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Bau & Handwerk

Ausbreitungswiderstand eines Erders berechnen

Wählen Sie die Erderart und geben Sie Bodenwiderstand und Abmessungen ein. Der Rechner schätzt den Ausbreitungswiderstand und die Länge, die für einen Zielwert nötig wäre.

Erder und Boden
Lehm etwa 50 bis 100, feuchter Sand 200, trockener Kies 1.000 und mehr; Stand prüfen.
Staberder meist 20 bis 25 mm, Band 30 × 3,5 mm.
0 = ohne Zielwert.
Ergebnis

Wie der Ausbreitungswiderstand entsteht

Ein Erder leitet Fehler- und Blitzströme in das Erdreich ab. Der Ausbreitungswiderstand beschreibt, wie gut das gelingt: Er ist der Widerstand zwischen dem Erder und weit entfernter Bezugserde. Den größten Teil davon bildet das Erdreich in unmittelbarer Nähe des Erders, weil der Strom dort durch eine kleine Fläche fließen muss. Mit wachsendem Abstand verteilt er sich auf immer mehr Boden.

Entscheidend ist der spezifische Bodenwiderstand in Ohmmeter. Feuchte, lehmige oder tonige Böden leiten gut, trockener Sand, Kies und Fels schlecht. Die Werte reichen von wenigen Ohmmetern in Moor und Marsch bis zu mehreren Tausend in Gestein. Gemessen wird der Bodenwiderstand mit der Vier-Sonden-Methode nach Wenner; Tabellenwerte sind nur eine grobe Orientierung.

Für einfache Erderformen gibt es Näherungsformeln, die auf H. B. Dwight (1936) und E. D. Sunde zurückgehen. Der Staberder wird senkrecht eingetrieben, sein Widerstand sinkt etwa umgekehrt proportional zur Länge. Der Banderder liegt waagerecht in geringer Tiefe; als Faustformel gilt für ihn das Doppelte des Bodenwiderstands geteilt durch die Länge, die genauere Formel berücksichtigt Bandbreite und Verlegetiefe.

Staberder: R=ρ⋅(ln (4 Lr)−1)2 π L; Banderder: R=ρ⋅(ln (2 La)+ln (2 Ls)−2+sL)2 π Lmit a=Bandbreite4 , s=2×Tiefe\text{Staberder}:\ R = \frac{\rho \cdot \left(\text{ln}\,\left(\frac{4\,L}{r}\right) - 1\right)}{2\,\pi\,L};\ \text{Banderder}:\ R = \frac{\rho \cdot \left(\text{ln}\,\left(\frac{2\,L}{a}\right) + \text{ln}\,\left(\frac{2\,L}{s}\right) - 2 + \frac{s}{L}\right)}{2\,\pi\,L}\quad \text{mit}\ a = \frac{\text{Bandbreite}}{4}\,{,}\ s = 2 \times \text{Tiefe}

Beispiel: Staberder 3 m lang, 20 mm Durchmesser, Boden mit 100 Ωm: R = 100 ÷ (2π × 3) × (ln 1.200 − 1) = 32,3 Ω, die Faustformel ρ ÷ L ergibt 33,3 Ω. Für 10 Ω wäre ein Staberder von rund 11,9 m nötig. Ein 20 m langer Banderder 30 mm breit in 0,5 m Tiefe erreicht im selben Boden etwa 8,2 Ω.

Anforderungen, Messung und Grenzen

Welcher Wert ausreicht, hängt von der Aufgabe ab. In TT-Netzen mit Fehlerstrom-Schutzschalter muss nach DIN VDE 0100-410 das Produkt aus Erdungswiderstand und Bemessungsfehlerstrom höchstens 50 V betragen; bei 30 mA sind das rechnerisch über 1.600 Ω, praktisch strebt man aber deutlich niedrigere Werte an. Für Blitzschutzanlagen nach DIN EN 62305-3 wird oft ein Wert unter 10 Ω empfohlen. Netzbetreiber und Anlagenart können weitere Vorgaben machen.

Neubauten erhalten nach DIN 18014 einen Fundamenterder oder Ringerder, der wegen seiner großen Fläche meist sehr niedrige Werte erreicht. Staber- und Banderder kommen bei Nachrüstungen, Nebengebäuden, Weidezäunen oder Antennenanlagen zum Einsatz. Mehrere Staberder sollten mindestens im Abstand ihrer doppelten Länge stehen, damit sich ihre Einflussbereiche nicht überlagern.

Der Bodenwiderstand schwankt mit den Jahreszeiten. Trockene Sommer und gefrorener Boden können den Ausbreitungswiderstand verdoppeln. Tief eingetriebene Staberder erreichen dauerhaft feuchte Schichten und sind deshalb stabiler als flach verlegte Bänder. Planen Sie daher mit Reserve.

Die Berechnung ersetzt keine Messung. Nach DIN VDE 0100-600 ist der Erdungswiderstand bei der Erstprüfung zu messen. Arbeiten an Erdungsanlagen und am Potentialausgleich dürfen nur Elektrofachkräfte ausführen.

Tipps und typische Fehler

Erdung planen.

  • Boden: Widerstand messen.
  • Tiefe: Feuchte Schicht.
  • Abstand: Doppelte Länge.
  • Fachkraft: Prüfen lassen.

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Häufige Fragen

Was ist ein guter Erdungswiderstand?

Für Blitzschutz werden oft unter 10 Ω empfohlen; im TT-Netz mit RCD gilt R × IΔn ≤ 50 V.

Wie lang sollte ein Staberder sein?

Üblich sind 1,5 bis 9 m aus gekoppelten Einzelstäben; die Länge richtet sich nach Boden und Zielwert.

Warum schwankt der Erdungswiderstand?

Weil Feuchte und Frost den spezifischen Widerstand des Bodens stark verändern.

Wie misst man den Erdungswiderstand?

Mit einem Erdungsmessgerät, etwa nach dem Drei- oder Vier-Leiter-Verfahren mit Hilfssonden.

Was ist ein Fundamenterder?

Ein in das Fundament eingelegter Leiter nach DIN 18014, der bei Neubauten Pflicht ist.

Auch gesucht als:
  • Erdungswiderstand berechnen
  • Staberder Ausbreitungswiderstand
  • Banderder berechnen
  • Erder Länge berechnen
  • spezifischer Bodenwiderstand
  • Erdungsanlage Widerstand

Rechtlicher Hinweis: Die Mengen und Werte sind Richtwerte für die Planung und keine Statik-, Brandschutz-, Elektro- oder Energieberatung. Tragende Bauteile sowie Elektro-, Gas- und Heizungsarbeiten gehören in die Hand von Fachplanern und zugelassenen Fachbetrieben. Herstellerangaben und geltende Vorschriften gehen vor.

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