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Fundamenterder auf der unteren Bewehrungslage verlegt (Quelle: W. Wettingfeld GmbH & Co. KG, Krefeld)
Blitz- und Überspannungsschutz

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Die Erdungsanlage – 
Sicherheit zum Nulltarif?

17.03.2022

Seit ihren Anfängen zu Beginn des 20. Jahrhunderts hat sich die Elektrotechnik ständig weiterentwickelt und hielt ab 1901 zunehmend Einzug in die Haushalte [1]. Neben elektrischem Licht gibt es erste Kleingeräte wie Bügeleisen, Backofen und Staubsauger. Mit diesem Fortschritt nahm jedoch auch die Gefährdung durch Elektrizität zu.

Historische Durchsetzung von Erdungsanlagen

Aufgrund der Gefahren insbesondere für Leib und Leben durch die zunehmende Verbreitung von Elektrogeräten und -anlagen gab der VDE ab 1904 die ersten Vorschriften zur elektrischen Sicherheit heraus. Jedoch erst die 1924 erschienenen Leitsätze für Erdungen enthielten brauchbare Bemessungsregeln für Erdungsanlagen [2]. Während das Thema Erdung im Sinne des Blitzschutzes immer integraler Bestandteil des „Blitzschutzsystems“ war [3], musste dies bezüglich Niederspannungsanlagen erst gefordert werden. Walter Koch führte in seinem Standardwerk „Erdungsanlagen“ [4] 1948 dazu aus: „während dort, wo oft gegen die Vorschriften und Erkenntnisse der Erdungstechnik gehandelt wird, nämlich in Niederspannungsanlagen, zahlreiche Unfälle und Todesfälle zu verzeichnen sind.“ Weiter heißt es: „Für jeden Techniker, der verantwortlich elektrische Hoch- und Niederspannungsanlagen zu entwerfen, zu errichten oder zu betreiben hat, ist es eine heutzutage unerlässliche Forderung, seinem Wissensgebiet das der Erdungstechnik anzugliedern“. In diesem Sinne wird die Bedeutung der Erdungsanlage auch von Thomas Niemand und Andreas Schröder gesehen [5]: „Für jeden Ingenieur und Techniker, der verantwortlich ist für die Errichtung, den Betrieb oder die Instandhaltung elektrischer Hoch- und Niederspannungsanlagen, ist die Kenntnis der Erdungsmaßnahmen eine unerlässliche Forderung. Grundsätzlich ist die Erdung die wichtigste Maßnahme für den Schutz bei indirektem Berühren. Hier, wie auch in den Niederspannungsnetzen, die je nach Behandlung des Neutral- oder PEN-Leiters durch Spannungsverschleppungen ebenfalls gefährliche Potentiale annehmen können, ist die Erdung das wichtigste Mittel um Personengefährdungen zu vermeiden.“ Mit der Einführung der „Richtlinien für das Einbetten von Fundamenterdern in Gebäudefundamente“ [6] im Jahr 1966 erfolgte ein wesentlicher Schritt im Sinne der elektrischen Sicherheit. Diese Richtlinie wurde gemeinsam von Fachleuten der Elektrizitätsversorgungsunternehmen, des Zentralverbandes des Deutschen Elektrohandwerks und von Baufachleuten erarbeitet. Begründet wurde die Herausgabe wie folgt: „Durch die technische Entwicklung sind in Neubauten nicht nur die Wasser-, Gas- und Starkstrominstallationen umfangreicher geworden, sondern zu ihnen sind in zunehmendem Maße Zentralheizungs-, Antennen-, Fernsprech- und Rufanlagen getreten. Diese Vielzahl von Leitungs- und Rohranlagen bildet in den Gebäuden ein weit verzweigtes Netz metallisch leitender Systeme, die vielfach ineinandergreifen oder sich gegenseitig beeinflussen können. Deshalb können Fehler oder Mängel in einem Leitungssystem ungünstige Rückwirkungen auf ein anderes System haben, z. B. durch Spannungsverschleppungen. Um beim Auftreten solcher Mängel und Gefährdungen dem häufig Sachunkundigen einen erhöhten Schutz, insbesondere gegen Berührungsspannungen zu erzielen, wurde der Fundamenterder eingeführt, an den alle vorerwähnten, metallenen leitenden Systeme angeschlossen werden, so dass ein Potentialausgleich erzielt wird“. Erstaunlicherweise wird diese Basis der elektrischen Sicherheit, des Personenschutzes und der Zuverlässigkeit der technischen Verfügbarkeit jetzt von „Experten“ in Frage gestellt, mit dem Hinweis: Es geht auch billiger, die Anforderungen der Elektrotechnik ist für viele bauliche Anlagen nicht so komplex wie in den Normen dargestellt. Teilweise wird sogar in Frage gestellt, ob die DIN 18014 [7] eine anerkannte Regel der Technik ist. Die DIN 18014 beschreibt wie ein Fundamenterder zu realisieren ist. Dieser Beitrag versucht diesen Gegensatz aufzulösen und eine rationale Betrachtung durchzuführen.

Erfordernis einer 
Erdungsanlage

Die Notwendigkeit einer Erdungsanlage für Neubauten ergibt sich aktuell u. a. aus
  • VDE-AR-N 4100 [8],
  • DIN VDE 0100-410 [9] und
  • DIN VDE 0100-540 [10].
Im Abschnitt 542.1.1 der DIN VDE 0100.540 wird ausgeführt: „In Deutschland muss in allen neuen Gebäuden ein Fundamenterder nach der nationalen Norm DIN 18014 errichtet werden“. Gemäß VDE –AR-N 4100, Abschnitt 11: Auswahl von Schutzmaßnahmen, dient ein Fundamenterder nach DIN 18014 den Zwecken
  • des Blitzschutzes;
  • der Schutzerdung von Antennenanlagen;
  • der Schutz- und Funktionserdung von Erzeugungsanlagen und Speichern;
  • der Funktionserdung von Breitbandkabelnetzen und Telekommunikationsnetzen.
Darüber hinaus dient ein Fundamenterder nach DIN 18014 der
  • Erhöhung der Wirksamkeit des Hauptpotentialausgleiches nach DIN VDE 0100-410;
  • Schutzerdung in TT-Systemen;
  • Potentialausgleichssteuerung in Gebäuden;
  • Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV);
  • Einhaltung der Spannungswaage zur Sicherstellung der niederohmigen Erdung des Neutralleiters (oder des PEN) als Voraussetzung für den Verzicht des Schaltens eines Neutralleiters in Deutschland.
Autor: J. Wettingfeld Literatur: [1] Fischer, E.-P.: Das große Buch der Elektrizität. Köln: Komet Verlag, 2011. [2] Vorschriftenbuch des VDE: Leitsätze für Erdungen und Nullung in Niederspannungsanlagen. Berlin: Springer Verlag, 1924. [3] Findeisen, F.: Rathschläge über den Blitzschutz der Gebäude. 2. Auflage, Berlin: Verlag von Julius Springer, 1899. [4] Koch, W: Erdungsanlage. 1. Auflage, Berlin: Springer Verlag, 1948. [5] Cichowski, R. R. (Hrsg.); Niemand, T.; Schröder, A.: Erdungsanlagen. 2. Auflage, Berlin: VDE Verlag GmbH, 2016. [6] Vereinigung Deutscher Elektrizitätswerke e. V. – VDEW (Hrsg.): Richtlinien für das Einbetten von Fundamenterdern in Gebäudefundamente. Frankfurt am Main: VWEW, 1966. [7] DIN 18014: 2014-03: Fundamenterder – Planung, Ausführung und Dokumentation. [8] VDE-AR-N 4100 Anwendungsregel:2019-04: Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz und deren Betrieb (TAR Niederspannung). [9] DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2018-10: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag. [10] DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2012-06: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen, Schutzleiter und Schutz-Potenzialausgleichsleiter. Der vollständige Fachartikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.