage-Fehler, bei dem der Strom vom Leiter in die Erde fließt.

Ursachen von Kurzschlägen zur Erde:

• Isolierstoffversagen: Abnutzung oder Verlust der dieliktischen Eigenschaften des Isolierstoffs aufgrund von Alterung, Überhitzung oder Kontamination.

• Physischer Schaden an unterirdischen Kabeln: Mechanischer Schaden während der Ausgrabung oder Bauarbeiten, oder Eindringen von Wasser in Kabelgräben, was zu einer Isolierungszersplitterung führt.

• Kabelüberlastung: Zu hoher Strom, der zu Überhitzung führt, wodurch der Leiter schmelzen oder durchtrennen kann, sodass er Kontakt mit der Erde erhält.

• Natürliche Störungen:

• Bäume, die auf Stromleitungen fallen.

• Wasseransammlung oder -fluss über Isolatoren, was zu Durchbrüchen führt.

• Tiere oder Vögel, die gleichzeitig einen lebendigen Leiter und eine geerdete Struktur berühren, was einen leitfähigen Pfad schafft.

Schutz vor Kurzschlägen zur Erde:

Um das Stromsystem zu schützen, werden Schutzrelais eingesetzt, um abnorme Bedingungen zu erkennen und das zugehörige Schaltgerät auszulösen.

Messwandlern - wie Stromwandler (CTs) und Spannungswandler (PTs) - werden verwendet, um den Systemstrom und die Spannung zu messen. Diese Signale werden an Schutzrelais weitergeleitet, die die gemessenen Werte mit voreingestellten Schwellwerten vergleichen.

Wenn der Strom oder die Spannung die voreingestellte Grenze überschreiten, aktiviert das Relais und sendet ein Auslösesignal an das Schaltgerät, um den defekten Abschnitt zu isolieren und den Fehler zu beseitigen.

Gängige Relais für den Schutz vor Kurzschlägen zur Erde sind:

• Strombasierte Relais:

• Überstrom-Relais

• Schnellüberstrom-Relais

• Erdfehler-Relais

• Spannungsbasierte Relais:

• Überspannungs-Relais

• Überfluß-Relais

Erdfehler:

Ein Erdfehler ist eine Art offener Schaltung, die auftritt, wenn ein stromführendes Kabel oder Leiter bricht und Kontakt mit der Erde oder mit einem leitfähigen Material hat, das mit der Erde in Kontakt steht. In solch einem Szenario wird unter radialen Stromflussbedingungen das Lastende des Systems von der Quelle getrennt.