Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Würde das Stromnetz auch ohne Erdung funktionieren?


von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Freileitungsmast

"Aus diesem Grund haben Drehstromfreileitungen für Niederspannung stets 
vier Leiterseile: drei Phasen und ein Neutralleiter."

Also wird der Strom über die Freileitung auch wieder zurückgeführt. 
Alles müsste auch funktionieren wenn man nichts erden würde. Würde man 
nichts mit der Erde verbinden müsste man bei einem defekten Gerät den 
anderen Pol berühren damit es gefährlich wird. Aber da ja alles geerdet 
ist ist man immer in Gefahr wenn man die Phase berührt, also den Leiter 
der nicht mit der Erde verbunden ist, sofern man selbst eine leitende 
Verbindung zum Erdreich hat. Somit muss der Fi Schalter den Strom über 
den Erdleiter feststellen und abschalten. Wozu um alles in der Welt ist 
jetzt der Nulleiter mit der Erde verbunden?

von hinz (Gast)


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von Dieter W. (dds5)


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Der G. schrieb:
> Wozu um alles in der Welt ist
> jetzt der Nulleiter mit der Erde verbunden?

Weil sonst das ganze System auf einer beliebig hohen Spannung gegen Erde 
liegen könnte und das will ganz sicher niemand haben.

von Erdnuckel :-) (Gast)


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Ich fürchte an der Stelle habe ich auch eine Riesenbildungslücke. :-)
Ich nehme schon an, dass die Erdung sinnvoll ist. Allein, dass der 
Aufwand gemacht wird, spricht dafür.

Aber:
Nehmen wir mal kurz an, die Leitungen würden auf einem beliebig hohem 
Potential "schweben". Dahinter steht ja keine "Quelle" mit derart 
niedrigem Innenwiderstand, dass ein hoher Strom fliessen könnte; kein 
Generator.

Ist das "Frei-schweben" der Hauptgrund, aus dem man erdet? Warum genau?

von Rainer D. (rainer4x4)


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Der G. schrieb:
> Wozu um alles in der Welt ist
> jetzt der Nulleiter mit der Erde verbunden?

Zum einen damit das Netz nicht beliebig "in der Luft" hängt und aufgrund 
statischer Ladungen sehr hohe Spannungen gegen Erde auftreten könnten.
Zum anderen besteht in dem sehr komplexen Netz immer die Gefahr das mehr 
als ein Fehler auftreten können. Und damit wäre die Gefahr des 
Stromschalges sehr hoch.

von hinz (Gast)


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Rainer D. schrieb:
> Zum anderen besteht in dem sehr komplexen Netz immer die Gefahr das mehr
> als ein Fehler auftreten können.

Deshalb sind IT-Netze sehr klein.

von ACDC (Gast)


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Erdnuckel :-) schrieb:
> Nehmen wir mal kurz an, die Leitungen würden auf einem beliebig hohem
> Potential "schweben". Dahinter steht ja keine "Quelle" mit derart
> niedrigem Innenwiderstand, dass ein hoher Strom fliessen könnte; kein
> Generator.

Nehmen wir mal die Tatsache an, das Himmel und Wolken nicht geerdet 
sind.

Hab zumindest noch kein Erder gesehen.

Dann müsste es doch kein Problem sein, ein Blitzeinschlag zu überleben?

von Ka (Gast)


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wie groß ist die Kapazität zwischen Erde und Phase? Ein großes Netz 
würde eine große Kapazität bedeuten. Darüber würde eine Verbindung zur 
Erde entstehen, welche man nur schwer vermeiden könnte. Auch müsste die 
Verbindung sehr gut isoliert werden, was bei einem großen Netz nicht 
möglich wäre.

von Erdnuckel :-) (Gast)


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ACDC schrieb:
> Erdnuckel :-) schrieb:
>> Nehmen wir mal kurz an, die Leitungen würden auf einem beliebig hohem
>> Potential "schweben". Dahinter steht ja keine "Quelle" mit derart
>> niedrigem Innenwiderstand, dass ein hoher Strom fliessen könnte; kein
>> Generator.
>
> Nehmen wir mal die Tatsache an, das Himmel und Wolken nicht geerdet
> sind.
> Hab zumindest noch kein Erder gesehen.
>
> Dann müsste es doch kein Problem sein, ein Blitzeinschlag zu überleben?

Was Du hier schreibst, heisst, dass es Ladungsmengen gibt, die 
gefährlich sind.

Heisst das, Du willst sagen, dass die statischen Ladungen _auf 
ungeerdeten Leitungen_ solche Mengen erreichen können, dass es 
gefährlich wird? Und das ist der Hauptgrund oder einer der Hauptgründe, 
warum man erdet? Oder gibt es noch zusätzliche Gründe mit etwa gleichem 
Gewicht?

von Joachim B. (jar)


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wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS? (scnr)

Auf der Aida können sie ja immer noch manchmal den Anker werfen.

: Bearbeitet durch User
von Erich (Gast)


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>> Wozu um alles in der Welt ist
>> jetzt der Nulleiter mit der Erde verbunden?

Weil sonst undefnierte Zustände entstehen könnten.

Annahme:
a)
20 Häuser einer Straße sind angeschlossen.
Im Haus 4 sei ein Isolationsfehler entstanden (am Elektroboiler des 
Bads), welcher L2 mit ERDE (Haus 4) "ein bischen" verbindet (über die 
Wasserleitung).
b)
Jetzt entsteht am Haus 17 ein weiterer Fehler weil dort die 
Waschmaschine alt ist. Diese sei an L3 angeschlossen und habe jetzt 100 
Ohm nach ERDE (Haus 17).

FRAGE an den Berufsschüler:
Welche Spannung hat im Haus 8 der Phase L1 gegen ERDE (Haus 8).

???????

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

ja, das Stromnetz funktioniert ganz ohne Erdung. Die Erdung ist nur aus 
Sicherheitsgründen vorhanden. Hier gibt es selbstverständlich 
unterschiedlichste Konzepte, die ein unterschiedliches Maß an Sicherheit 
bieten und unterschiedlich viel Aufwand und Ausfallsicherheit bietet.

Falls die Aspekte davon weiter vertieft werden soll müsste man sich auf 
eine bestimmte Netzform näher ansehen und könnte diese anschließend mit 
anderen Formen vergleichen.


Gruß Kai

von TotoMitHarry (Gast)


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Die Frage ist, was passiert wenn das Erdmagnetfeld verrückt spielt..

Bekommen dann alle einen Stromschlag von der Erde? :D

von Stefan F. (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS?

Da gibt es weder Ground noch Erde, sondern nur Hülle.

von hinz (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS?
>
> Da gibt es weder Ground noch Erde, sondern nur Hülle.

Die haben natürlich Erde dabei, hauptsächlich für Bioexperimente. Da 
bietet es sich doch an diese auch fürs Bordnetz zu verwenden.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Da gibt es weder Ground noch Erde, sondern nur Hülle.

lese noch mal den Titel, man kann nun spekulieren funktioniert ein 
Stromnetz auf der ISS oder im Flugzeug? (beides ohne Erde)
Was ist "das Stromnetz" überhaupt?
z.B. auf Laguna Beach Malediven oder auf den ostfriesischen Inseln wenn 
es ein Inselnetz ist?

von Erdnuckel :-) (Gast)


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Kai S. schrieb:
> Hallo,
>
> ja, das Stromnetz funktioniert ganz ohne Erdung. Die Erdung ist nur aus
> Sicherheitsgründen vorhanden. Hier gibt es selbstverständlich
> unterschiedlichste Konzepte, die ein unterschiedliches Maß an Sicherheit
> bieten und unterschiedlich viel Aufwand und Ausfallsicherheit bietet.
>
> Falls die Aspekte davon weiter vertieft werden soll müsste man sich auf
> eine bestimmte Netzform näher ansehen und könnte diese anschließend mit
> anderen Formen vergleichen.
>
>
> Gruß Kai

OK. Verstanden. Magst Du vielleicht irgendwelche Hinweise auf Links oder 
Bücher dazu geben?

von Kai S. (kai1986)


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In Deutschland haben wir verbreitet ein TN-C-S Netz. Bis zum 
Hausanschluss ist es als TN-C ausgeführt und im Haus als TN-S.
In Krankenhäusern gibt es als Stromnetz häufig ein IT Netz, 
Elektrofahrzeuge haben im Betrieb ein II Netz (beim Laden aber nicht 
mehr).

https://de.wikipedia.org/wiki/TN-System

Gruß Kai

von Tilo R. (joey5337) Benutzerseite


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Wie du schon schriebst sind Niederspannungssysteme i.d. Regel am 
Sternpunkt geerdet. Daher 4 Leitungen. Das sind dann die Netzformen TN-C 
und TN-S.
Die Verteilung der Last auf die 3 Phasen ist in Endstromkreisen oft auch 
nicht so super gleichmäßig, da macht es schon Sinn, auch einen 
Neutralleiter mit zu verteilen. (Eine ungleichmäßig Last sind auch die 
Beispiele oben, wo es in einem Haus "ein bischen" Erdschluss gibt.)

Beim IT-Netz, das wie schon erwähnt i.d. Regel nur in kleinen Bereichen 
eingesetzt wird liegt kein Erdbezug der Phasen vor.
Das macht man z.B. in Krankenhaus-OP-Säälen. Wenn es dort zu einem 
Isolationsfehler kommt, also irgendjemand einen der 2 Außenleiter 
anfasst, dann passiert nichts. Man kann den Fehler zwar erkennen und 
wird ihn auch beheben, aber den Patient kann man in aller Ruhe zunähen.
Bei TN-S hätte eine Sicherung (oder der RCD) ausgelöst und die OP-Crew 
stünde im Dunkeln (oder so).


Mittel- und Hochspannungsnetze müssen nicht geerdet sein. Es ist nicht 
notwendig, weil an allen Seiten Transformatoren stehen. Ganz 
Freischwimmend will man das Potential aber doch nicht haben, schon weil 
man die Isolation nicht auf beliebige Spannungen auslegen kann.

Eine Besonderheit bei Überlandleitungen ist die Erdschlusskompensation, 
bei der der Sternpunkt geerdet wird, aber über eine passend 
dimensionierte Spule. Ähnlich wie beim IT-Netz kann hier der relativ 
häufige Fehlerfall, dass einer der 3 Außenleiter versehentlich mit Erde 
verbunden wird (z.B. durch einen Baum), ausgeglichen werden, ohne dass 
die Leitung abgeschaltet werden muss.

von Horst G. (horst_g532)


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Wie Erich im Beitrag #6116632 schon gut exemplarisch aufzeigte:
– Du übersiehst, dass Menschen (und viele Gegenstände etc.) "geerdet" 
sind – deshalb kriegste ja auch einen gewischt, wenn du an der Phase 
rumfummelst. Deshalb macht es absolut Sinn, diese "Erde" als 
Bezufspotential zu nehmen (bzw. sinngemäß die Außenhülle der ISS etc. – 
eben das jeweilige relative Bezugspotential).
– Wie schon angesprochen, könnte z. B. ein Blitzschlag das Netz auf ein 
"beliebiges" Potential gegen Erde heben (und Ja, ein so großes Netz hat 
ordentlich Kapazität), Fehler an Geräten in Haushalten ebenso – oder ein 
böser Mensch könnte einen Generator gegen Erde anschließen, so dass die 
Leute der Nachbarschaft bei Berührung des "Null"leiters tot umfallen.
– Das schwächste Glied gibt nach – Leitungs- und Geräteisolationen sind 
auf eine Spannungsdifferenz ausgelegt. So kann z. B. die Elektronik in 
einem Haushaltsgerät nur eine bestimmte Spannungsdifferenz zwischen dem 
schutzgeerdeten Gehäuse und dem "Null"leiters aushalten, schlägt darüber 
aber ggf. durch – Brandgefahr usw.
– Bei definiertem Bezufspotential führen Einfachfehler (Kurzschluss 
etc.) zur sicheren Auslösung und Abschaltung; bei isoliertem Netz 
braucht es zwei Fehler oder komplexe Überwachungsmaßnahmen sowie 
Trennvorrichtungen etc., die in Summe sicher deutlich aufwändiger als 
die Erdung ausfallen.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Dieter W. schrieb:
> Weil sonst das ganze System auf einer beliebig hohen Spannung gegen Erde liegen 
könnte und das will ganz sicher niemand haben.
Wenn irgendwo ein Leckstrom zur Erde abfliesst, dann ist jeder in Gefahr 
der einen der beiden Leiter berührt und kein FI Schalter da der auslöst. 
Also 3 fache Gefahr. Das ist logisch.

Rainer D. schrieb:
> und aufgrund statischer Ladungen sehr hohe Spannungen gegen Erde auftreten 
könnten.
Blitzschlag? Magnetfelder? Was würde da in Frage kommen? Ist das mit dem 
Phasenleiter dann nicht das Gleiche? Der ist auch frei in der Luft und 
hat keine Berührung zur Erde.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Der G. schrieb:
> Ist das mit dem
> Phasenleiter dann nicht das Gleiche? Der ist auch frei in der Luft

Nee, ist er nicht. Zwischen Phase und Null/Erde liegt der niederohmige 
Generator bzw. ein Transormator. Die Spannung an der Phase wird daher 
nie mehr als 230V über Null sein.

Wenn das ganze nicht mit Erde verbunden wäre, könnte die Spannung 
beliebig hoch werden. Wie zum Beispiel bei unseren Wolken. Die können 
sich mit vielen Millionen Volt aufladen.

Ich glaube, niemand möchte, dass sich unser Stromnetz beliebig auflädt, 
so dass Blitze aus den Steckdosen kommen.

Die Idee, dass ein potentialfreies Netz ungefährlich wäre, ist total 
falsch. Denn das Netz hat aufgrund eine hohe Kapazität. Da würde man 
durchaus eine gedonnert kriegen, wenn man nur einen Pol anfasst.

Du bekommst ja auch einen Stromschlag, wenn du auf einem gut 
isolierenden Plastik-Block stehst und nur einpolig die Phase anfasst. 
Die Isolation rettet Dir vielleicht dein Leben, einen kräftigen Schlag 
bekommst du wegen der Kapazität deines Körpers aber trotzdem.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn das ganze nicht mit Erde verbunden wäre, könnte die Spannung
beliebig hoch werden.
Wie verhindert die Erdung das genau?

Mir fällt noch Blitzschlag ein, der Neutralleiter ist immer ganz oben an 
den Freileitungen und geerdet, damit wird das System vor Blitzschlag 
geschützt. Daran hab ich gedacht als ich das von Horst G. durchgelesen 
hab.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Der G. schrieb:
>> Wenn das ganze nicht mit Erde verbunden wäre, könnte die Spannung
>> beliebig hoch werden.
> Wie verhindert die Erdung das genau?

Zwischen Erde und Phase liegt wie gesagt der niederohmige Generator oder 
ein Transformator. Diese leiten Fremdspannung zur Erde ab.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Diese leiten Fremdspannung zur Erde ab.
Jetzt hab ichs verstanden.

Horst G. schrieb:
> bei isoliertem Netz braucht es zwei Fehler oder komplexe Überwachungsmaßnahmen 
sowie Trennvorrichtungen etc., die in Summe sicher deutlich aufwändiger als die 
Erdung ausfallen
Erdung ist also die einfachste Art der Sicherung und vereinfacht auch 
die Fehlersuche.

von ACDC (Gast)


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Der G. schrieb:
> Der ist auch frei in der Luft und
> hat keine Berührung zur Erde.

So lange es keine in der Luft schwebende (Freie Energie) Kraftwerke 
gibt.
Ist das Kraftwerk auf der Erde.
Auch wenn galvanisch getrennt, hat es eine kapazitive Kopplung.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Diese leiten Fremdspannung zur Erde ab.

Jetzt hab ichs verstanden.

Horst G. schrieb:
> bei isoliertem Netz
> braucht es zwei Fehler oder komplexe Überwachungsmaßnahmen sowie
> Trennvorrichtungen etc., die in Summe sicher deutlich aufwändiger als
> die Erdung ausfallen.

Erdung ist also die einfachste Art der Sicherung und vereinfacht auch
die Fehlersuche.

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Der G. schrieb:
> Erdung ist also die einfachste Art der Sicherung und vereinfacht auch
> die Fehlersuche.

Ich würde eher sagen: Was mit der Erde verbunden ist, kann sich nicht 
weit davon entfernen. Und da wir Menschen mit unseren Füßen auf der Erde 
stehen, ist es für uns riskant, Dinge anzufassen, die nicht ebenfalls 
Kontakt zur Erde haben.

Wer würde freiwillig die Hand nach einer geladenen Gewitterwolke 
ausstrecken (wenn der Arm dazu lang genug wäre)?

von Reflex (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du bekommst ja auch einen Stromschlag, wenn du auf einem gut
> isolierenden Plastik-Block stehst und nur einpolig die Phase anfasst.

Was für ein Ammenmärchen. Bei Arbeiten unter Strom reichts, die anderen 
zu warnen, einen ja nicht versehentlich zu berühren. Gummisohlen auf 
trockenem Holzhocker (wahlweise auch ein neutraler Plasteblock) 
vollkommen ausreichend.

Wenn Du Dich mit aber vorher elektrostatisch aufbläst oder am 
Plasteteppich im KfZ während der Fahrt am Pedaletreten aufreibst, ist 
das eine ganz andere Baustelle. Da ists ganz egal, ob Du Null oder Phase 
erwischt - der Trick ist, einen Metallschlüssel zum Entladen zu nutzen.

von Reflex (Gast)


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> Bei Arbeiten unter Strom

Ich beschrieb lediglich ein lebensgefährliches Eigenexperiment 
undbefürwortete damit keinesfalls das Arbeiten unter Strom.

Kinder, nicht nachmachen! Die fünf Sicherheitsregeln stets beachten!

von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS?

Dort wird es gehimmelt.

von Dieter (Gast)


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Das elektrostatische Feld der Erde hat 100V/m. Magnetstürme induzieren 
auch nicht gerade kleine Spannungen auf langen Leitungen. Dort wo es 
sich entlädt gibt es entweder einen positiven oder negativen Effekt auf 
die CO2-Emmissionen. Das sind zum Beispiel Tod von Menschen oder dadurch 
verursachte Brände.

von Harald W. (wilhelms)


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Stefan ⛄ F. schrieb:

> Wer würde freiwillig die Hand nach einer geladenen Gewitterwolke
> ausstrecken (wenn der Arm dazu lang genug wäre)?

Franklin hat dazu einen Drachen benutzt.

von Stefan F. (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Franklin hat dazu einen Drachen benutzt.

Doch nur am Tag der Tentakel, oder war der in echt so wahnsinnig?

von Dieter (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS?
> Dort wird es gehimmelt.

hinz schrieb:
> Die haben natürlich Erde dabei, hauptsächlich für Bioexperimente. Da
> bietet es sich doch an diese auch fürs Bordnetz zu verwenden.

Sehr gute Erklärung! Gefällt mir. Eine Lösung für die Städte, wo kein 
Platz mehr für Erde und Pflanzen sein wird.

von Reflex (Gast)


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ACDC schrieb:
> Hab zumindest noch kein Erder gesehen.

einen gibts in Rio. Der hier hats nicht geschafft:

https://www.youtube.com/watch?v=iZUinyEBwa8

von Volker S. (sjv)


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Joachim B. schrieb:
> Auf der Aida können sie ja immer noch manchmal den Anker werfen.

Brauchen sie garnicht, Schiffs-Bordnetze haben keinen Null-Leiter und 
sind isoliert. Das wird mit einem Iso-Wächter überwacht.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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wie funktioniert Drehstrom auf Schiffen?

Volker S. schrieb:
> Schiffs-Bordnetze haben keinen Null-Leiter

von Harald W. (wilhelms)


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● J-A V. schrieb:

> wie funktioniert Drehstrom auf Schiffen?

Sie fahren zu einem Wasserwirbel:
https://i.ytimg.com/vi/RIX0mjabsrE/maxresdefault.jpg

von Andreas B. (bitverdreher)


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hinz schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Joachim B. schrieb:
>>> wie erden die nur ihr Stromnetz auf der ISS?
>>
>> Da gibt es weder Ground noch Erde, sondern nur Hülle.
>
> Die haben natürlich Erde dabei, hauptsächlich für Bioexperimente. Da
> bietet es sich doch an diese auch fürs Bordnetz zu verwenden.

So?
https://www.reddit.com/r/WTF/comments/2o6269/a_bucket_of_earth/

von Kai S. (kai1986)


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"Echter Drehstrom" hat keinen Neutralleiter, das ist eines der großen 
Missverständnisse von Drehstrom. Zur Funktion benötigt dieser nur die 
drei Außenleiter. Der Strom, der über einen Leiter hin fließt, fließt 
aufgeteilt über die beiden anderen Leiter wieder zurück. Sehr gut sieht 
man das an Drehstrommotoren, die haben nämlich gar keinen Anschluss für 
einen Neutralleiter.
Aber:
Der zusätzliche Neutralleiter ermöglicht die "Transformation" von 400 V 
Drehstrom zu 230V Wechselstrom ohne Trafo. Ein Herd-Backofen in der 
Küche ist nämlich kein Drehstromverbraucher sondern nur 3 
Wechselstromverbraucher. Typisch ist an einer Phase 2 Herdplatten 
angeschlossen, an der zweiten wieder zwei und an der dritten Phase der 
Backofen. Durch die Art des Drehstroms (3 sinusförmige Spannungsverläufe 
mit 120° Phasenverschiebung) genügt auch bei einem Herd ein 
Neutralleiter mit dem Querschnitt des Außenleiters.

Gruß Kai

von Volker S. (sjv)


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● J-A V. schrieb:
> wie funktioniert Drehstrom auf Schiffen?

Typische Spannung ist 460V/60Hz, die Verbraucher sind in Dreieck 
geschaltet.
Einphasenspg für Beleuchtung etc. wird über Trafos erzeugt.

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