Elektrische Anlagen – Elektrik im Haus
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| Publikation: | 2.6.2014 |
| Herkunft: | Sonnentaler |
Die Spannung einer elektrischen Anlage im Haus beträgt 230 Volt (V) und ist damit – im Prinzip – gefährlich. Dass ein sicherer Umgang mit der Elektrik im Haus dennoch möglich ist, liegt daran, dass eine Reihe von Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, die uns – sowie das Haus und die Geräte – schützen.
Steckdosen benutzen wir täglich, und in einen Sicherungskasten haben wir auch alle schon einmal geschaut. Was wir da im einzelnen sehen, soll im Folgenden erklärt werden.
Was sehe ich in einem Sicherungskasten?
Sicherungskästen (auch Verteilung oder Verteilerkästen genannt) sehen alle ein bisschen verschieden aus. Dennoch findet man in ihnen immer die gleichen Elemente.
Abb. 1: Geöffneter Sicherungskasten (Foto: Tobias Mühlenbruch)
Sicherungen
In einem Sicherungskasten befinden sich Sicherungen. Das sind Schutzeinrichtungen, die vor Überstrom schützen.
Elektrische Leitungen, aber auch Schalter und Steckdosen sind nur für einen begrenzten Strom ausgelegt. Das liegt daran, dass sich die Strom durchflossenen Leiter (und auch die anderen Bauteile) erwärmen. Die Erwärmung hängt von der Stärke des Stroms ab. Wird der Strom zu groß, kann die Wärme (d. h. Energie) nicht mehr abtransportiert werden. Es besteht Brandgefahr. Man begrenzt den Strom daher durch eine Sicherung. Übersteigt der Strom die vorgesehene Grenze, spricht man von Überstrom.
Achtung: Ein Schutz vor Überstrom schützt nicht vor einem gefährlichen oder tödlichen Stromschlag. Im Haushalt wird der Strom üblicherweise auf 10 A und 16 A begrenzt. Fließt ein Strom dieser Größe durch den Körper, sind schwere (meistens tödliche) Verletzungen die Folge!
Um Überstrom zu vermeiden, werden im Haushalt die im Folgenden beschriebenen zwei Schutzeinrichtungen verwendet: Schmelzsicherungen und Leitungsschutzschalter.
Schmelzsicherungen
Schmelzsicherungen bestehen aus einem Gehäuse, in dem sich ein dünner Draht befindet. Genau wie die elektrischen Leitungen im Haushalt, erwärmt sich auch dieser Draht, wenn Strom durch ihn fließt. Der Draht ist dabei so dimensioniert, dass er schmilzt, wenn ein Überstrom erreicht wird. Ist der Draht geschmolzen, wird der Stromkreis im Außenleiter (siehe Abb. 7) unterbrochen. Bei einem geringen Überstrom dauert das Schmelzen länger als bei einem großen Überstrom.
Abb. 2: Neozed-Schmelzsicherungen: eingeschraubten Sicherungen (oben), Neozed-Sockel für Schmelzsicherungen (Mitte) und Neozed-Schmelzsicherungen mit Schraubkappen (unten) (Fotos: Tobias Mühlenbruch)
In einem Sicherungskasten findet man zwei Arten von Schmelzsicherungen: Neozed- und Diazed-Sicherungen. Diazed-Sicherungen sind etwas größer als Neozed-Sicherungen. Beide Arten haben einen Farbpunkt, den man durch ein Fenster in der Schraubkappe sehen kann. Brennt die Sicherung durch (schmilzt also der Draht im Inneren der Sicherung), wird der Punkt durch eine Feder herausgedrückt.
In Geräten (nicht in Sicherungskästen) findet man oft Feinsicherungen. Bei ihnen kann man (wenn sie außen aus Glas sind) den Schmelzdraht gut sehen.
Abb. 3: Feinsicherung (Länge: 1 bis 3 cm) (Foto: Tobias Mühlenbruch)
Leitungsschutzschalter
Leitungsschutzschalter bestehen aus zwei wesentlichen Bauteilen:
- Einem Auslösemechanismus für Überlast: Im Leitungsschutzschalter befindet sich ein Bimetallstreifen, der sich langsam erwärmt, wenn durch ihn ein kleiner Überstrom fließt. Wird er erwärmt, verbiegt sich der Bimetallstreifen, bis ein Schalter ausgelöst wird, der den Stromkreis unterbricht. Dieser Auslösemechanismus ist sehr langsam.
- Einer magnetischen Schnellauslösung, die bei einem sehr großen Überstrom (z. B. bei einem Kurzschluss) "anspringt". Dieser Auslösemechanismus ist sehr viel schneller.
Abb. 4: Leitungsschutzschalter im Sicherungskasten (links) und ausgebauter Leitungsschutzschalter (rechts) (Fotos: Tobias Mühlenbruch)
Fehlerstromschutzschalter / RCD
Der Fehlerstromschutzschalter (auch als FI-Schalter oder Residual Current Protective Device [RCD] bekannt) schützt nicht vor Überstrom. Stattdessen überprüft ein RCD, ob der ihn verlassende Strom und der zurückfließende Strom gleich groß sind. Sind die Ströme nicht gleich groß – wird also vom RCD ein Fehlerstrom gemessen –, bedeutet das, dass ein Teil des Stroms über einen Körper oder ein Gehäuse zur Erde fließt. In diesem Fall unterbricht der Schalter den Stromkreis. Ein RCD ist daher in erster Linie dazu da, Personen zu schützen.
Abb. 5: RCD im
Sicherungskasten (links) und ausgebauter
RCD (rechts)
(Fotos: Tobias Mühlenbruch)
Hauptschalter
In vielen Sicherungsschränken befindet sich auch ein Hauptschalter. Dieser schaltet weder bei Überstrom noch bei Körperstrom ab. Er dient lediglich dazu, die gesamte Anlage hinter dem Sicherungskasten spannungsfrei zu schalten, das heißt von der Netzspannung abzukoppeln. So kann man sicher sein, dass alles ausgeschaltet ist. In einigen Sicherungskästen übernimmt der RCD diese Aufgabe.
Treppenhausautomaten / Relais
Außer den bereits besprochenen Schutzeinrichtungen und Schaltern kann man in Sicherungskästen auch noch Treppenhausautomaten oder Relais finden. Diese dienen meistens zum Schalten von Lampen, die nach einer bestimmten Zeit automatisch wieder ausgehen, oder von mehreren Stellen ein- und ausgeschaltet werden können.
Zähler
Oft sind in den Sicherungskästen auch die Zähler untergebracht [1]. Vor allem in Mehrfamilienhäusern, aber auch in älteren Einfamilienhäusern, sind die Zähler separat untergebracht.
Ein Stromzähler ist (physikalisch korrekt) eigentlich ein Energiezähler, denn er misst die Energie, die im Haushalt dem elektrischen Energieversorgungsnetz entnommen wird.
Abb. 6: Sichtfenster eines Stromzählers (Foto: Jenny Schlüpmann)
Was sehen wir bei einer Steckdose?
In den Löchern der Steckdose sind elektrische Kontakte, die mit je einem Leiter verbunden sind. Der erste ist der Außenleiter, der zweite ist der Neutralleiter (nicht Nullleiter oder Null). Er hat seinen Namen, weil er mit der Erde verbunden ist und sich "neutral" verhält.
Abb. 7: Die Anschlüsse einer Steckdose (Foto: Tobias Mühlenbruch)
Abb. 8: Die Anschlüsse einer Steckdose ohne Abdeckung (Foto: Tobias Mühlenbruch)
Der Außenleiter wechselt sein Potential gegen die Erde und damit gegen den Neutralleiter. Das heißt, mal ist die Spannung vom Außenleiter gegen Erde +325 V und mal −325 V (siehe Abb. 9). Anders gesagt: Wir können zwischen Außenleiter und Neutralleiter eine Wechselspannung von 230 V messen. Dieser Wert entspricht dem Effektivwert der Spannung und kommt zustande, weil die Kurve der Spannung des Außenleiters gegen den Neutralleiter sinusförmig ist. Wird ein Gerät an die Steckdose angeschlossen, fließt der Strom zwischen Außenleiter und Neutralleiter hin und her.
Abb. 9: Sinusförmiger Verlauf der Netzspannung
Der dritte elektrische Kontakt wird durch die beiden sichtbaren Federkontakte außen an der Steckdose realisiert (siehe Abb. 7). Die beiden Kontakte sind miteinander und mit dem dritten Leiter, dem Schutzleiter, verbunden. Dieser wird auch Schutzerde genannt und mit PE – Protective Earth – abgekürzt. Über diesen Leiter fließt im Normalfall kein Strom. Nur bei einem Gerätefehler dient er zum sicheren Ableiten des Stroms zur Erde. Dies kann z. B. passieren, wenn sich ein Draht im Gerät löst und gegen das Metallgehäuse kommt. In diesem Fall sind wir dadurch geschützt, dass der Strom über den Schutzleiter statt über unseren Körper abfließen kann.
Lampen
Bei einer Lampe gibt es zwei Kontakte. Hier ist ganz klar festgelegt, welcher der beiden stromführenden Leiter an welchen Kontakt angeschlossen werden darf. Der Sockelkontakt wird in der Lampenfassung mit dem Neutralleiter verbunden und der Fußkontakt mit dem Außenleiter. Dadurch soll die Gefahr reduziert werden, einen gefährlichen elektrischen Schlag zu bekommen, wenn man beim Herausdrehen aus Versehen an den Sockelkontakt kommt.
Abb. 10: Die Kontakte einer Lampe (Foto: Tobias Mühlenbruch)
Abb. 11: Glühlampen und Energiesparlampe mit E27-Gewinde
(Foto: Tobias Mühlenbruch)
Da Lampen manchmal falsch angeschlossen sind, sollte man beim Wechsel des Leuchtmittels zum Beispiel – oder wenn man aus anderen Gründen an der Lampe herumhantiert – immer vorher das Licht ausschalten, entweder am Schalter oder an der Sicherung. Letzteres ist ratsam, wenn die "Birne" kaputt ist, man also nicht weiß, bei welcher Schalterstellung das Licht tatsächlich ausgeschaltet ist/wäre. Auch beim Berühren des Sockelkontakts besteht Gefahr, wenn die Lampe nicht korrekt angeschlossen ist. Daher gilt: Lampen sollten nicht von Laien angeschlossen werden, sondern nur von einer Elektrofachkraft.
Bei Lampen mit einem Stecker kann man nicht wissen, welcher Leiter gerade mit welchem Kontakt verbunden ist, da der Stecker ja auch andersherum eingesteckt werden kann. Daher sollte man immer vor Auswechseln einer Lampe den Stecker ziehen!
Hat die Leuchte ein Metallgehäuse wird dieses mit der Schutzerde verbunden.
Fußnoten
1: Einen Sicherungskasten mit Zähler nennt man auch Disposchrank.
Letzte Aktualisierung: 29.11.2023
