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6. Voruntersuchungen und Plausibilitätskontrolle des Simulationsmodells
2. Zwischen dem Erdboden und den Füÿen des Menschen besteht eine Art intrinsischer
Übergangswiderstand, vergleichbar mit dem Ausbreitungswiderstand
eines Plattenerders auf der Erdoberäche. Diese Erdungswiderstände (je einer
pro Fuÿ) bilden mit dem Körperinnenwiderstand einen Spannungsteiler, sodass
am Menschen nur eine reduzierte Spannung abfällt.
Die beschriebenen Ausbreitungswiderstände dürfen dabei jedoch keinesfalls
mit Fremdwiderständen, wie sie beispielsweise Schuhsohlen oder eine Standortisolierung
darstellen würden, verwechselt werden. Solche Fremdwiderstände
wären gegebenenfalls als weitere Widerstände in den Spannungsteiler mit einzubeziehen.
Der zweite Erklärungsansatz wird dabei unter anderem von Neuhaus in seinem
Kommentar zur VDE 0185 [Neu83] und von der Norm DIN EN 50522 (VDE 0101-2)
verfolgt. Neuhaus nimmt hierzu einen Fuÿ beziehungsweise beide Füÿe als Kreisplattenerder
an, deren Erdungswiderstand R
R =
ϱ
2D
(6.4)
beträgt, wobei D der Durchmesser der Platte und ϱ der spezische Bodenwiderstand
ist. Weiterhin wird von Neuhaus für einen einzelnen Fuÿ ein Durchmesser D = 15 cm
und für zwei nebeneinander stehende Füÿe D = 35 cm angenommen. 3 Daraus ergibt
sich für einen Fuÿ ein Widerstand R 1 von
R 1 ≈ 3,3 · ρ (6.5)
Mit diesem Wert, der noch verdoppelt werden muss, da beide Füÿe getrennt zu
werten sind, ergibt sich für den Spannungsteiler aus Erdungswiderständen und Körperwiderstand
R K ein Teilerverhältnis ü von
ü = 2 · R 1 + R K
R K
, (6.6)
um das sich die leerlaufende Schrittspannung zur tatsächlichen Schrittspannung reduziert.
Konkrete Werte für unterschiedliche Bodenleitfähigkeiten und einen Körperwiderstand
R K = 1000 Ω sind in Tabelle 6.1 aufgetragen.
Um dieses Verhältnis auch per Simulation nachzuvollziehen, wurden einige Simulationsreihen
durchgeführt. Dazu wurde eine bügelähnliche Struktur auf die Erdober-
äche gesetzt, die so bemessen war, dass sie entsprechend Neuhaus' Annahme einen
Durchmesser von 15 cm, eine Spannweite von Mitte zu Mitte von 1 m und einen Gesamtwiderstand
von 1000 Ω hatte. Abbildung 6.5 verdeutlicht die Anordnung.
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DIN EN 50522 fordert beim messtechnischen Nachweis von Berührspannungen eine Bodenkontaktierungsplatte
von 400 cm 2 , was einer kleineren Fläche als einem Kreis mit 35 cm (entspricht
gut 9600 cm 2 ) entspricht. Dadurch ergibt sich bei der Messung nach DIN EN 50522 ein gröÿerer
Erdungswiderstand der Füÿe und somit ein gröÿerer Unterschied zwischen leerlaufender und
tatsächlicher Schrittspannung, das heiÿt, die Berechnungen von Neuhaus sind strenger als die
Norm.
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