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Steckdose

Definition: eine Einrichtung zur Aufnahme elektrischer Stecker, meist für die Stromversorgung von Geräten

Spezifischere Begriffe: Haushaltssteckdose, Wechselstromsteckdose, Drehstromsteckdose

Englisch: plug socket, socket outlet, receptacle, power point

Kategorie: elektrische Energie

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 09.08.2020; letzte Änderung: 14.08.2020

Steckdosen sind Einrichtungen, die elektrische Stecker aufnehmen können. Sie stellen also eine von zwei Seiten einer Steckverbindung dar, d. h. einer einfach herzustellenden und auch wieder zu lösenden Verbindung, die wegen ihrer Flexibilität extrem weit verbreitet ist.

Steckdose
Abbildung 1: Eine Haushaltssteckdose unter einem Lichtschalter. Links und rechts liegen die versenkten Kontakte für Neutralleiter und Phase (mit nicht festgelegter Anordnung), oben und unten die von außen berührbaren Schutzkontakte.

Im Alltag denkt man bei Steckdosen meist an die Stromversorgung von Geräten. Jedoch dienen andere Arten von Steckdosen auch anderen Zwecken, beispielsweise dem Anschluss von Telefonen, Rundfunk- und Fernsehempfängern oder von Computern an ein Datennetzwerk. Dieser Artikel konzentriert sich aber im Wesentlichen auf Steckdosen für die Stromversorgung. Sie werden üblicherweise mit Niederspannung versorgt, die trotz dieses Begriffs potenziell lebensgefährlich ist.

Ein Stecker enthält zwei oder mehr herausstehende Kontaktstifte, die in entsprechende Kontaktmulden einer Steckdose passen. Aufgrund dieser Form werden Stecker häufig als der “männliche” Teil einer Steckverbindung bezeichnet, Steckdosen dagegen als der “weibliche”. Aufgrund dieses geometrischen Unterschieds sind Steckdosen leicht so auszuführen, dass die Gefahr von Berührungen mit spannungsführenden Teilen, die zu Stromschlägen führen könnten, weitgehend vermieden wird, während dasselbe für Stecker deutlich schwerer erreichbar wäre. Deswegen können Steckverbindungen auf der anderen Seite des Stromkabels eines Haushaltsgeräts nicht mit Steckdose (am Gerät) und Stecker (am Kabel) ausgeführt werden: Es bestünde dann die Gefahr eines Stromschlags durch Berührung des Steckers.

In den meisten Fällen ist der Stecker das bewegliche Teil, während die Steckdose fest montiert sein kann. Umgekehrt ist es aber beispielsweise bei Elektroautos, die zum Laden an eine Ladesäule angeschlossen werden. Hier befindet sich der Stecker fest montiert im Auto, und am Ladekabel befindet sich eine Kupplung (ähnlich einer Steckdose, aber mit Handgriff). Dies liegt wiederum daran, dass auf der Seite des Ladekabels der Berührungsschutz gegeben sein muss. Natürlich muss die Fahrzeugelektrik so gestaltet sein, dass beim leicht möglichen Berühren der Steckerkontakte keine Gefahr besteht, etwa durch eine elektrische Verbindung mit der Traktionsbatterie.

Nicht alle Haushaltsgeräte werden über Steckdosen angeschlossen; manche (z. B. Deckenlampen, Backöfen und Elektroheizungen) werden auch fest verkabelt.

Details der Ausführung

Fest installierte und mobile Steckdosen

Mehrfachsteckdose
Abbildung 2: Eine Mehrfachsteckdose mit Schalter.

Haushaltssteckdosen sind meist fest an einer Wand installiert, manchmal aber auch Teil eines mobilen Geräts, beispielsweise einer Mehrfach-Tischsteckdose oder bei Verlängerungskabeln mit Mehrfachsteckdosen (siehe Abbildung 2). Ein fester Einbau ist also bei Steckdosen nicht unbedingt gegeben.

Steckdosen an Wänden sind meistens Unterputz-Steckdosen; sie werden in eine Vertiefung der Wand eingebaut, sodass nur eine Abdeckung wenige Millimeter heraussteht. Kaum gebräuchlich sind die wesentlich weiter herausstehenden Aufputz-Steckdosen.

Mehrfachsteckdosen mit Verlängerungskabel werden häufig verwendet, wenn für die verwendeten Geräte zu wenig fest eingebaute Steckdosen verfügbar sind und manchmal nur, wenn man eine Verlängerung braucht. Häufig kommen sie zum Einsatz, wenn an einem Büroarbeitsplatz ein Computer mit diversen Zusatzgeräten angeschlossen werden muss, etwa mit Bildschirm, Drucker, Internet-Router usw. Trotz der Vielzahl der Geräte wird die für eine Steckdose erlaubte Maximallast in aller Regel weit unterschritten. Günstig ist auch die Möglichkeit, über einen eingebauten Schalter (wie in Abbildung 1) eine ganze Reihe von Geräten bei Nichtgebrauch ganz vom Netz trennen zu können, um deren Standby-Verbrauch zu vermeiden. Problematisch könnte es aber werden, wenn über eine Mehrfachsteckdose mehrere leistungsstarke Geräte wie Kaffeemaschinen oder Heizlüfter angeschlossen würden. In solchen Fällen gibt es auch häufiger Probleme mit Mehrfachsteckdosen mangelhafter Qualität, die z. B. Hitzeentwicklung an mangelhaften Kontakten verursachen können. Solche Qualitätsprobleme sind viel seltener bei fest installierten Steckdosen, die in der Regel von Fachpersonen besorgt werden.

Problematisch bei der Verwendung von Mehrfachsteckdosen kann auch sein, wenn diese am Boden liegen in einem Raum (z. B. Keller, Garage, Waschküche), der bei Defekten von Wasser überflutet werden könnte. Diesbezüglich sind in einer gewissen Mindesthöhe fest installierte Steckdosen sicherer. Eine andere Lösung ist die Befestigung einer permanent benötigten Mehrfachsteckdose an einer Wand, was beispielsweise in Kellerräumen eine vernünftige Lösung sein kann.

Wechselstromsteckdosen

Die allermeisten Haushaltsgeräte werden in Europa über einfache ]Wechselstrom]-Schutzkontaktsteckdosen angeschlossen, die über drei bzw. vier Kontakte verfügen. Abbildung 1 zeigt eine Steckdose für Typ-F-Stecker wie in Deutschland üblich; sie basiert auf einem gut durchdachten Design:

  • Für die Kontaktstifte der Stecker erreichbar sind ein Kontakt für die sogenannte Phase (die gegenüber dem Erdpotenzial spannungsfrei der Leitung) und ein gleich aussehender für den Neutralleiter (auf nahezu Erdpotenzial). (In Abbildung 1 liegen diese Kontakte links und rechts von der zentralen Befestigungsschraube der Dose.) Welcher der beiden Kontakte mit der Phasenleitung verbunden ist, ist nicht generell festgelegt; Geräte müssen also so konstruiert sein, dass sie nicht davon abhängig sind, dass die Phase am “richtigen” Kontakt anliegt. Zwischen den beiden Kontakten liegt eine Wechselspannung an, deren Effektivwert in Deutschland auf 230 V (früher 220 V) festgelegt ist.
  • Nicht berührungssicher angebracht sind zwei Kontakte für die Sicherheits-Erdung (in Abbildung 2 oben und unten), die elektrisch miteinander verbunden sind (und deswegen auch teils als ein einziger Kontakt betrachtet werden). Bei Geräten mit metallischem Gehäuse muss dieser Schutzleiter elektrisch mit dem Gehäuse verbunden werden, damit dieses auch bei einem Defekt innerhalb des Geräts immer auf Erdpotenzial bleibt und somit gefahrlos berührt werden kann (sofern man nicht gleichzeitig die Phasenleitung berührt). Die Steckverbindung ist so konstruiert, dass beim Einstecken zuerst die Schutzkontakt-Verbindung hergestellt wird und erst später diejenige mit Phase und Neutralleiter. Außerdem ist es nicht möglich, die Kontaktstifte zu berühren, sobald sie weit genug eingedrungen sind, um die Phasenleitung zu berühren. Zusätzlich trägt die Federwirkung der vom Stecker nach außen gedrückten Schutzkontakte dazu bei, dass der Stecker in der Dose sicher sitzt. Nicht alle Arten von Steckern verwenden jedoch den Schutzkontakt (siehe unten), und nicht alle Steckverbindungs-Designs erreichen den erwähnten Berührungsschutz oder auch nur schon einen sicheren Sitzes des eingesteckten Steckers. Beispielsweise sind die sehr simpel gebauten US-Stecker u. a. diesbezüglich mangelhaft.

Abbildung 2 zeigt den in Deutschland und einigen anderen Ländern (z. B. Österreich, Schweden, Spanien) üblichen Typ von Schutzkontakt-Steckdose. Leider gibt es in anderen Ländern (z. B. Schweiz, Großbritannien, USA) eine Vielzahl anderer Steckdosen-Typen, die untereinander weitestgehend nicht kompatibel (und übrigens auch teils deutlich weniger sicher) sind. Deswegen benötigt man für den Betrieb von mitgebrachten Geräten im Ausland häufig spezielle Adapter, die zwischen Steckdose und Stecker verwendet werden müssen. Grenzen findet dieses Konzept, wo auch die Netzspannung und/oder die Netzfrequenz abweicht, oder wo die Steckdosen keinen Schutzkontakt haben. Bei Steckdosen in den USA treten für Geräte, die für den Betrieb in Deutschland vorgesehen sind, teils alle drei Probleme zusammen auf.

Es gibt schmalere sogenannte Eurostecker (Typ C), die über Kontakte nur für Phase und Neutralleiter verfügen, aber nicht über einen Schutzkontakt. Diese passen auch beispielsweise in eine Schutzkontaktdose vom Typ F, ebenfalls in die in der Schweiz verwendeten Steckdosen mit Steckertyp J. Natürlich können solche Stecker nur für Geräte verwendet werden, die keinen Schutzleiter benötigen. Dies ist vor allem, aber nicht ausschließlich für Geräte mit kleiner Leistung der Fall. Eurostecker passen auch in Steckdosen vom schweizerischen Typ, obwohl die in Deutschland üblichen Schutzkontaktstecker dort nicht passen.

Typischerweise kann über Wechselstrom-Steckdosen eine Stromstärke von maximal 10 A, 16 A oder 20 A bezogen werden, weil die Steckdose und die zugehörigen Leitungen sonst überlastet würden. Bei deutlicher Überschreitung der genannten Grenze wird der Strom durch eine Sicherung (häufig eine rücksetzbare Magnetsicherung) abgeschaltet. Man beachte, dass häufig mehrere oder alle Steckdosen eines Raums über die gleiche Sicherung verbunden werden, sodass auch die Summe der überall entnommenen Stromstärken die genannte Grenze nicht überschreiten darf. Die entnehmbare Leistung (genauer gesagt die Scheinleistung) ist damit beispielsweise auf 230 V · 16 A = 3680 W begrenzt. (Die mögliche Wirkleistung kann wegen des Phänomens von Blindströmen kleiner ausfallen.)

Haushaltssteckdosen sind wohlgemerkt normalerweise nicht für eine Dauerbelastung mit der Nennlast vorgesehen. Es kann deswegen Probleme geben, im Extremfall sogar Brände, wenn beispielsweise ein Elektroauto stundenlang über eine Steckdose geladen wird, besonders wenn die Elektroinstallationen des Hauses alt sind. Deswegen wird häufig vorsichtshalber die Stromstärke auf einen Wert deutlich unterhalb des Nennwerts reduziert, auch wenn dies eine entsprechend längere Ladedauer zur Folge hat.

Diesen werden nicht direkt an das öffentliche Stromnetz angeschlossen. Die Versorgungsleitungen des Hauses führt normalerweise zunächst zu einem Verteilerkasten mit einem oder mehreren Stromzählern und erst von dort zu den Steckdosen – häufig über Verteilerdosen zur Verzweigung der Leitungen.

Drehstromsteckdosen

Vor allem elektrische Verbraucher mit höheren Leistungen in Haushalt und Gewerbe werden häufig über Drehstromsteckdosen angeschlossen. Diese bieten alle drei Phasen des Drehstromnetzes an. Damit wird bei gleicher maximaler Stromstärke eine dreimal höhere Leistung möglich. Die elektrische Spannung zwischen Neutralleiter und jeder einzelnen Phase (Sternspannung) liegt nach wie vor beispielsweise in Deutschland bei 230 V; nur die Spannung zwischen zwei Phasen (Außenleiterspannung) liegt höher, nämlich bei ca. 400 V.

Üblich sind u. a. in Deutschland die Drehstromsteckdosen vom Typ CEE. Es gibt verschiedene Varianten mit unterschiedlichem maximalem Strom (16 A, 32 A, 63 A, 125 A), die absichtlich etwas unterschiedliche geometrische Details haben, sodass nur Stecker und Buchsen (oder Kupplungen) zusammenpassen, die für die gleiche Leistung ausgelegt sind. Am gebräuchlichsten sind die roten Steckverbindungen mit den Anschlüssen 3L+N+PE, also 3 Phasenleitern (L), Neutralleiter (N) und Schutzleiter (Erdpotenzial, PE).

Überspannungschutz

Manche Steckdosen (auch mobile Mehrfachsteckdosen) sind mit einem Überspannungsschutz ausgestattet, der einen gewissen Schutz angeschlossener Geräte gegen aus dem Netz kommende Überspannungen bietet – beispielsweise wenn nicht zu großer Nähe ein Blitz einschlägt. Dies kann die Wahrscheinlichkeit der Zerstörung wertvoller Geräte wesentlich reduzieren, auch wenn keine vollständige Sicherheit erwartet werden darf. Beispielsweise wird ein Blitz einschlagen zu großer Nähe ein solches Gerät regelmäßig überfordern, und auch kleinere Überspannungen werden von solchen Geräten nicht komplett unterdrückt, sodass besonders empfindliche Geräte immer noch beschädigt werden könnten.

Absicherung mit Fehlerstromschutzschalter

Manche Steckdosen sind mit einem Fehlerstromschutzschalter (FI-Schutzschalter) ausgestattet. Dieser bewirkt eine Sicherheits-Notabschaltung, wenn die Stromstärken in den Kabeln von Phase und Neutralleiter nicht ziemlich genau entgegengesetzt gleich stark sind. Dieser Zustand deutet nämlich auf einen Fehlerstrom hin, der womöglich durch den Körper einer Person fließen könnte, die beispielsweise wegen einer defekten Kabelisolation Kontakt mit der Phasenleitung und gleichzeitig mit Erdpotenzial bekommt. Häufig ist der Fehlerstromschutz aber nicht in der Steckdose selbst verbaut, sondern beispielsweise in einem Sicherungskasten, wodurch er für alle angeschlossenen Steckdosen wirksam wird und nicht nur für eine.

Schaltfunktionen

Die meisten Steckdosen werden ständig mit Netzspannung versorgt. Manche Steckdosen können aber ferngesteuert an- oder abgeschaltet werden. Im einfachsten Fall realisiert man eine geschaltete Steckdose einfach dadurch, dass man sie z. B. über einen Wandschalter anschließt. Ähnlich gibt es Mehrfachsteckdosen mit eingebautem Schalter (siehe Abbildung 1).

Ferner gibt es Mehrfachsteckdosen mit Master-Slave-Funktionalität. Hier wird der Strom für die Slave-Steckdosen erst freigegeben, wenn ein gewisser Mindestverbrauch über die Master-Steckdose registriert wird. Damit kann man beispielsweise zusätzliche Audio-Geräte schalten, die mit einem Fernseher verbunden sind. Wenn man den Fernseher beispielsweise über die Fernbedienung ausschaltet, werden die Audio-Geräte automatisch ebenfalls abgeschaltet.

In anderen Fällen enthält die Steckdose einen Funkempfänger, der meist mit WLAN oder DECT-Funk arbeitet. (Seltener sind Steckdosen mit Netzwerk-Kabelverbindung.) Mit einer solchen Funksteckdose lassen sich beispielsweise Lampen mit einer mobilen Fernsteuerung schalten. In anderen Fällen werden geschaltete Steckdosen als Teil eines Hausautomatisierungssystems verwendet. Beim Schalten über WLAN ist sogar ein Zugriff außer Haus über das Internet realisierbar, wenn das WLAN mit dem Internet verbunden ist und die Verbindung beispielsweise über eine entsprechende Einstellung einer Netzwerk-Firewall erlaubt wird.

Dosen werden manchmal als “intelligent” oder “smart” bezeichnet, wenn sie eine solche Möglichkeit des Schaltens bieten – auch wenn hiermit natürlich keine nennenswerte Intelligenz verbunden ist. Vermutlich kommt die Bezeichnung daher, dass die Steckdose damit Teil eines “intelligenten” (im Sinne von etwas komplexeren) Steuerungssystems werden kann. Damit können beispielsweise Verbraucher abhängig von der Zeit und unter Umständen von anderen Faktoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Helligkeit, zeitabhängiger Stromtarif) automatisch geschaltet werden. Auch zusätzliche Funktionen mit einer Rückmeldung der Steckdose in das Computernetzwerk sind möglich, insbesondere zur Ermittlung des Stromverbrauchs der angeschlossenen Geräte.

Kombinierte Steckdosen

Im Haushalt verwendet man häufig Steckdosen, die nicht nur der Stromversorgung von Geräten dienen, sondern zusätzlich auch Buchsen für Telefone, Fernseh- oder Rundfunkempfänger enthalten. Manche enthalten auch einen USB-Anschluss für die Versorgung von Kleingeräten mit einer stabilisierten Gleichspannung von 5 V oder mehr. Dies macht in manchen Fällen mobile Netzteile unnötig. Andere Möglichkeiten sind Steckdosen für Powerline-Netzwerkverbindungen und solche mit WLAN-Repeatern.

Steckdosen zum Laden von Elektroautos

Für das Laden von Elektroautos verwendet man teils normale Haushaltssteckdosen (für Wechselstrom oder Drehstrom), teils aber auch ganz andere Arten von Ladesteckdosen, die nicht einfach nur Kontakt zum Stromnetz herstellen, sondern mit einem für das Laden vorgesehenen elektronischen Gerät. Dies ist beim sogenannten DC-Laden (mit Gleichstrom) dann auch das eigentliche Ladegerät, nicht aber beim AC-Laden (mit Wechselstrom oder Drehstrom). Die Details erklärt der Artikel über das Laden von Elektroautos.

Steckdosen an Geräten

Manche Geräte enthalten an ihrem Gehäuse Steckdosen für den Anschluss zusätzlicher Geräte. Diese werden unter Umständen erst dann aktiviert, wenn das jeweilige Gerät selbst angeschaltet wird.

Manche Geräte werden auch beispielsweise als Funksteckdosen bezeichnet, obwohl es sich streng genommen um eine per funkgeschaltete Steckdose zusammen mit einem Stecker in einem Gehäuse handelt. Ähnlich gibt es mobile Stromzähler (auch Steckdosen mit Smart-Meter-Funktion), die man in eine Steckdose steckt, um dann das zu vermessende Gerät in die Steckdose des Zählers einzustecken.

Strom in Steckdosen einspeisen

In aller Regel dienen Steckdosen dem Bezug elektrischer Energie durch Geräte. In seltenen Fällen erfolgt jedoch umgekehrt eine Einspeisung elektrischer Energie in eine Steckdose. Insbesondere gibt es kleine Solarmodule für die Steckdose. Die rechtlichen Grenzen für solche Einspeisung sind örtlich unterschiedlich und häufig auch nicht letztendlich geklärt.

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Siehe auch: Netzspannung, Netzfrequenz, Wechselstrom, Drehstrom, Fehlerstrom-Schutzschalter, Solarmodul für die Steckdose
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