Eine umfassende Erläuterung der in der Erdungstechnik gebräuchlichen Begriffe befindet sich in DIN EN 62305 (VDE 0185-305) „Blitzschutz – Schutz von baulichen Anlagen und Personen“, VDE 0101 Teil 1 und 2 „Starkstromanlagen für Nennwechselspannungen über 1 kV“ und DIN VDE 0100 „Errichten von Starkstromanlagen mit Nennspannungen bis 1000 V“ (Teil 200 und Teil 540). Für die Ausführung von Fundamenterdern ist zusätzlich DIN 18014 zu beachten. Hier werden nur die für das Verständnis der folgenden Ausführungen notwendigen Begriffserläuterungen wiederholt.

Begriffserläuterung

Erde

ist das leitfähige Erdreich und der Teil der Erde, der sich in elektrischem Kontakt mit einem Erder befindet, und dessen elektrisches Potential nicht notwendigerweise Null ist. Das Wort „Erde“ ist auch die Bezeichnung sowohl für die Erde als Ort wie auch für die Erde als Stoff, z.B. die Bodenart Humus, Lehm, Sand, Kies und Gestein.

Bezugserde

(neutrale Erde) ist der Teil der Erde, insbesondere der Erdoberfläche außerhalb des Einflussbereiches eines Erders oder einer Erdungsanlage, in welchem zwischen zwei beliebigen Punkten keine merklichen, vom Erdungsstrom herrührenden Spannungen auftreten (Bild 5.5.1).

Erder

ist ein leitfähiges Teil, das in Erde oder in ein bestimmtes leitfähiges Medium, z. B. Beton, eingebettet sein kann und in elektrischem Kontakt mit Erde steht.

Erdungsanlage

ist die Gesamtheit der zum Erden eines Netzes, einer Anlage oder eines Betriebsmittels verwendeten elektrischen Verbindungen und Einrichtungen, wie z. B. Erdungsleiter, Mastfüße, Bewehrungen oder Kabelmetallmäntel.

Erdungsleiter

ist ein Leiter, der einen Strompfad oder einen Teil des Strompfads zwischen einem gegebenen Punkt in einem Netz, in einer Anlage oder in einem Betriebsmittel und einem Erder herstellt. (Beispiel: Verbindungsleitung zwischen der Haupterdungsschiene und dem Erder)

Blitzschutzerdung

ist die Erdung einer Blitzschutzanlage zum Ableiten eines Blitzstromes in die Erde.
Im Nachfolgenden werden Arten von Erdern und deren Einteilung nach Lage, Form und Profil beschrieben.

Einteilung nach der Lage

Oberflächenerder

ist ein Erder, der im Allgemeinen in geringer Tiefe bis etwa 1 m eingebracht wird. Er kann aus Rund- oder Bandmaterial bestehen und als Strahlen-, Ring- oder Maschenerder sowie als Kombination dieser Bestandteile ausgeführt werden.

Tiefenerder

ist ein Erder, der im Allgemeinen lotrecht in größere Tiefen eingebracht wird. Er kann z. B. aus Rund- oder anderem Profil­material bestehen.

Fundamenterder

ist ein leitfähiges Teil, das im Beton eines Gebäudefundamentes als geschlossener Ring eingebettet ist.

Steuererder

ist ein Erder, der nach Form und Anordnung mehr zur Potentialsteuerung als zur Einhaltung eines bestimmten Ausbreitungswiderstandes dient.

Ringerder

ist ein leitfähiges Teil, das außerhalb eines Gebäudefundaments in das Erdreich als geschlossener Ring eingebettet ist.

Einteilung nach Form und Profil

Man unterscheidet Banderder, Kreuzprofilerder und Staberder.

Widerstandsarten

Spezifischer Erdwiderstand

𝜑_E ist der spezifische elektrische Widerstand der Erde. Er wird in Ωm angegeben und stellt den Widerstand eines Erdwürfels von 1 m Kantenlänge zwischen zwei gegenüberliegenden Würfelflächen dar.

Ausbreitungswiderstand

R_A eines Erders ist der Widerstand der Erde zwischen dem Erder und der Bezugserde. R_A ist praktisch ein Wirkwiderstand.

Stoßerdungswiderstand

R_st ist der beim Durchgang von Blitzströmen zwischen einem Punkt einer Erdungsanlage und der Bezugserde wirksame Widerstand.

Spannungen beistromdurchflossenen Erdungsanlagen, Potentialsteuerung

Erdungsspannung

U_E ist die zwischen einer Erdungsanlage und der Bezugserde auftretende Spannung (Bild 5.5.1).

Erdoberflächenpotential

𝜑 ist die Spannung zwischen einem Punkt der Erdoberfläche und der Bezugserde (Bild 5.5.1).

Berührungsspannung

U_B ist der Teil des Erdoberflächenpotentials, der vom Menschen überbrückt werden kann (Bild 5.5.1), wobei der Stromweg über den menschlichen Körper von Hand zu Fuß (waagrechter Abstand vom berührbaren Teil etwa 1 m) oder von Hand zu Hand verläuft.

Schrittspannung

U_S ist der Teil des Erdoberflächen-Potentials, der vom Menschen in einem Schritt von 1 m Länge überbrückt werden kann, wobei der Stromweg über den menschlichen Körper von Fuß zu Fuß verläuft (Bild 5.5.1).

Potentialsteuerung

ist die Beeinflussung des Erdpotentials, insbesondere des Erdoberflächenpotentials, durch Erder (Bild 5.5.1).

Potentialausgleich

für Blitzschutzanlagen ist das Verbinden metallener Installationen und elektrischer Systeme mit dem Blitzschutzsystem über Leitungen, Blitzstrom-Ableiter oder Trennfunkenstrecken.

Ausbreitungswiderstand / Spezifischer Erd­widerstand

Ausbreitungswiderstand R_A

Das Überleiten des Blitzstromes über den Erder in die Erde erfolgt nicht punktförmig, sondern setzt einen bestimmten Bereich um den Erder unter Strom.
Erderform und Verlegungsart müssen nun so gewählt werden, dass die sich auf die Erdoberfläche auswirkenden Spannungen (Berührungs- und Schrittspannungen) keine gefährlichen Werte annehmen.
Den Ausbreitungswiderstand R_A eines Erders kann man am besten an einer im Erdboden vergrabenen Metallkugel erklären.
Ist die Kugel genügend tief vergraben, so tritt der Strom gleichmäßig über die Kugeloberfläche verteilt radial aus. Dieser Fall ist im Bild 5.5.2 a) dargestellt; im Vergleich dazu zeigt Bild 5.5.2 b) den Fall einer direkt unter der Erdoberfläche vergrabenen Kugel.

Die konzentrischen Kreise um die Kugeloberfläche stellen Niveauflächen konstanter Spannung dar. Der Ausbreitungswiderstand R_A setzt sich aus der Reihenschaltung der Teilwiderstände einzelner Kugelschichten zusammen. Der Widerstand einer solchen Kugelschicht berechnet sich nach:

Dabei ist

ρE	der spezifische Erdwiderstand des als homogen angenommenen Erdbodens,
l	die Dicke einer angenommenen Kugelschicht und
q	die mittlere Oberfläche dieser Kugelschicht.

Zur Veranschaulichung sei eine in 3 m Tiefe vergrabene Metallkugel von 20 cm Durchmesser bei einem spezifischen Erdwiderstand von 200 Ωm angenommen.
Berechnet man nun für die verschiedenen Kugelschichten die Ausbreitungswiderstands-Zunahme, so ergibt sich in Abhängigkeit der Entfernung vom Kugelzentrum ein Verlauf nach Bild 5.5.3.

Der Ausbreitungswiderstand R_A für den Kugelerder berechnet sich nach:

ρE	Spezifischer Erdwiderstand in Ωm
t	Eingrabtiefe in cm
rK	Radius des Kugelerders in cm.

Aus dieser Formel ergibt sich für den Kugelerder ein Ausbreitungswiderstand R_A = 161 Ω.
Aus dem Kurvenverlauf im Bild 5.5.3 erkennt man, dass der größte Anteil am gesamten Ausbreitungswiderstand in unmittelbarer Umgebung des Erders auftritt. So ist z. B. in 5 m Entfernung vom Kugelmittelpunkt bereits 90 % des gesamten Ausbreitungswiderstandes R_A erreicht.

Spezifischer Erdwiderstand ρ_E

Der für die Größe des Ausbreitungswiderstandes R_A eines Erders maßgebende spezifische Widerstand ρ_E der Erde ist von der Bodenzusammensetzung, der Bodenfeuchtigkeit und der Temperatur abhängig. Er kann in weiten Grenzen schwanken.

Werte für verschiedene Bodenarten

Im Bild 5.5.4 sind für verschiedene Bodenarten die Schwankungsbreiten des spezifischen Erdwiderstandes ρ_E wiedergegeben.

Jahreszeitliche Schwankungen

Umfangreiche Messungen haben gezeigt, dass der spezifische Erdwiderstand je nach Eingrabtiefe des Erders stark variiert. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten des Erdbodens (α = 0,02 … 0,004) erreichen die spezifischen Erdwiderstände im Winter ein Maximum und im Sommer ein Minimum. Es empfiehlt sich daher, die Messwerte von Erdern auf die maximal zu erwartenden Werte umzurechnen, da auch unter ungünstigen Bedingungen (Tiefsttemperaturen) zulässige Werte nicht überschritten werden dürfen.

Der Verlauf des spezifischen Erdwiderstandes ρ_E in Abhängigkeit von der Jahreszeit (Bodentemperatur) kann mit recht guter Annäherung durch eine Sinuskurve dargestellt werden, die ihr Maximum etwa Mitte Februar und ihr Minimum etwa Mitte August besitzt. Untersuchungen haben weiterhin gezeigt, dass bei Erdern, die nicht tiefer als etwa 1,5 m vergraben sind, die maximalen Abweichungen des spezifischen Erdwiderstandes vom Mittelwert rund ± 30 % betragen (Bild 5.5.5).

Bei tiefer eingegrabenen Erdern (insbesondere bei Tiefenerdern) beträgt die Schwankung lediglich ± 10 %. Anhand des sinusförmigen Verlaufs des spezifischen Erdwiderstandes im Bild 5.5.5 kann der an einem bestimmten Tag gemessene Ausbreitungswiderstand R_A einer Erdungsanlage auf den maximal zu erwartenden Wert umgerechnet werden.

Messung

Zur Ermittlung des spezifischen Erdwiderstandes ρ_E wird eine Erdungsmessbrücke mit 4 Klemmen (Vierleiter-Verfahren/ 4-polige Messmethode), die nach der Nullmethode arbeitet, verwendet. Bild 5.5.6 zeigt die Messanordnung dieser nach WENNER benannten Messmethode.

Die Messung wird von einem festen Mittelpunkt M ausgeführt, der bei allen folgenden Messungen beibehalten wird. Auf einer im Gelände abgesteckten Strecke a – a‘ werden vier Mess-Sonden (Erdspieße mit 30 … 50 cm Länge) in den Boden eingebracht. Aus dem gemessenen Widerstand R ermittelt man den spezifischen Erdwiderstand ρ_E des Erdreiches:

R	gemessener Widerstand in Ω
e	Sondenabstand in m
ρE	mittlerer spezifischer Erdwiderstand in Ωm bis zu einer Tiefe entsprechend dem Sondenabstand e.

Durch Vergrößern des Sondenabstandes e und erneutes Abstimmen der Erdungsmessbrücke kann der Verlauf des spezifischen Erdwiderstandes ρ_E in Abhängigkeit von der Tiefe ermittelt werden.

Berechnung von Ausbreitungswiderständen

Für die häufig verwendeten Erderarten sind in Tabelle 5.5.1 die Formeln für die Berechnung der Ausbreitungswiderstände angegeben. Für die Praxis genügen diese Faustformeln durchaus. Die genauen Berechnungsformeln sind den folgenden Abschnitten zu entnehmen.

Erder	Faustformel	Hilfsgröße
Oberflächenerder (Strahlenerder)		–
Tiefenerder (Staberder)		–
Ringerder
Maschenerder
Plattenerder		–
Halbkugelerder/ Fundamenterder
RA  Ausbreitungswiderstand (Ω) ρE  Spezifischer Erdwiderstand (Ωm) l  Länge des Erders (m) d  Durchmesser eines Ringerders, der Ersatzkreisfläche oder eines Halbkugelerders A  Fläche (m2) der umschlossenen Fläche eines Ring- oder Maschenerders a  Kantenlänge (m) einer quadratischen Erderplatte. Bei Rechteckplatten ist für a einzusetzen: , wobei b und c die beiden Rechteckseiten sind V  Inhalt eines Einzelfundamenterders

Gerader Oberflächenerder

Oberflächenerder werden in der Regel horizontal in 0,5 … 1 m Tiefe im Erdreich eingebettet. Da die über dem Erder liegende Bodenschicht im Sommer austrocknet und im Winter gefriert, berechnet man den Ausbreitungswiderstand R_A eines solchen Oberflächenerders so, als würde er an der Erdoberfläche liegen:

RA	Ausbreitungswiderstand eines gestreckten Oberflächenerders in Ω
ρE	spezifischer Erdwiderstand in Ωm
l	Länge des Oberflächenerders in m
r	viertel Bandstahlbreite in m oder Radius des Runddrahtes in m.

Aus Bild 5.5.7 lässt sich der Ausbreitungswiderstand R_A in Abhängigkeit von der Länge des Erders entnehmen.

Im Bild 5.5.8 ist für einen 8 m langen Banderder die Erdungsspannung U_E in Quer- und Längsrichtung dargestellt.
Deutlich ist hier der Einfluss der Eingrabtiefe auf die Erdungsspannung zu erkennen.

Im Bild 5.5.9 ist die Schrittspannung U_S in Abhängigkeit von der Eingrabtiefe wiedergegeben.

Für die Praxis ist die Berechnung nach der Faustformel aus Tabelle 5.5.1 ausreichend:

Tiefenerder

Der Ausbreitungswiderstand R_A eines Tiefenerders errechnet sich aus:

RA	Ausbreitungswiderstand in Ω
rE	spezifischer Erdwiderstand in Ωm
l	Länge des Tiefenerders in m
r	Radius des Tiefenerders in m.

Näherungsweise kann der Ausbreitungswiderstand R_A mit der in Tabelle 5.5.1 angegebenen Faustformel berechnet werden:

Die Abhängigkeit des Ausbreitungswiderstandes R_A von der Stablänge l und dem spezifischen Erdwiderstand ρ_E ist in Bild 5.5.10 wiedergegeben.

Kombination von Erdern

Beim Einbringen von mehreren Tiefenerdern nebeneinander (bedingt durch Bodenverhältnisse) sollte der Abstand zwischen den Erdern mindestens der Eintreibtiefe entsprechen. Die einzelnen Tiefenerder sind miteinander zu verbinden. Die nach den Formeln errechneten Ausbreitungswiderstände und die in den Diagrammen wiedergegebenen Messergebnisse gelten für Gleichstrom und für Wechselstrom niedriger Frequenz und unter der Voraussetzung einer verhältnismäßig geringen Ausdehnung (einige hundert Meter) des Erders. Bei größeren Längen, z. B. bei Oberflächenerdern, kommt für Wechselstrom noch ein induktiver Anteil hinzu.
Die berechneten Ausbreitungswiderstände gelten jedoch nicht für Blitzströme. Hier wird der induktive Anteil wirksam, der bei größerer Ausdehnung der Erdungsanlage zu höheren Werten des Stoßerdungswiderstandes führen kann. Durch Verlängerung von Oberflächen- oder Tiefenerdern über 30 m hinaus wird nur noch eine unwesentliche Verringerung des Stoßausbreitungswiderstandes erreicht. Es ist deshalb zweckmäßig, mehrere kürzere Erder zu kombinieren. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass wegen der gegenseitigen Beeinflussung der tatsächliche Gesamtausbreitungswiderstand größer ist als der aus der Parallelschaltung der Einzelwiderstände berechnete Wert.

Strahlenerder

Strahlenerder in Form von gekreuzten Oberflächenerdern sind dann von Bedeutung, wenn in schlecht leitendem Erdboden relativ niedrige Ausbreitungswiderstände mit wirtschaftlich tragbaren Kosten erstellt werden sollen.
Der Ausbreitungswiderstand R_A eines gekreuzten Oberflächenerders, dessen Schenkel im 90 °-Winkel zueinander stehen, berechnet sich aus:

RA	Ausbreitungswiderstand des gekreuzten Oberflächenerders in Ω
ρE	spezifischer Erdwiderstand in Ωm
l	Schenkellänge in m
d	halbe Bandbreite in m bzw. Durchmesser des Runddrahtes in m.

In grober Annäherung kann bei größerer Strahlenlänge (l > 10 m) der Ausbreitungswiderstand R_A mit der Gesamtlänge der Strahlen aus den Gleichungen nach Tabelle 5.5.1 ermittelt werden.

Bild 5.5.11 zeigt den Verlauf des Ausbreitungswiderstandes R_A gekreuzter Oberflächenerder in Abhängigkeit von der Eingrabtiefe.
Bild 5.5.12 gibt den Erdungsspannungsverlauf wieder.
Bei Strahlenerdern soll der Winkel zwischen den einzelnen Strahlen größer als 60 ° sein.

Nach Bild 5.5.12 gilt für den Ausbreitungswiderstand eines Maschenerders die Formel:

d ist dabei der Durchmesser des dem Maschenerder flächengleichen Ersatzkreises, der sich wie folgt ermitteln lässt:

bei rechteckigen oder polygonen Abmessungen des Maschenerders:

A Fläche des Maschenerders in m²;

bei quadratischen Abmessungen (Kantenlänge b):

Bild 5.5.13 zeigt den Verlauf des Stoßausbreitungswiderstandes von ein- und mehrstrahligen Oberflächenerdern bei Rechteck-Stoßspannungen.
Man ersieht aus diesem Diagramm, dass es zweckmäßiger ist, bei gleicher Länge einen sternförmigen Erder als einen einzelnen Strahl zu verlegen.

Fundamenterder

Der Ausbreitungswiderstand eines metallenen Leiters im Betonfundament kann näherungsweise mit der Formel für Halbkugelerder berechnet werden:

d ist dabei der Durchmesser der dem Fundament inhaltsgleichen Ersatz-Halbkugel:

V Inhalt des Fundamentes in m³.

Bei der Berechnung des Ausbreitungswiderstandes ist zu beachten, dass der Fundamenterder nur wirksam sein kann, wenn der Betonkörper großflächig mit dem umgebenden Erdreich in Berührung steht. Wasser abweisende, isolierende Umhüllungen vergrößern den Erdausbreitungswiderstand erheblich oder isolieren den im Fundament liegenden Leiter (siehe 5.5.2).

Parallel geschaltete Tiefenerder

Um die gegenseitigen Beeinflussungen in vertretbaren Grenzen zu halten, sollten bei parallel geschalteten Tiefenerdern die Abstände der Einzelerder möglichst nicht kleiner als die Eintreibtiefe sein. Sind die Einzelerder annähernd auf einem Kreis angeordnet und weisen sie etwa die gleiche Länge auf, dann kann der Ausbreitungswiderstand wie folgt berechnet werden:

Dabei ist R_A‘ der mittlere Ausbreitungswiderstand der Einzelerder. Der Reduktionsfaktor p kann aus Bild 5.5.14 in Abhängigkeit von der Erderlänge dem Einzelerderabstand und der Anzahl der Erder entnommen werden.

Kombination aus Band- und Tiefenerdern

Erhält man durch Tiefenerder, z. B. bei tiefliegenden Wasser führenden Schichten im Sandboden, einen ausreichenden Ausbreitungswiderstand, so soll der Tiefenerder möglichst dicht am zu schützenden Objekt liegen. Ist eine lange Zuleitung erforderlich, so ist es zweckmäßig, parallel dazu einen sternförmigen Mehrstrahlerder zu verlegen, um den Widerstand während des Stromanstieges herabzusetzen.
Der Ausbreitungswiderstand eines Banderders mit Tiefenerder kann näherungsweise so berechnet werden, als wäre der Banderder um die Einschlagtiefe des Tiefenerders verlängert.

Ringerder

Bei kreisförmigen Ringerdern mit großem Durchmesser (d > 30 m) wird der Ausbreitungswiderstand angenähert mit der Formel für den Banderder berechnet (wobei für die Länge des Erders der Kreisumfang π ∙ d eingesetzt wird):

r Radius des Runddrahtes oder viertel Breite des Band­erders in m.

Bei nicht kreisförmigen Ringerdern wird für die Berechnung des Ausbreitungswiderstandes mit dem Durchmesser d eines flächengleichen Ersatzkreises gerechnet:

A Fläche, die vom Ringerder umschlossen wird in m².

Ausführung

Entsprechend den DIN VDE-Normen wird für jede zu schützende Anlage eine eigene Erdungsanlage gefordert, die auch ohne Mitverwendung von metallenen Wasserleitungen oder geerdeten Leitern der elektrischen Anlage für sich allein voll funktionsfähig sein muss.
Die Größe des Ausbreitungswiderstandes R_A ist für den Blitzschutz eines Gebäudes oder einer Anlage nur von untergeordneter Bedeutung. Wichtig ist, dass etwa auf Höhe des Erdniveaus der Potentialausgleich konsequent durchgeführt ist und der Blitzstrom gefahrlos im Erdreich verteilt wird.
Das zu schützende Objekt wird durch den Blitzstrom i auf die Erdungsspannung U_E gegenüber der Bezugserde angehoben:

Das Erdoberflächenpotential nimmt mit zunehmender Entfernung vom Erder ab (Bild 5.5.1). Der induktive Spannungsfall am Erder während des Blitzstromanstieges ist nur bei ausgedehnten Erdungsanlagen (z. B. bei langen Oberflächenerdern, die in schlecht leitenden Böden mit felsigem Untergrund notwendig sind) zu berücksichtigen. Im Allgemeinen wird der Ausbreitungswiderstand allein durch den ohmschen Anteil bestimmt.

Gegenüber isoliert in das Gebäude geführten Leitungen tritt die Erdungsspannung U_E in voller Höhe auf. Um hier die Durch- und Überschlagsgefahr zu vermeiden, werden solche Leitungen über Trennfunkenstrecken oder bei spannungsführenden Leitungen über Überspannungsschutzgeräte (siehe DEHN UE-Hauptkatalog (Überspannungsschutz)) im Rahmen des Blitzschutz-Potentialausgleichs mit der Erdungsanlage verbunden.
Um Berührungs- und Schrittspannungen möglichst klein zu halten, ist es notwendig, den Ausbreitungswiderstand in seiner Größe zu begrenzen.

Die Erdungsanlage kann als Fundamenterder, als Ringerder und bei Gebäuden mit großen Grundflächen auch als vermaschter Erder sowie in Sonderfällen als Einzelerder ausgelegt werden.

Fundamenterder sind nach DIN 18014 auszulegen. Der Fundamenterder ist als geschlossener Ring auszuführen und in den Fundamenten der Außenwände des Gebäudes oder in der Fundamentplatte entsprechend DIN 18014 anzuordnen. Bei größeren Gebäuden sollte der Fundamenterder Querverbindungen erhalten, sodass die max. Größe der Masche 20 m x 20 m nicht überschritten wird. Der Fundamenterder muss so angeordnet werden, dass er allseitig von Beton umschlossen wird.
Darüber hinaus ist eine Verbindung zwischen Fundamenterder und Potentialausgleichsschiene im Hausanschlussraum herzustellen. Nach DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) muss ein Fundament­erder Anschlussfahnen für den Anschluss der Ableitungen des äußeren Blitzschutzes an die Erdungsanlage erhalten.

Entsprechend DIN 18014 sind Anschlussteile und Verbinder an den Fundamenterder aus dauerhaft korrosionsbeständigen Materialien, wie z.B. NIRO V4A (Werkstoff Nr. 1.4571) auszuführen.
Die Bewehrung von Platten- oder Streifenfundamenten kann wie ein Fundamenterder benutzt werden, wenn die notwendigen Anschlussfahnen an die Bewehrung angeschlossen und die Bewehrungen über die Fugen miteinander stromtragfähig verbunden werden.
Oberflächenerder sind in mindestens 0,5 m Tiefe als geschlossener Ring zu verlegen.

Der Stoßerdungswiderstand von Erdern ist abhängig vom Maximalwert des Blitzstromes und vom spezifischen Erdwiderstand. Siehe dazu auch Bild 5.5.13. Die beim Blitzstrom wirksame Erderlänge berechnet sich annäherungsweise wie folgt:

Oberflächenerder:

Tiefenerder:

leff	wirksame Erderlänge in m
î	Scheitelwert des Blitzstromes in kA
ρE	spezifischer Erdwiderstand in Ωm.

Der Stoßerdungswiderstand R_st kann nach den Formeln in Tabelle 5.5.1 errechnet werden, indem für die Länge I die wirksame Erderlänge I_eff eingesetzt wird.
Oberflächenerder sind immer dann vorteilhaft, wenn die oberen Schichten des Erdbodens einen kleineren spezifischen Widerstand aufweisen als der Untergrund.

Bei relativ homogenem Erdreich (wenn also der spezifische Erdwiderstand an der Erdoberfläche und in der Tiefe etwa gleich groß ist) liegen die Erstellungskosten für Oberflächen- und Tiefenerder bei gleichem Ausbreitungswiderstand etwa in gleicher Höhe.

Nach Bild 5.5.15 ist bei einem Tiefenerder etwa nur die Hälfte der Länge eines Oberflächenerders erforderlich. Weist das Erdreich in der Tiefe eine bessere Leitfähigkeit als an der Oberfläche auf, z. B. durch Grundwasser, so ist ein Tiefenerder in der Regel wirtschaftlicher als der Oberflächenerder.

Die Frage, ob Tiefen- oder Oberflächenerder im Einzelfall wirtschaftlicher sind, kann oft nur durch die Messung des spezifischen Erdwiderstandes in Abhängigkeit von der Tiefe entschieden werden. Da mit Tiefenerdern ohne Grabarbeiten und Flurschäden bei geringem Montageaufwand sehr gute konstante Ausbreitungswiderstände erreicht werden können, sind diese Erder auch zur Verbesserung bereits bestehender Erdungsanlagen geeignet.