So erstellen Sie eine Erdung für einen Gaskessel: Anforderungen an den Erder und Installationsanleitung

Die Installation eines Gaskessels hilft Ihnen, die Heizung, das Warmwasser und die Optimierung des Raumklimas nach Ihren Wünschen zu regeln. Aber um Störungen zu vermeiden und das Risiko einer Gasexplosion zu verringern, müssen die Installation und der weitere Betrieb eines so leistungsstarken elektrischen Geräts unter Einhaltung aller Vorschriften erfolgen. Sind Sie einverstanden?

Wir erklären Ihnen, wie Sie eine Erdung für einen Gaskessel gemäß den Baunormen und den Empfehlungen der PUE erstellen. In unserem Artikel wird die Installationstechnik im Detail beschrieben. Unsere Tipps zur Materialauswahl und zur Durchführung von Vorberechnungen ermöglichen es Ihnen, die Anlage einwandfrei zu erden.

Warum muss ein Gaskessel geerdet werden?

Ein obligatorisches Element eines jeden Gaskessels ist ein Metallgehäuse, auf dessen Oberfläche beim Anschluss des Geräts an das Stromnetz statische Ladungen entstehen.

Und wenn Sie sich nicht um die Ableitungswege für die Elektrizität kümmern, kann zu einem ungünstigen Zeitpunkt die gesamte elektronische Komponente des Geräts oder einzelne Teile davon ausfallen. Zum Beispiel die Platine oder das Steuerungssystem.

Um dies zu verhindern, wird der Kessel durch eine Erdung 'abgesichert' – einen Leiter, der das Elektrogerät mit den Erdungselektroden verbindet, und letztere direkt mit dem Erdreich. Die Erde hat die Eigenschaft, elektrischen Strom zu 'absorbieren', daher ist ihre Umgebung eine Garantie für die Sicherheit vor Geräteausfällen bei Spannungsschwankungen oder Kurzschlüssen im Netz.

Welchen Kesseltyp Sie auch wählen – Gas, Festbrennstoff, Elektro – die korrekte Installation der Anlage ist ohne die Einrichtung eines Erdungskreises nicht möglich.

Eine Erdung ist notwendig, um:

• Die Explosionsgefahr des Geräts zu verringern – statische Elektrizität wird häufig zur Ursache von Selbstentzündungen von gasbetriebenen Geräten, die zudem unter Druck stehen.
• Die Wahrscheinlichkeit von Verletzungen auszuschließen – das Metallgehäuse wird manchmal 'durchschlagen', und bei Berührung kann eine Person einen Stromschlag von leichtem Kribbeln bis zu einem starken Schlag mit tödlichem Ausgang spüren.
• Defekte der Automatik verhindern – die Platinen von Gaskesseln sind empfindlich gegenüber Spannungsschwankungen, und ihr Austausch kostet mindestens ein Drittel des Gerätepreises.

Darüber hinaus wird ein ohne Erdung betriebener Kessel bei den Inspektoren der Gasbehörde viele Fragen aufwerfen, die in empfindliche Geldstrafen und eine zwangsweise Abschaltung des Geräts münden können. Daher sollten Sie auf jeden Fall einen Erdungskreis installieren, denn es geht nicht nur um wirtschaftliche Aspekte, sondern auch um Ihre Sicherheit.

Besonderheiten des Erdungskreises

Die Erdungsanlage kann natürlich oder künstlich sein. Zur ersten Variante gehören Konstruktionen aus Metall oder Stahlbeton, die direkt mit dem Erdreich in Kontakt stehen. Dies können das Fundament des Gebäudes, Rohrleitungen oder andere unterirdische Versorgungsleitungen sein.

Für einen Gaskessel sieht die natürliche Erdung mindestens zwei Kontakte mit getrennten Teilen des Gehäuses vor, wobei Abwasser-, Heizungs- und Gasleitungen in diesem Fall ausgeschlossen sind. Daher wird bei der Installation häufiger ein künstliches System verwendet, dessen Aufbau wir uns ansehen werden.

Welches Material für die Erdungselektroden wählen?

Für die künstliche Erdung werden Stäbe oder Rohre als leitende Elektroden verwendet, die durch Metallbänder miteinander verbunden werden. Sie werden senkrecht im Erdreich installiert, um den Betrieb des Systems auch im Winter zu gewährleisten, wenn die obere Erdschicht gefriert.

Eine wichtige Bedingung ist, dass die Metallteile nicht mit einem isolierenden Material gegen Korrosion geschützt werden dürfen.

Die Lebensdauer des Erdungskreises hängt maßgeblich vom Vorhandensein von Korrosionsschutz an seinen Elektroden ab – am längsten halten kupferbeschichtete und Edelstahlelemente.

Im Handel sind auch fertige Sets für Erdungssysteme erhältlich, die aus Stahlstäben (normalerweise mit Kupferbeschichtung) und speziellen spitzen Spitzen für Böden unterschiedlicher Dichte bestehen.

Das Set enthält auch ein Korrosionsschutzmittel zur Behandlung des Systems vor der Montage und Verbindungselemente – Messingmuffen, Klemmen. Der Hauptvorteil einer solchen Lösung ist, dass der Kreis ohne Schweißarbeiten und langwierige Vorbereitung zusammengebaut werden kann.

Obwohl die Kontrollbehörden für fertige Erdungssets plädieren, ist es durchaus möglich, die Konstruktion selbst herzustellen – das ist kein Verstoß und kostet ein Vielfaches weniger.

Um ein System aus vorhandenen Materialien zusammenzubauen, sollten einige wichtige Nuancen beachtet werden:

• Die für die Installation im Erdreich vorgesehenen Metallkonstruktionen können aus Profilrohr, Doppel-T-Träger, U-Profil, Winkelprofil bestehen.
• Das Metall des Erdungsleiters muss durch Verzinkung, Kupferbeschichtung oder notfalls durch Korrosionsschutzpaste vor Zerstörung geschützt werden.
• Die Querschnittsfläche des Kabels, das die Nullphase des Verteilers mit dem Erdungskreis verbindet, hängt von der Art des Metalls ab, aus dem es besteht. Für Kupfer beträgt der optimale Wert 1 cm², für Stahl – 7,5 cm² und für Aluminium – 16 cm².
• Der Erdungswiderstand für Sandboden sollte 50 Ohm nicht überschreiten, für Lehmboden – maximal 10 Ohm.
• Die Materialien für die Elektroden sollten auch unter Berücksichtigung des Widerstands des Kreises ausgewählt werden. Die optimale Option sind – Zwei-Zoll-Rohre oder Winkelprofile mit einer Länge von mindestens 2 m und einer Querschnittsfläche von mindestens 5 cm².
• Die Erdungsschiene wird aus einem Kupfer- oder Stahlband hergestellt (Aluminium darf in diesem Fall nicht verwendet werden).

Die Einhaltung dieser Anforderungen und eine korrekt durchgeführte Montage des Erdungskreises hilft, Beanstandungen seitens der Gasinspektoren auszuschließen, unabhängig davon, ob Sie ein fertiges modulares System verwendet oder es selbst zusammengebaut haben.

Berechnung der Kreislaufparameter

In der Liste der Anforderungen an die Erdungsinstallation gibt es mehrere Parameter, deren Ermittlungsalgorithmus für einen Anfänger in der Elektrik unverständlich sein kann – zum Beispiel, wie viele Elektroden für den ordnungsgemäßen Betrieb des Systems erforderlich sind oder wie der Widerstand der Anlage gemessen wird. Versuchen wir, die grundlegenden Prinzipien zur Bestimmung dieser Parameter zu erläutern.

Mit einem speziellen Messgerät können der spezifische Widerstand des Bodens, von Erdungsvorrichtungen jeder Konfiguration und sogar die Verbindung zwischen den Elektroden ermittelt werden.

Die Erdung erfolgt nach der Installation des Gaskessels in einem Landhaus. Die physikalischen Parameter des Erdungskreises werden hauptsächlich empirisch ermittelt. Diese praktische Methode eignet sich für diejenigen, die befürchten, sich in komplizierten theoretischen Berechnungen zu verlieren.

Der Arbeitsablauf ist wie folgt:

• Nehmen wir als Grundlage eine Erdungsanlage in Form eines gleichschenkligen Dreiecks aus drei 3 Meter langen Metallstäben.
• Verbinden Sie die Leiter.
• Nehmen Sie ein Ohmmeter (Widerstandsmessgerät) und messen Sie die Werte für die Anlage. Ein Wert von 4 Ohm gilt als ideal.
• Wenn das Ergebnis deutlich über dem optimalen Wert liegt, fügen Sie ein weiteres Element zur Anlage hinzu und prüfen Sie den Widerstand erneut. Fahren Sie fort, bis Sie den idealen Wert oder zumindest den für den Kessel maximal zulässigen Wert von 10 Ohm erreicht haben.

Die erforderliche Anzahl von Elektroden kann aber auch mit Hilfe von Formeln ermittelt werden, indem man die für den jeweiligen Fall passenden Varianten wählt.

Mit dieser Formel kann der Widerstand für eine Elektrode ermittelt werden, wenn der Boden auf dem Grundstück, auf dem sich das Haus befindet, homogen und nicht geschichtet ist.

In die Formel muss der mittlere spezifische Widerstand eingesetzt werden, abhängig von der Bodenart, in der sich der Erder befindet:

• feuchter Sand – 500 Ω·m;
• fester Lehmsand – 300 Ω·m;
• Ton-Sand-Gemisch – 150 Ω·m;
• Lehm – 100 Ω·m;
• halbfester Ton und Schwarzerde – 60 Ω·m;
• Gartenerde – 40 Ω·m;
• steifplastischer Lehm – 30 Ω·m;
• Torf – 25 Ω·m;
• plastischer Ton und Salzboden – 20 Ω·m.

Am wenigsten geeignet für die Installation einer Erdungsschleife sind Stein und felsiger Boden. In diesem Fall muss eine künstliche Aufschüttung errichtet werden.

Für inhomogenen Boden ist es schwieriger, den Widerstand für eine einzelne Elektrode zu berechnen, aber auch das ist möglich, indem Sie Ihre Daten in die angegebene Formel einsetzen.

Der Wert des saisonalen klimatischen Bodenwiderstandskoeffizienten hängt von der Region ab, in der sich Ihr Haus befindet. Sie werden grob in 4 Gruppen eingeteilt.

Die Berücksichtigung der klimatischen Besonderheiten ist besonders wichtig für Regionen mit kalten Wintern, da die Effektivität der Erdung in gefrorenem Boden deutlich abnimmt.

Es gibt auch komplexere Algorithmen zur genauen Bestimmung der Elektrodenparameter und sogar spezielle Programme für deren Berechnung. Für den korrekten Betrieb eines Gaskessels reicht es jedoch aus, den allgemeinen Empfehlungen zur Einrichtung eines Standard-Erdungskreises zu folgen.

Die Verwendung von Erdungselektroden aus verkupfertem Stahl ermöglicht den Bau von Systemen in Böden mit beliebigen physikalisch-mechanischen Eigenschaften:

Montage des Erdungssystems für den Kessel

Für die Installation der Schleife muss ein freier Platz in einer Entfernung von mindestens einem Meter, jedoch nicht weiter als 5 Meter vom Hausfundament entfernt, vorgesehen werden.

Dieser Bereich darf später nicht für den Bau von Anbauten oder Pflanzarbeiten genutzt werden, und es ist für Personen generell unsicher, sich dort aufzuhalten, da dies im Falle einer Auslösung tödlich enden könnte. Daher sollte die Schleife mit einem Randstein eingefasst und der Ort mit einer Stein-Komposition oder einer Gartenskulptur verschönert werden.

Planung und Vorbereitungsarbeiten

Um die Erdung eines Gaskessels durchzuführen, wird zunächst auf dem vorgesehenen Gelände ein Modell der zukünftigen Schleife gezeichnet. Am häufigsten wird ein Schema verwendet, bei dem die Erdungselektroden an den Seiten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet werden.

Der Erder kann jedoch auch die Form einer Linie, eines Quadrats oder eines Polygons haben – alles hängt von der berechneten Anzahl der Elektroden und der Lage des Gebäudes selbst ab.

Obwohl traditionell für die Errichtung des Erders ein gleichschenkliges Dreieck mit Seitenlängen von 0,5–2,5 m gewählt wird, kann das System bei Platzmangel neben dem Haus auch linear ausgeführt werden.

Für den Zusammenbau einer selbstgebauten Konstruktion werden folgende Werkzeuge benötigt:

• Schweißgerät zum Verbinden der metallischen Elemente der Anlage;
• Winkelschleifer zum Zuschneiden und Anspitzen von Rohren oder Stäben;
• Schlagbohrmaschine oder Bohrmaschine zum Einführen des Erdungskabels ins Haus.

Außerdem muss das Werkzeug zum Graben bereitgestellt werden. Die Mindestausstattung, die Hausbesitzer garantiert vorrätig haben, ist ein Spaten und ein schwerer Vorschlaghammer. Wenn der Boden auf dem Grundstück jedoch fest ist, besorgt man besser ein Erdbohrgerät oder ein Motorlochbohrgerät, die die ‚Tiefbauphase‘ erheblich erleichtern.

Installation und Anschluss des Kreislaufs

Betrachten wir nun Schritt für Schritt, wie ein dreieckiger Erder für die Erdung eines Gaskessels erstellt wird. Zuerst müssen Gräben entlang der Linien des vorher gezeichneten Entwurfs ausgehoben werden. Die optimale Breite jedes Grabens beträgt 35–40 cm, die Tiefe 50–70 cm. Vom nächsten zum Haus gelegenen Dreieckspunkt wird ein gerader Graben bis zum Fundament gezogen.

Die dreieckige Anordnung ist einfach und zuverlässig, denn selbst wenn die Metallbrücke zwischen den Stäben beschädigt wird, funktioniert sie auf der anderen Seite weiter.

Mit einem Vorschlaghammer oder einem Erdbohrgerät werden an den Eckpunkten des Dreiecks vertikal Elektroden eingetrieben – Stahlleiter aus Rohren oder Winkeleisen. Um diesen Vorgang zu erleichtern, kann die Unterkante jedes Stücks vorher mit einem Winkelschleifer angespitzt werden.

Sie müssen in einer solchen Tiefe installiert werden, dass der Abstand von der Grabensohle bis zur Oberkante des Leiters 15–20 cm beträgt (d. h. die gesamte Konstruktion wird später mit einer Erdschicht von 30–55 cm bedeckt).

Danach müssen die Elektroden miteinander verbunden werden. Verlegen Sie entlang der an den Dreiecksseiten ausgehobenen Gräben einen Stahlleiter mit einem Querschnitt von 4,8–5 cm² oder ein Band mit einer Breite von 4 cm und einer Dicke von mindestens 4 mm.

Der gesamte Vorgang der Errichtung einer Erdungsanlage umfasst eine Reihe von Standard-Schritten:

Fertige Erdungssets können mit den im Lieferumfang enthaltenen Schrauben verbunden werden. Für Eigenkonstruktionen ist Punktschweißen die beste Lösung.

Anschauliches Schema des Aufbaus einer Erdungsschleife für einen Gasheizkessel, für dessen Herstellung Stahlbänder und drei Elektroden verwendet wurden.

Anschließend muss an den Stahlleiter ein horizontales Metallband angeschweißt werden, das über den Graben an die vorgesehene Stelle für den Erdungseintritt in das Gebäude selbst geführt wird. Es ragt etwa 50 cm über die Höhe der Blende hinaus (es kann auch ein Stahlstab verwendet werden).

Jetzt muss die Erdung ins Haus geführt werden. Dazu wird mit einem Bohrhammer ein Loch in die Wand gebohrt, durch das ein Kupferdraht gezogen wird. An das Band wird eine M8-Schraube angeschweißt. Der Kupferdraht wird mit einem Ende an der Klemme der Erdungsschiene und mit dem anderen Ende an der Metallplatte am Sockel befestigt.

Anschlussplan über dreiadriges Kabel an die Erdungsschleife und den Strommasten (für die Durchführung eines solchen Anschlusses ist unbedingt eine Genehmigung der örtlichen Energieversorger einzuholen)

Anschließend wird der Gasheizkessel über einen eigenen Schutzschalter mit einem dreiadrigen Kabel an den Verteilerkasten angeschlossen. Zusätzlich wird die Installation eines Spannungsstabilisators empfohlen.

Wie überprüfen Sie die Funktion und erhalten die Abnahme der Erdung?

Ermitteln Sie mit einem Messgerät den Ausbreitungswiderstand des Stroms im Kreis. Wenn das Ergebnis der Messung des Erdungswiderstands den maximal zulässigen Wert von 10 Ohm nicht überschreitet, können die Gräben zugeschüttet werden.

Wenn Abweichungen festgestellt werden, fügen Sie die erforderliche Anzahl an Elektroden hinzu und stellen Sie sicher, dass der Widerstand in Ordnung ist. Die Erdung ist fertig, Sie können die Erdungsschleife vergraben und die Inspektion anfordern.

Um die Gräben mit den Erdungselektroden zu verfüllen, verwenden Sie nur homogenes Erdreich ohne Beimischung von Steinen und Bauschutt, und schützen Sie die Eintrittsstelle des Systems ins Haus mit einem PVC-Kasten vor Niederschlag.

Übrigens gibt es eine weitere Methode, um die Funktion der Erdung zu überprüfen. Dazu benötigen Sie eine einfache Glühbirne mit einer Leistung von 100 W (oder mehr), die in eine Fassung mit Verlängerungskabel eingeschraubt wird. Dann wird ein Ende des Verlängerungskabels an eines der horizontalen Stahlbänder, die an den Seiten des Erdungsdreiecks angebracht sind, und das andere Ende an die 220-Volt-Phase angeschlossen.

Vergleichen wir das Ergebnis:

• Die Lampe leuchtet hell, als ob sie an eine Steckdose angeschlossen wäre – die Erdungsschleife funktioniert.
• Die Lampe leuchtet, aber das Licht ist schwach oder flackert – schweißen Sie die Verbindungen der Konstruktion noch einmal nach.
• Die Lampe leuchtet nicht – die Unversehrtheit der gesamten Schaltung muss überprüft werden, von der Schweißqualität bis zur Zuleitung zum Verteilerkasten.

Vertreter der Kontrollbehörden orientieren sich bei der Überprüfung der Betriebsbereitschaft der Geräte in der Regel an den in den Punkten 1.7-1.8 angegebenen Empfehlungen der PUE. Sie bestimmen den Erdwiderstand und den Erdungskreis, die korrekte Verbindung zum Verteilerkasten des Gaskessels und andere Parameter.

Ohne Bescheinigung und Prüfprotokoll des Gasdienstes kann der Anschluss Ihres Hauses an die Gasleitung verweigert werden.

Wenn alle Werte normal sind, wird eine Erdungsbescheinigung ausgestellt. Sie besteht aus einer Reihe technischer Dokumente: dem Bericht über die durchgeführten Prüfungen mit Angabe der verwendeten Messgeräte, der Laborregistrierungsbescheinigung, dem Prüfprotokoll des Stromkreises zwischen Erdungsanlage und Kessel sowie einem Mängelverzeichnis.

Über die Besonderheiten der Erdung einer Badewanne in einer Wohnung eines Mehrfamilienhauses informiert Sie der folgende Artikel, den wir zu lesen empfehlen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Und zum Schluss bieten wir eine Zusammenstellung von Videos, in denen Sie sich ein anschauliches Bild davon machen können, wie Sie einen Gaskessel in einem Privathaus sicher erden.

In diesem Video sehen Sie den Bau einer Erdungsanlage aus 4 Stäben mit dem Ziel, einen Widerstand von bis zu 7 Ohm zu erreichen:

Eine weitere Variante der Erdungsanlage für einen Gaskessel in einem Privathaus, der von einer Mastleitung versorgt wird:

Das Erdungssystem ist ein wichtiger Schritt, den Sie bei der Installation eines Gaskessels nicht vernachlässigen sollten. Und wenn Sie sich nicht sicher sind, dass Sie die Erdungsanlage korrekt installieren und an den Verteilerkasten anschließen können, sollten Sie kein Risiko eingehen und lieber einen Fachmann beauftragen, denn es geht nicht nur um die Erhaltung teurer Geräte, sondern vor allem um Ihre Sicherheit und sogar Ihr Leben.

Erzählen Sie uns, wie Sie die Erdungsanlage auf Ihrem Grundstück gebaut haben. Möglicherweise haben Sie Informationen, die für zukünftige Heimwerker von Erdungssystemen nützlich sein könnten. Bitte schreiben Sie Kommentare, veröffentlichen Sie Fotos zum Thema und stellen Sie Fragen im Block unten.