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Schutzleiter

Über Schutzleiter werden elektrisch leitende Teile (z. B. metallische Gehäuse von Elektrogeräten) mit dem Erdpotential verbunden. Damit wird verhindert, dass eine Person durch elektrischen Kontakt mit solchen Teilen und gleichzeitig mit der Erde einen Stromschlag erleidet; der Schutzleiter verhindert nämlich den Aufbau einer nennenswerten Spannung zwischen dem leitenden Teil und der Erde. Es geht also im Kern um den Schutz von Personen oder anderen Lebewesen. Hierfür gibt es detaillierte Regeln der Technik (z. B. DIN VDE 0100-540), die aus den Erfahrungen der Elektrotechnik über Jahrzehnte entwickelt wurden.

Im regulären Betrieb sollte ein Schutzleiter nahezu keinen Strom tragen. Trotzdem muss er im Fehlerfall einen starken Strom in Höhe des maximalen Betriebsstroms tragen können, um seine Funktion zu erfüllen. Dafür muss der Leitungsquerschnitt ausreichend hoch sein.

Der genannte Schutz bleibt auch dann erhalten, wenn beispielsweise durch einen Defekt in einem Gerät eine Phasenleitung in elektrischen Kontakt mit dem genannten Gehäuse kommt. Über den Schutzleiter entsteht dann nämlich ein Kurzschluss, der zum sofortigen Abschalten des Stromkreises durch eine Sicherung (Leitungsschutzschalter) führt.

In Schaltplänen werden Schutzleiter normgemäß mit PE bezeichnet, im Gegensatz zu N für Neutralleiter, die eine gänzlich andere Funktion erfüllen. Leiter mit einer kombinierten Funktion von Schutz- und Neutralleiter, die in manchen Bereichen (möglichst nicht mehr in Gebäuden) vorkommen, werden mit PEN bezeichnet.

Wegen ihrer wichtigen Sicherheitsfunktionen dürfen Schutzleiter grundsätzlich nicht geschaltet werden, d. h. beim Ausschalten eines Geräts muss der Schutzleiter stets verbunden bleiben. Wenn von allpoligem Schalten die Rede ist, betrifft dies also nur die Phasen (Außenleiter) und den Neutralleiter, nicht aber den Schutzleiter.

Kontakte für Schutzleiter (z. B. an Steckdosen) werden als Schutzkontakte bezeichnet.

Schutzkontakte an Steckdosen, Schutzleiter in Gerätekabeln

An einer normalen Haushaltssteckdose, wie man sie beispielsweise in Deutschland findet, befinden sich zwei auch von außen leicht berührbare Schutzkontakte (siehe Abbildung 2). Bei Verwendung eines Schutzkontakt-Steckers wird das Gerät über das dreiadrige Kabel mit Phase, Neutralleiter und Schutzkontakt verbunden. Der Schutzleiter ist innerhalb des Kabels mit einer grün/gelben Isolierung markiert und wird sicher mit einem metallischen Gehäuse, falls vorhanden, elektrisch verbunden. Grün/gelb markierte Leitungen dürfen für keinerlei andere Zwecke verwendet werden; man soll sich darauf verlassen können, dass sie immer als Schutzleiter dienen.

Die gleiche Art von Steckdose lässt sich jedoch auch mit den schmalen Europa-Steckern nutzen, die den Schutzkontakt nicht nutzen. Dies genügt für Geräte, die keinen Schutzleiter brauchen – beispielsweise weil sie rundum ausreichend sicher elektrisch isoliert sind (Schutzisolierung). Diese passen auch beispielsweise in schweizerische Steckdosen (Typ J), bei denen der Schutzkontakt anders angeboten wird, nämlich über eine zusätzliche Vertiefung etwa zwischen denen für Phase und Neutralleiter (etwas versetzt).

Bei einer Elektroprüfung wird unter anderem die ordnungsgemäße Funktion von Schutzleitern bzw. Schutzkontakten überprüft. Beispielsweise wird bei Elektrogeräten mit Schutzkontaktstecker kontrolliert, ob der auftretende Schutzleiterwiderstand (also der Widerstand zwischen berührbaren Teilen und dem Schutzkontakt am Stecker) wie gefordert unterhalb von 0,3 Ohm liegt.

Schutzkontakte gelten als ungefährlich, weswegen sie z. B. in Steckdosen leicht berührbar sein dürfen. Trotzdem sind Stromschläge bei Berührung eines Schutzkontakts möglich, beispielsweise wenn man sich durch Gehen auf einem elektrisch isolierenden Teppich stark aufgeladen hat; die angesammelte Ladung fließt dann über den Schutzkontakt schlagartig ab und verursacht einen kurzen, womöglich unangenehmen starken, aber in aller Regel harmlosen Stromschlag. (Dasselbe gilt beispielsweise für ein leitendes Gerätegehäuse, welches über den Schutzleiter geerdet ist, wie auch für eine Wasserleitung.) Gefährlich wird die Berührung eines Schutzkontakts aber, wenn man gleichzeitig eine Phase berührt.

Schutzleiter bei fest installierten Geräten

Viele fest installierte Geräte (beispielsweise Kochherde) werden nicht über einen Stecker angeschlossen, sondern direkt z. B. an einer Verteilerdose. Auch sie erhalten in der Regel einen Anschluss an den Schutzleiter, über den berührbare metallische Teile geerdet werden.

Systeme mit kombiniertem Neutral- und Schutzleiter

In alten Häusern gibt es teilweise noch Elektroinstallationen nach dem alten System der Nullung, wo beispielsweise die Haushaltssteckdosen nur mit zweiadrigen Leitungen versorgt wurden. Eine davon übernahm die Funktionen von Neutralleiter und Schutzleiter und wurde als Nullleiter bezeichnet. Dieses System war relativ gefährlich, da beispielsweise im Fall einer Unterbrechung dieses Nullleiters in einer schadhaften Verteilerdose die volle Spannung der Phase an einem Gerätegehäuse gegen Erde anliegen konnte – selbst wenn das Gerät vollkommen intakt war. Deswegen sind solche Systeme z. B. in Haushalten längst nicht mehr erlaubt.

Es ist weiterhin üblich, die Stromversorgung von Häusern von außen mit einem Vierleitersystem ohne zusätzlichen Schutzleiter anzuschließen; das Versorgungskabel liefert also die drei Drehstrom-Phasen und den PEN-Leiter mit der kombinierten Funktion von Neutral- und Schutzleiter. Üblicherweise gleich nach Eintritt in das Haus erfolgt die Aufspaltung des PEN-Leiters in Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE), und danach dürfen sie nirgends mehr miteinander verbunden werden. Durch die saubere Trennung dieser Funktion setzt eine Gefährdung von Personen im Haus in der Regel das gleichzeitige Auftreten zweier Defekte voraus, was entsprechend unwahrscheinlicher ist. Das Konzept wird als TN-C-S bezeichnet.

Stromschlag bei Berühren des Schutzleiters

Es kommt häufig vor, dass man bei Berühren des Schutzkontakt-Leiters beispielsweise einer Steckdose einen unangenehmen, wenn auch nicht gefährlichen Stromschlag erleidet. Dies passiert dann, wenn der Körper vor der Berührung elektrisch stark aufgeladen war – etwa wenn man an einem Tag mit besonders niedriger Luftfeuchtigkeit über einen Kunstfaser-Teppich gelaufen ist. Bei der Berührung des Schutzkontakts fließt dann die Ladung über diesen rasch ab; sehr kurzfristig entsteht dabei eine unangenehm hohe Stromstärke z. B. durch Finger, Hand und Arm. Genau dasselbe kann bei Berührung von anderen geerdeten Metallteilen passieren, etwa von Wasserleitungen.

Siehe auch: Stromnetz, Steckdose, PEN-Leiter, TN-System