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Aug. 01

Erdung und Potentialausgleich in der Funktechnik und im Amateurfunk

1. Einführung

Erdung und Potentialausgleich sind essenzielle Schutzmaßnahmen im Amateurfunk. Sie verhindern gefährliche Spannungsdifferenzen, leiten Blitzströme kontrolliert ins Erdreich ab und verbessern die elektromagnetische Verträglichkeit der Anlage. Gleichzeitig reduzieren sie Störgeräusche und erhöhen die Empfangsqualität auf Kurzwelle und UKW.

2. Begriffsdefinitionen

2.1 Erdung

Unter Erdung versteht man die elektrische Verbindung eines Punktes einer Anlage mit der Erde, um ableitbare Ströme sicher ins Erdreich zu führen. Elektrofachkräfte sprechen von Erdung, wenn ein Leiter direkt mit einem Erder (z. B. Fundament- oder Tiefenerder) verbunden wird.

2.2 Potentialausgleich

Als Potentialausgleich wird eine leitfähige Verbindung zwischen verschiedenen Metallteilen (Antennenmast, Koaxschirm, Gerätegehäuse) bezeichnet, um Potentialunterschiede auszugleichen und Berührungsspannungen zu vermeiden. Diese Maßnahme ist in der Norm DIN V VDE V 0800-2:2011-06 beschrieben.

3. Normative Grundlagen

Wichtige VDE-Normen im Funkbereich:

  • VDE 0100-410: Schutz gegen elektrischen Schlag
  • VDE 0100-540: Erdungsanlagen und Schutzleiter
  • VDE 0855-300 (Entwurf E DIN VDE 0855-300:2025-01): Antennenerdung und Sicherheitsanforderungen für Anlagen bis 1 kW
  • VDE 0185-305-3: Blitzschutz – Schutz von Gebäuden und Personen
  • DIN V VDE V 0800-2:2011-06: Potentialausgleich und Erdung in der Informationstechnik

4. Arten der Erdung im Amateurfunk

4.1 Fundamenterder (Ringerder)

  • Beschreibung: Kupferband oder verzinkter Stab im Fundamentring
  • Vorteile: höchste Zuverlässigkeit, integriert in Bauwerk, geringe Impedanz
  • Nachteile: Baufachgerechte Ausführung nötig, teuer, Nachrüstung kaum möglich

4.2 Tiefenerder

  • Beschreibung: Stab oder Band, mehrere Meter tief in den Boden gerammt
  • Vorteile: sehr niedriger Erdungswiderstand, unabhängig von Beton
  • Nachteile: Bodenbeschaffenheit kann Einbringung erschweren, Genehmigung in Siedlungsgebieten oft erforderlich

4.3 Potentialausgleichsschiene (PAS)

  • Beschreibung: innerhalb des Shacks montierte Sammelschiene
  • Vorteile: klare Anschlussstelle für Maschinschirm, Geräte und Rohrleitungen
  • Nachteile: muss fachgerecht mit Haupterdungsschiene verbunden werden

4.4 Blitzschutz-Erdung

  • Beschreibung: Verbindung der Antenne an das äußere Blitzschutzsystem
  • Vorteile: kontrollierte Ableitung hoher Blitzströme, Minimierung von Brandgefahr
  • Nachteile: erfordert Einbindung in behördlich beaufsichtigtes Blitzschutzsystem, Querschnitt ≥ 16 mm² Cu nötig

5. Potentialausgleich im Detail

5.1 Hauptpotentialausgleich

Verbindet alle metallenen Fremdleiter (Heizungsrohre, Wasserleitungen) und Schutzerder mit der Haupterdungsschiene. Querschnitt der Potentialausgleichsleiter mindestens halb so groß wie der Schutzleiter, jedoch ≥ 6 mm² Cu empfohlen.

5.2 Zusätzlicher Potentialausgleich

Erforderlich in Bereichen mit erhöhter Gefährdung (Bäder, explosionsgefährdete Bereiche). Leiterquerschnitt ≥ 4 mm² Cu, Verbindung zu ortsnahen Erdern und PAS.

5.3 Koaxial-Potentialausgleich

Jedes Koaxialkabel wird am Mastfuß mit Schalterschrauben, Blitz- oder Erdungsklemmen niederohmig mit der PAS verbunden. Bei Kabellängen > 20 m empfiehlt sich ein Koax-SPD im Shack.

6. Blitzschutz und Antennenmasten

  • Antennen oberhalb des Daches sind bevorzugte Einschlagspunkte und müssen nach VDE 0185-305 in das Blitzschutzsystem eingebunden werden.
  • Fangleitungen (Blitzschutzableiter) leiten Blitzströme kontrolliert ab.
  • Downconductor-Querschnitt ≥ 16 mm² Cu oder ≥ 25 mm² Al.
  • Trennungsabstand „s“ zwischen Antenneninstallationen und stromführenden Leitungen muss nach DIN EN 62305-3 berechnet werden; typische Werte 30 … 70 cm.

7. Empfangsvorteile durch richtige Erdung und Potentialausgleich

  • Kurzwelle: Tiefer Bodenwiderstand senkt das Systemrauschen, verbessert Signal-zu-Rausch-Verhältnis.
  • UKW/VHF/UHF: Stabiles Ground-Plane reduziert Reflexionen, verbessert Antennenimpedanz und Bandbreite.
  • Rauscharmut: Potenzialangleich minimiert Störspannungen, verringert Radiointerferenzen im Shack.

8. Anekdoten und Missverständnisse

Ein Funkamateur berichtete von dauerhaftem Geknister im Kopfhörer, bis eine zusätzliche Erdung des Koaxschirms sein Rauschen um 8 dB senkte. Viele verwechseln Haus- und Funk­erdung – beides gehört zusammen: Die Schutzerdung schützt vor elektrischen Schlägen, die Antennenerdung vor Blitzschlag, und der Potentialausgleich beseitigt Spannungsdifferenzen.

9. Fazit

Erdung und Potentialausgleich sind unverzichtbar für Sicherheit, Haftungsminimierung und optimalen Empfang. Die Normen VDE 0100, VDE 0855 und VDE 0185 geben klare Vorgaben. Fachgerechte Planung, Ausführung und regelmäßige Kontrolle garantieren, dass Blitz- und Funkanlagen zuverlässig geschützt sind und ihre volle Funktionsfähigkeit entfalten.