Elektrotechnik

• Schutzleiter
• Neutralleiter
• PEN-Leiter
• Nullung
• Erdung

• TN-S-System
• TN-C-System
• TN-C-S-System
• IT-System
• TT-System

• Sicherung
• FI-Schalter
• Schuko
• Schleifenwiderstand

Schutzleiter

In elektrischen Anlagen und Kabelleitungen wird häufig ein Schutzleiter verwendet. Dieser wird auch Schutzleitung, Schutzerde, Erde, Erdung oder PE (von englisch protection earth ) genannt. Die frühere Bezeichnung in Deutschland war Schutzkontakt oder Schuko-System.

Aufgabe des Schutzleiters in elektrischen Systemen ist der Schutz von Menschen und Tieren vor gefährlicher Berührungsspannung und der Schutz des Systems vor Schäden.

Der Schutzleiter wird so angebracht, dass eine elektrische Verbindung zwischen den äußeren metallischen Gehäusen von elektrischen Betriebsmitteln (z.B. Lampen, Kühlschränken, Motoren) und dem Erdreich besteht.

Wenn in einem Fehlerfall die elektrische Versorgungsspannung an die außenliegenden Teile eines elektrischen Betriebsmittels gerät, soll durch den über den Schutzleiter geführten Kurzschluss dafür gesorgt sein, dass die Spannung zwischen dem Gehäuse des jeweiligen elektrischen Betriebsmittels und dem Erdreich, zu dem Menschen und Tiere in der Regel unmittelbaren Kontakt haben, möglichst auf einen ungefährlichen Wert reduziert wird.

Gleichzeitig bzw. andernfalls wird durch den entstehenden hohen Kurzschlussstrom die elektrische Sicherung zur Auslösung gebracht. Damit wird das elektrische Betriebsmittel, an dem der Fehlerfall vorliegt, sehr schnell von der elektrischen Versorgungsspannung abgetrennt. Dabei müssen durch Dimensionierung der Anlage je nach Gefahrenlage Abschaltzeiten zwischen 0,1 und 5 s unterschritten werden.

Nach deutschen Vorschriften muss der Schutzleiter mit der Farbkombination grün / gelb gekennzeichnet sein. In Kabelverbindungen zu Betriebsmitteln mit Metallgehäuse und in Schutzkontakt-Verbindungsleitungen soll der Schutzleiter mit dem gleichen Querschnitt wie die spannungführenden Leitungen und mit grün / gelber Isolation mitgeführt werden (zu Anfang der Anwendung war in Deutschland eine rote Isolierung für diesen Leiter vorgeschrieben). An Schutzkontakt-Steckverbindungen wird der Schutzleiter an die Schutzkontakte angeschlossen, womit eine durchgehende Verbindung des Schutzleiters sichergestellt ist.

Ein örtlicher Schutzleiter mit Erdverbindung allein stellt noch keine funktionierende Absicherung dar. Dies ist erst bei korrekter Ausführung der gesamten Schaltung bis hin zur Spannungsquelle (dortige Erdung des Nulleiters oder des Sternpunktes und zusätzlichem Einbau von Abschalt-Sicherungen) gegeben.

Ein Schutzleiter ist bei solchen Geräten nicht erforderlich, die durch die "Schutzmaßnahme Isolation" (beispielsweise durch ein vollständig geschlossenes Kunststoffgehäuse oder durch andere Maßnahmen) geschützt sind.

PE: Schutzleiter Farbe: grün/gelb

Schaltplan-Symbolzeichen für
Schutzleiter PE nach DIN 40900

Schaltplan-Symbolzeichen für
Schutzleiter PE nach DIN 40719

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Neutralleiter

Als Neutralleiter wird jener Leiter bezeichnet, der mit dem Sternpunkt eines Dreiphasenwechselstromsystems oder dem Mittelpunkt eines Einphasenwechselstromsystems verbunden ist. Ein Leiter, der mit dem Mittelpunkt eines Einphasenwechselstromsystems verbunden ist, wird auch als Mittelleiter bezeichnet. Dieser Leiter wird mit dem Buchstaben "N" bezeichnet und in der Regel mit der Farbe "Blau" (früher "Grau") gekennzeichnet. Fälschlicherweise wird oftmals auch der Begriff Nullleiter für den N verwendet. Dieser ist jedoch die alte Bezeichnung für den heutigen PEN, bei dem die Funktion des PE (Schutzleiter, protection earth) mit der des N in einem Leiter kombiniert ist. Diese Form der Nullung ist jedoch nur noch unter ganz bestimmten Voraussetzungen erlaubt.

Im symmetrisch belasteten Dreiphasenwechselstromsystem, der Sternschaltung, gleichen sich alle Ströme in den Außenleitern zu Null aus. Somit fließt im Neutralleiter kein elektrischer Strom. Erst bei ungleichmäßiger Belastung durch einphasige Verbraucher fließt im Neutralleiter ein Strom, der die Asymmetrie ausgleicht.

Im Falle einer Unterbrechung des Neutralleiters entsteht ein "freier" oder "schwebender" Sternpunkt auf der Verbraucherseite der Unterbrechungsstelle. Die Widerstände der Verbraucher an den einzelnen Außenleitern bilden nun einen Spannungsteiler, wodurch sich das Potenzial des freien Sternpunkts verschiebt. So kann bei stark asymmetrischer Belastung nahezu die volle Leiterspannung von 400 V zwischen dem N und dem am geringsten belasteten Außenleiter auftreten, was zu Überspannungschäden führt. Aus diesem Grund ist der N in Drehstromsystemen auch nur schaltbar auszuführen, wenn sichergestellt ist, dass immer zuerst die Außenleiter im Schaltgerät getrennt werden, bevor die Kontakte für den Neutralleiter geöffnet werden. Umgekehrt muss beim Einschalten zuerst der N verbunden werden.

Im Gegensatz zu 50-Hz-Strömen heben sich die Ströme der ungeradzahligen, durch drei teilbaren Oberschwingungen (zum Beispiel die dritte Oberschwingung mit 150 Hz, die neunte Oberschwingung mit 450 Hz usw.) im Neutralleiter nicht auf, sondern addieren sich. Dadurch kann die Gefahr bestehen, dass in Anlagen mit mehreren Geräten mit elektronischen Schaltnetzteilen (Personalcomputer, Leuchtstofflampen mit elektronischen Vorschaltgeräten etc.) der Neutralleiter bereits stark überlastet ist, während die einzelnen Außenleiter ihren Maximalstrom noch nicht erreicht haben.

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PEN-Leiter

Ein PEN-Leiter (alt: Nullleiter) ist ein Leiter, der zugleich die Funktionen des Schutzleiters und des Neutralleiters erfüllt.

Der PEN darf nicht steck- oder schaltbar sein, auch nicht durch Überstromschutzeinrichtungen.

In Neuanlagen ist ein PEN nur noch bei Leiterquerschnitte von mindestens 10 mm² Kupferleiter oder mindestens 16 mm² Aluminiumleiterquerschnitt aufwärts erlaubt. Die Beschränkung wurde festgelegt, um die Wahrscheinlichkeit eines unterbrochenen PEN-Leiters gering zu halten.

Eine Unterbrechung des PEN-Leiters hebt nicht nur die Schutzwirkung auf, sondern bedeutet eine direkte Gefahr für Leib und Leben. Handelt es sich bei den angeschlossenen Verbrauchern beispielsweise um Geräte der Schutzklasse 1, wie Waschmaschinen oder Kühlschränke, dann besteht das unmittelbare Risiko, dass das Gehäuse Netzspannungspotential (230 V) gegen Erde annimmt. Ein lebensgefährlicher elektrischer Stromschlag wäre unausweichlich.

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Nullung

Moderne Nullung

Bei der modernen Nullung wird der PEN-Leiter (Neutralleiter mit Schutzfunktion) direkt nach dem Hausanschluss, noch vor den Schutzeinrichtungen der Hausinstallation, wie zum Beispiel Fehlerstromschutzschaltern oder Leitungsschutzschaltern, in den Neutralleiter und den Schutzleiter aufgetrennt. Der Schutzleiter wird mittels der Schutzkontakttechnik mit den metallischen Gehäusen der Elektrogeräte verbunden.

Klassische Nullung

Unter der klassischen Nullung versteht man eine aus heutiger Sicht veraltete Schutzmaßnahme. Sie basiert auf einem TN-C-System. Im TN-C-System wird der Neutralleiter (früher: Mittelpunktleiter) und der Schutzleiter als ein kombinierter Leiter (PEN-Leiter, früher: Nullleiter) von der Trafostation mitgeführt. Dieser kombinierte Leiter übernahm die Sternpunktstromrückführung und die Erdpotentialführung für die Schutzmaßnahme. Auch hier wird der PEN-Leiter am Hausanschluß durch einen Erder gestützt. Diese Schutzmaßnahme hat zwei Schwächen, die zu ihrer Ablösung führten. Bei hoher Rückstromlast, beispielsweise durch unsymmetrisch belastete Drehstromverbraucher tritt ein Spannungsabfall am Widerstand des Neutralleiters auf. Die normalerweise Erdpotential führende Leitung baut durch diese unsymmetrische Last eine Spannung auf. Diese Spannung liegt an allen angeschlossenen leitenden Gehäuseteilen des Verbrauchers und eventuell benachbarter Verbraucher an. Die stützenden Nullungserder beim Abnehmer (bzw. Abnehmern) sind meist nicht niederohmig genug, um die Spannung unterhalb der gefährlichen Größe von 50 Volt~ zu halten. Das zweite Problem liegt auch in der Kombination zweier Aufgaben. Wenn der PEN-Leiter unterbrochen wird, so liegt automatisch, bereits bei nur einem eingeschalteten Verbraucher hinter der Fehlerstelle, an allen geerdeten (Geräte- ) Oberflächen die Außenleiterspannung (230 Volt~) gegen Erde an. Aus diesem Grunde ist die Verwendung dieser Schutzmaßnahme nur noch für Leiterquerschnitte größer als 10 mm² Cu oder 16 mm² Al zugelassen. Dadurch gibt es sie nur noch im Bereich der Leitungsnetzbetreiber oder Großanlagen. Das TN-C-System wird obligatorisch ankommend am Hausanschluss in ein TN-S-System umgewandelt, indem der Neutralleiter und der Schutzleiter getrennt daraus hervorgehen.

Eine Nachrüstpflicht für Altanlagen besteht nur bei wesentlichen Änderungen. Trotzdem ist jeder gut beraten, zumindest in Feuchträumen die bestehende Schutzmaßnahme Nullung durch Anwendung der modernen Fehlerstromschutzschaltung mit ΔI = 0,03 A zu ersetzen. Da die Schutzmaßnahme Schutzerdung nur mit einer fachgerecht errichteten u. sehr niederohmigen und intakten Erdungsanlage verlässlich die erforderlichen Sicherungsauslöseströme erzielt, sind nur geringe niedrige Sicherungsnennstromstärken für die Verbraucher grundsätzlich möglich. Vom Einsatz der Schutzmaßnahme Schutzerdung ist daher abzuraten.

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Erdung

Die Erdung ist eine elektrisch leitfähige Verbindung mit dem Erdboden. Sie besteht aus Erdern, Anschlussleitungen und entsprechenden Klemmen.Die Erdung ist eine Form der Massung. Durch eine Massung wird eine leitfähige Verbindung mit der leitfähigen Umgebung hergestellt. Wenn diese Umgebung den Erdboden umfasst oder mit ihm leitfähig verbunden ist, liegt eine Erdung vor.Wie die Massung hat die Erdung häufig zum Ziel, ein definiertes Bezugspotenzial oder einen Potenzialausgleich herzustellen, durch den eine möglicherweise auftretende Spannung kurzgeschlossen werden soll. Da die Erdung jedoch wie jede andere elektrisch leitfähige Verbindung einen Widerstand aufweist, bleibt im Fall eines permanenten Stromflusses gemäß dem Ohmschen Gesetz eine Spannung bestehen. Nur in statischen Anwendungsfällen darf daher davon ausgegangen werden, dass mit der Erdung jegliche Potenzialdifferenz ausgeschlossen ist.

Ein Erder ist ein unisolierter elektrischer Leiter, der als elektrische Kontaktfläche in den Erdboden eingebracht wird.

Man unterscheidet:

• Ringerder, die einen waagerechten Ring bilden
• Strahlenerder, die waagerecht strahlenförmig auseinanderlaufen
• Tiefenerder, die senkrecht in den Boden getrieben werden

Eine Sonderform des Ringerders ist der in Beton vergossene Fundamenterder.

Erder sind aufgrund der Feuchtigkeit des Erdbodens gefährdet, durch Korrosion oder durch Bildung eines galvanisches Elements mit anderen Metallteilen zerstört zu werden. Dies ist bei der Wahl des Werkstoffs zu berücksichtigen.

Früher wurden die Rohrleitungsnetze der öffentlichen Wasserversorgung als Erder genutzt. Weil dort mittlerweile Kunststoffrohre statt Metallrohre eingesetzt werden, ist dies nicht mehr zulässig.

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TN-S-System

Das TN-S-System (frz. Terre Neutre Separé) ist eine Art der Erdverbindung eines Verteilungssystems in der Elektrotechnik.

Die Sekundärseite des Trafos ist dabei in einer Sternschaltung realisiert. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als separater Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) mitgeführt.

Diese Art der Erdverbindung ist sicherer als das TN-C-System. Die Probleme, die dort aus einem unterbrochenen Neutralleiter resultieren können, treten hier nicht auf, die Schutzmaßnahme ist hierbei weiterhin gewährleistet. Einsatz jedoch nicht allzu häufig.TN-C-System.

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TN-C-System

Das TN-C-System (frz. Terre Neutre–Combiné) ist eine Art der Erdverbindung eines Verteilungssystems in der Elektrotechnik.

Der Sternpunkt des Transformators ist geerdet. Der an den Sternpunkt angeschlossene PEN-Leiter hat die Funktion eines Schutzleiters, mit dem die leitfähigen Gehäuse geerdet sind und zugleich die Funktion eines Neutralleiters, über den bei ungleichmäßiger Belastung der Außenleiter Strom fließt.

Wenn über den PEN-Leiter Strom fließt, besteht zwischen den angeschlossenen leitfähigen Gehäusen und der Erde eine Spannung, die sich nach dem Ohmschen Gesetz aus dem Widerstand des Leiters ergibt.

Diese Netzform ist beschränkt auf Leiterquerschnitte von mindestens 10 mm2 Kupferleiter aufwärts oder mindestens 16 mm2 Aluminiumleiterquerschnitt aufwärts. Die Beschränkung wurde festgelegt, um die Wahrscheinlichkeit eines unterbrochenen PEN-Leiters gering zu halten.

Das TN-C-Netz ist die übliche Art der Erdverbindung im Stromnetz der Energieversorgungsunternehmen bis zum letzten Transformator, der die 400-V-Ebene herstellt.

Beim TN-C-System im Haushalt, wie vor Jahrzehnten noch häufig installiert, würde eine Unterbrechung des PEN-Leiters nicht nur die Schutzwirkung aufheben, sondern eine direkte Gefahr für Leib und Leben bedeuten. Handelt es sich bei den angeschlossenen Verbrauchern beispielsweise um Geräte der Schutzklasse 1 wie Waschmaschinen oder Kühlschränke, dann besteht das unmittelbare Risiko, dass das Gehäuse Netzspannungspotential (230 V) gegen Erde annimmt. Ein lebensgefährlicher elektrischer Stromschlag wäre unausweichlich.

An Schuko-Steckdosen nennt man das TNC auch "klassische Nullung", der Nullleiter PEN ist an den Schutzleiterkontakt und an einen der Steckdosenpole angeschlossen. Die klassische Nullung ist seit Jahren in Neuinstallationen verboten. Aus Sicherheitsgründen sollten auch bestehende Anlagen nach Möglichkeit auf getrennte Schutz- und Neutralleiter umgerüstet werden.

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TN-C-S-System

Das TN-C-S-System (frz. Terre Neutre–Combiné-Separé) ist eine Art der Erdverbindung eines Verteilungssystems in der Elektrotechnik.

Die Sekundärseite des Transformators ist in Stern geschaltet. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als kombinierter PEN-Leiter (frühere, nun veraltete Bezeichnung: Nullleiter ) mitgeführt. An einem bestimmten Punkt, spätestens ab der Stelle, an der der geforderte Mindestquerschnitt des PEN-Leiters unterschritten werden soll, wird der PEN-Leiter aufgeteilt in Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE). Neutralleiter (N) und Schutzleiter (PE) werden separat (elektrisch getrennt) weiter geführt.

Dieses System nach Art der Erdverbindungen ist bei Wohnhausversorgungen in Deutschland weit verbreitet. Die Trennung von Schutzleiter und Neutralleiter findet zumeist im Schaltschrank statt. In Bereichen, in denen Schutzleiter und Neutralleiter getrennt geführt sind, werden Schutzmaßnahmen mit bei Differenzströmen (z. B: ?J = 0,1A) auslösenden Schutzeinrichtungen, wie die Fehlerstromschutzschalter, möglich. Wird der PEN einmal in PE und N aufgeteilt, dürfen diese im weiteren Leitungsverlauf nicht mehr zusammengeführt werden.

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IT-System

Das IT-System (frz. Isolé Terré) ist eine Art der Erdverbindung eines Verteilungssystems in der Elektrotechnik für erhöhte Ausfallsicherheit bei Fehlern der Isolation.

Die leitfähigen Gehäuse der Betriebsmittel sind im IT-System wie bei anderen Netzformen geerdet, der Sternpunkt des speisenden Transformators jedoch nicht.

Ein erster Isolationsfehler zwischen einem Außenleiter oder dem Neutralleiter und einem leitfähigen Gehäuse oder der Erde stellt eine Erdung dieses Leiters dar. Es besteht dann weiterhin weder eine gefährliche Berührungsspannung zwischen leitfähigen Gehäusen und der Erde, noch ein über die Erde geschlossener Stromkreis zum Transformator. Da der erste Fehler keine schädlichen Auswirkungen hat, muss auch noch nicht abgeschaltet werden.

Die Isolation der Außenleiter und des Neutralleiters gegen Erde wird ständig durch ein Isolationsüberwachungsgerät (ugs. auch "Iso-Wächter" genannt) gemessen, das Fehler meldet. Ein festgestellter Fehler muss umgehend behoben werden, weil ein Isolationsfehler eines zweiten Leiters einen Kurzschluss darstellt, der zum Auslösen der Überstromschutzeinrichtung und damit zum sofortigen Abschalten führt.

Man setzt diese Art der Erdverbindung zum Beispiel in Operationssälen von Krankenhäusern ein, wo das Abschalten eines Stromkreises unmittelbare Lebensgefahr für den Patienten bedeuten kann. Triebfahrzeuge der Deutsche Bahn AG arbeiten ebenfalls mit einem IT-System, damit die Zugfahrt bei einem Isolationsfehler noch beendet werden kann.

Grenzen des IT-Netzes

Zunächst einmal würde man davon ausgehen, dass durch die Isolation des Sternpunktes selbst im 1. Fehlerfall die betroffene Person nicht von einem Strom durchflossen wird; ein 1. Fehler also absolut ungefährlich ist. Bei genauerer Betrachtung fällt jedoch auf, dass sehr wohl ein Stromfluss zustande kommt. Berührt die Person nämlich z.B. Außenleiter L1, dann stellt sie einen ohmschen Widerstand zur Erde her. Gleichzeitig stellen aber die Außenleiter L2 und L3 auch kleine Kapazitäten zur Erde dar. Somit hat man einen geschlossenen Stromkreis von L1, über die Person, über die Erde, zurück über die Kapazität von L2 und L3 zu L2 und L3. Je größer die Kapazität von L2 und L3 zur Erde ist, desto größer wird auch der Strom; in diesem Fall heißt dies: Je Länger die Leitung wird, desto größer auch die Kapazität und damit der Stromfluss. Genau hier liegt die Grenze des IT-Netzes: Ist die Netzgröße sehr klein, dann sind auch die Kapazitäten der Außenleiter zur Erde so klein, dass ein 1. Fehler gefahrlos ist. Würde man das Netz aber ausdehnen (mehrere hundert Meter), dann kann die Kapazität der Außenleiter zur Erde so groß werden, dass die Ströme in gefährliche Größenordnungen kommen.

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TT-System

TT-System (frz. Terre Terre) ist eine Art der Erdverbindung eines Verteilungssystems in der Elektrotechnik.

Die Sekundärseite des Trafos ist in Stern geschaltet. Der Sternpunkt ist geerdet und wird als separater Neutralleiter (N) mitgeführt.

Der Neutralleiter hat keine Schutzfunktion. Am Verbraucher muss eine eigene Erdung aufgebaut werden, mit der die Schutzerdung realisiert werden kann. Die Erdübergangswiderstände dafür sind sehr niedrig und nur schwer zu erreichen. Meist gibt es für diesen Aufwand keinen Grund. Bei der Bahn muss man ihn oft betreiben, um Rückwirkungen vom 162/3-Hz-Netz auf das 50-Hz-Netz zu vermeiden. Die Schutzmaßnahme Schutzerdung ist problematisch, da zum schnellen Ansprechen der Überstromschutzeinrichtung sehr hohe Ströme nötig sind, wofür wiederum niedrigste Erdungswiderstände benötigt werden. Will man stärkere Stromkreise haben, so muss man auf die Fehlerstromschutzschaltung zurückgreifen. Auch bei der Fehlerstromschutzschaltung ist die Auslösestromstärke von den Erdungsbedingungen abhängig. Das TT-Netz wird in Deutschland nur noch selten verwendet, hauptsächlich in ländlichen Gebieten.

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Elektrische Sicherung

Eine elektrische Sicherung dient dazu, einen Stromkreis bei zu hoher Stromstärke in Folge einer Überlast oder eines Kurzschlusses zu unterbrechen. Dadurch können Leitungen und angeschlossene Geräte vor Beschädigung durch Überhitzung geschützt werden.

Aufbau

Sicherungen bestehen aus einem isolierenden Körper, der zwei durch einen Schmelzleiter verbundene Kontakte aufnimmt. Der Schmelzleiter wird durch den ihn durchfließenden Strom erwärmt und schmilzt, wenn der Bemessungsstrom der Sicherung deutlich überschritten wird. In diesem Fall wird die Sicherung unbrauchbar und muss durch eine neue ersetzt werden.

Der Schmelzleiter ist von Luft oder Quarzsand umgeben. Quarzsand ist erforderlich, um den Lichtbogen zu löschen, der beim Unterbrechen eines großen Stroms entsteht. Das Quarz schmilzt durch die hohe Temperatur des Lichtbogens zu Quarzglas und entzieht dem Lichtbogen dabei Energie.

Sicherungen werden in entsprechenden Sockeln eingesetzt. Auf Leiterplatten wird teilweise auf Sockel verzichtet und Sicherungen durch Löten befestigt.

Bauformen

Schraubsicherung mit Gehäuse

Eine Schraubsicherung (auch Sicherungspatrone) besitzt einen annähernd zylindrischen Keramikkörper, der mit Quarzsand gefüllt ist. Die Sicherung wird eingesetzt, indem sie in eine Schraubkappe gesteckt wird, die dann in den Sockel geschraubt wird.

Schraubsicherungen werden heute in der Regel eingesetzt, um die Hauptleitungen zu Verteilern zu schützen. Vereinzelt werden sie auch noch an Stelle der heute üblichen Leitungsschutzschalter zum Schutz von Endstromkreisen eingesetzt, wenn Maschinen mit besonders hohem Einschaltstrom betrieben werden.

Schraubsicherungen besitzen an ihrem Fußkontakt unterschiedliche Durchmesser. Je höher die Nennstromstärke ist, desto größer ist der Durchmesser. Im Sockel befindet sich ein entsprechender Passeinsatz (in der Skizze [PE]), der verhindert, dass Sicherungen mit zu hohem Bemessungsstrom eingesetzt werden.

Am Kopfkontakt der Schraubsicherung befindet sich ein farbiges Plättchen (Kennmelder, Unterbrechungsmelder, in der Skizze [KM] ), das bei einem Ansprechen der Sicherung abfällt. Durch das Fenster der Schraubkappe kann man so erkennen, dass die Sicherung „durchgebrannt“ ist und ausgewechselt werden muss.

Kennmelder und Passeinsätze sind abhängig vom Bemessungsstrom farblich gekennzeichnet:

Als Faustregel für Sicherungen mit dem Reaktionsverhalten gl-Gg (der Standardtyp) gilt: Bei fünffacher Überschreitung des Bemessungsstromes reagiert die Sicherung innerhalb von 5 Sekunden, bei zehnfacher Überschreitung beträgt die Reaktionszeit 0,2 Sekunden.

Schraubsicherungen werden in zwei verschiedenen Bauformen hergestellt. Es gibt das D-System ("Diazed": Diametral abgestuftes zweiteiliges Edisongewinde) und das D0-System ("Neozed"). Neozed-Sicherungen sind kleiner und erwärmen sich weniger, haben also eine kleinere Verlustleistung, als Diazed-Sicherungen.

D-System (Diazed)

Diazed-Sicherungen werden in fünf Größen unterteilt. Die Bezeichnung der Sicherung setzt sich aus dem Buchstaben D und einer römischen Ziffer zusammen.

Die Bauformen D IV und D V werden selten verwendet. D IV kam häufig in alten Dachständer-Hausanschlusskästen zum Einsatz.

D0-System (Neozed)

Neozed-Sicherungen werden in drei Größen unterteilt. Die Bezeichnung der Sicherung setzt sich aus der Zeichenfolge D0 (sprich D Null) und einer weiteren Ziffer zusammen.

Die Bauform D03 wird sehr selten verwendet, weil sich bei diesen hohen Bemessungsströmen NH-Sicherungen als zuverlässiger erwiesen haben.

NH-Sicherung

Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen, kurz NH-Sicherungen, sind auch unter den Namen Messersicherung, Schwertsicherung und Panzersicherung bekannt. Sie haben ein größeres Volumen als Schraubsicherungen und massive Kontaktmesser an beiden Enden. Daher können sie größere Ströme führen und trennen.

NH-Sicherungen werden im Hausanschlusskasten von Einfamilienhäusern für den Anschluss ans Stromnetz, vergleichbare und alle höheren Leistungen bei Niederspannung verwendet.

NH-Sicherungen sind zur Handhabung mit Grifflaschen ausgestattet, die spannungsführend (sfü) oder spannungsfrei (SGL) ausgeführt sein können. Um die Sicherungen in einen einfachen Sockel einzusetzen oder aus diesem herauszuziehen, ist ein Sicherungshaltegriff notwendig. Sogenannte NH-Trenner sind Sockel mit einem Klappdeckel, der die Grifflaschen aufnimmt und den Sicherungshaltegriff ersetzt.

NH-Sicherungen dürfen nur von einer Fachkraft mit geeignetem Werkzeug und notwendiger Schutzausrüstung (in der Regel Helm mit Gesichtsschutz, Isolierschutzmatte und isolierende Handschuhe) ausgetauscht werden, da beim Ziehen dieses Sicherungstyps eine hohe Gefahr des Zündens eines Lichtbogens besteht. Dadurch kann sehr heißes, flüssiges Metall durch den Raum verspritzt werden, was schwere bis tödliche Verletzungen zur Folge haben kann.

HH-Sicherung

Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherungen, kurz HH-Sicherungen, sind selbstständig schaltende Schutzgeräte im Spannungsbereich bis 36 kV. Sie werden in Netzen der Energieversorgung und -verteilung verwendet, um die Auswirkungen von Überströmen (Kurzschlüssen) zu begrenzen. Die häufigste Anwendung findet sie in Transformatorstromkreisen, weitere Verwendungen sind in Motorstromkreisen und Kondensatorbänken.

Kommt es zu einem Kurzschluss, schmilzt der (oder die) im Innern der Sicherung befindliche(n) Schmelzleiter und unterbricht dadurch den Fehlerstrom. Meist sind die Sicherungen mit einem Anzeigesystem, dem Schlagstift ausgerüstet. Dieser Schlagstift wirkt auf eine Auslösemechanik in einem ggf. vorhandenen Lastschalter, welcher dann den fehlerhaften Stromkreis 3polig abschaltet.

„Hochleistungssicherung“ bedeutet, dass diese Sicherungen Ströme von mehreren tausend Ampere abschalten können, da sie strombegrenzend wirken. Manche Hersteller haben ihre Sicherungen bis 63 kA geprüft.

• 3–7,2 kV mit Nennströmen bis 500 A;
• 6–12 kV mit Nennströmen bis 355 A;
• 10–24 kV mit Nennströmen bis 200 A sowie
• 20–36 kV mit Nennströmen bis 100 A.

Die Abmessungen sind in DIN 43625 festgelegt, deshalb wird weltweit auch von den "DIN-Fuse" gesprochen. IEC 60282-1 bzw. die deutsche Übersetzung VDE 0670 Teil 4 sind die relevanten Normen, in denen die elektrischen Parameter und die Typenprüfung beschrieben sind. Das Zusammenspiel von Lastschaltern und Sicherungen ist in der IEC 62271-105 (entspricht VDE 0671-Teil 105) geregelt. Für die Zuordnung von Sicherung und Transformator ist auf deutscher Ebene die VDE 0670 Teil 402 maßgebend.

G-Sicherung (Gerätesicherung, Feinsicherung)

G-Sicherungen bestehen aus einem kleinen Glas- oder Keramikrohr mit Metallkappen an beiden Enden, zwischen denen sich der Schmelzleiter befindet. Dieser Schmelzdraht ist freiliegend oder in Quarzsand eingebettet. Sie werden oft auch als Flimmrohrsicherungen oder Glasrohrsicherungen bezeichnet.

Einsatzgebiet: Geräteschutz und Kfz-Elektrik.

Auf den Metallkontakten ist neben der Nennstromstärke und der maximalen Spannung auch eingeprägt, wie schnell die Sicherung auf Überstrom reagiert:

G-Sicherungen werden für Nennstromstärken von (0,032 ... 20) A eingesetzt.

Es gibt diese Sicherungen in verschiedenen Längen und Durchmessern. In Europa am gebräuchlichsten ist das Format 5 x 20 mm, in den USA ¼ × 1¼ Zoll, das entspricht in etwa 6,3 × 32 mm.

Flachsicherung

Die Flachstecksicherung wird hauptsächlich in aktuellen Personenkraftwagen und Motorrädern verwendet. Gängige Ausführungen sind Standard-Flachsicherung und Mini-Flachsicherung.

Die Bemessungsstromstärke von Flachstecksicherungen wird durch die Farbe ihres Kunststoffkörpers gekennzeichnet. Folgende Übersicht zeigt die Farbcodierung:

Sicherheit

Eine "durchgebrannte" Sicherung kann nicht repariert oder "geflickt" und darf nicht überbrückt werden. Dadurch würde nicht nur der Schutz von Leitungen und Geräten außer Kraft gesetzt, sondern auch ein Brand wahrscheinlich, durch den Lebensgefahr besteht. Versicherungen lehnen in diesem Fall die Zahlung aller daraus folgenden Schäden ab.

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Fehlerstromschutzschalter

FI-Schalter

FI-Schalter offen

FI in Unterverteilung (Sicherungskasten)

Der Fehlerstromschutzschalter, kurz FI-Schalter (F für Fehler, I für das Formelzeichen des Stroms), engl. RCD oder Residual Current protective Device genannt, ist eine Schutzeinrichtung in Stromnetzen, die den angeschlossenen, überwachten Stromkreis vom restlichen Stromnetz abtrennt, wenn Strom den überwachten Stromkreis auf falschem Weg verlässt. Er wird normalerweise im Sicherungskasten, zusätzlich zu den Überstromschutzorganen (Leitungsschutzschalter, Schmelzsicherungen) installiert.

Die Funktion des FI-Schalters basiert auf einem Summenstromwandler, der alle vom und zum Verbraucher fließenden Ströme addiert. Wird im Fehlerfall an einem Verbraucher ein Strom gegen Erde abgeleitet, so ist im Summenstromwandler die Summe von hin- und zurückfließendem Strom nicht mehr Null: es entsteht eine Stromdifferenz (ΔI, sprich: Delta I), die zur Auslösung des FI-Schalters und damit zur Abschaltung der Stromzufuhr führt. Der Summenstromwandler besteht aus einem Ringkern gewickelt aus kristallinem oder nanokristallinem weichmagnetischem Band. Ferritkerne sind wegen der zu geringen Permeabilität nicht zu gebrauchen. Um die notwendige Energie für das Auslösen des FI-Schalters zu erreichen sind Ringbandkerne mit einer gewissen Größe beziehungsweise Masse notwendig. Typische Abmessungen: Außendurchmesser ca. 25 mm, Innendurchmesser ca. 15 mm, Höhe 20 mm, Typisches Gewicht 40 g.

Handelsüblich sind FI-Schalter für Bemessungsdifferenzströme von ΔI = 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA und 500 mA. Die Toleranz des Differenzstromes eines RCDs liegt laut VDE bei -50%, was garantieren soll, dass der maximale Differenzstrom unter keinen Umständen überschritten wird. Die Auslösezeit ist auf max 20 ms festgelegt (1/50 sec = 1 Periode bei 50 Hz).

In Europa (bis auf GB) sind netzstromunabhängige FI-Schutzschalter vorgeschrieben. Die dahinterstehende Sicherheitsphilosophie stellt die Zuverlässigkeit von Verstärkerschaltungen auf Basis von Halbleitern in Frage, welche in den einfacheren und kleineren elektronischen DI-Schaltern im englischsprachigen Raum zur Anwendung kommen. Das Risiko, dass wegen eines Transistor-Ausfalls der FI im Fehlerfall nicht mehr funktioniert, entfällt bei den passiven Ausführungen in Europa.

Voraussetzung zum Einsatz des FI-Schalters ist ein TNS-Netz, (das heißt ein Netz, bei dem der Neutralleiter und der geerdete Schutzleiter getrennt geführt sind, die Trennung kann aber auch unmittelbar vor dem FI-Schalter erfolgen: TNCS-Netz) oder ein TT-Netz.

In Deutschland wird bei Neubau und Modernisierung ein FI-Schalter mit einer Auslösestromdifferenz von 30 mA vor allem in Feuchträumen und im Außenbereich von der VDE verlangt. Die Schutzwirkung ist unbestritten, ein FI-Schalter mit einer Auslösestromdifferenz von 300 mA wird als Brandschutz oft für das Haus eingesetzt und wird von einigen EVU sogar vorgeschrieben, wenn die Hauseinspeisung nicht über Erdkabel, sondern über Dachfreileitungen erfolgt. In Österreich ist ein FI-Schalter nach ÖVE EN 61008 für alle Stromkreise, in denen sich Steckdosen befinden vorgeschrieben.

Seit einiger Zeit sind Ausführungen pulsstromsensitiver FI-Schutzschalter auf dem Markt, die zusätzlich zu Wechselströmen auch pulsierende Gleichströme erfassen und somit den auftretenden Bedingungen bei modernen elektrischen Verbrauchern Rechnung tragen (Allstromsensitiv). Diese zusätzliche Sensibilität wird durch spezielle Magnetwerkstoffe für die eingesetzten Ringbandkerne erreicht. Hierbei regelt die DIN VDE 0664 das Umfeld.

Bei 230 V werden durch den durchschnittlichen menschlichen Körper bei voller Spannung nur rund 230 mA fließen (Man geht davon aus, dass der menschliche Körper einen Widerstand von ca. 1000 Ω hat); das ist genug für einen tödlichen Ausgang, bedeutet aber auch, dass nur die FI-Schalter mit Auslösestromdifferenzen von 10 mA und 30 mA wirksamen Personenschutz liefern. Die unempfindlicheren Modelle sind als Brandschutz und zur Realisierung einer Schutzmaßnahme bei problematischen Erdungsverhältnissen in TT-Netzen gedacht.

Einsatzbereich

Der Einsatz von FI-Schutzschaltern wird heute in vielen Ländern im Haushaltsbereich für Steckdosen in Feuchträumen, wie zum Beispiel Badezimmer, sowie für Steckdosen im Außenbereich von den einschlägigen Normen (z.B. DIN VDE oder ÖVE) zusätzlich zu den installierten Überstromschutzorganen verlangt. Dazu zählen auch Innensteckdosen, an denen Geräte im Freien betrieben werden. Für Altbauten gibt es einen Bestandschutz. Das heißt, wenn die Anlage zum Zeitpunkt ihrer Errichtung den damals geltenden Normen und Richtlinien entsprochen hat, darf sie weiter betrieben werden.

Unter folgenden Umständen ist jedoch kein Bestandsschutz gegeben und die Nachrüstung eines FI-Schutzschalters unumgänglich:

• wesentliche Änderungen an der Installation
• neue Rechtsverordnungen, die eine Nachrüstung fordern, TAB beachten
• abgelaufene Übergangsfristen
• unmittelbare Gefahren für Personen und Sachwerte

Sinnvoll ist ein FI-Schalter darüber hinaus für Kinderzimmer, Labor-Arbeitsplätze und für Steckdosen in der Küche. FI-Schutzschalter bieten jedoch keinen Schutz, wenn beide Netzspannungsleitungen (L und N) berührt werden! Andere Schutzmaßnahmen (z.B. kindersichere Steckdosen) können daher durch einen FI-Schutzschalter nicht ersetzt werden! In TT-Netzen muss die gesamte Niederspannungs-Installation geschützt werden. Im Neubaubereich spricht heute nichts mehr dagegen, die komplette Stromversorgung abzusichern. Allerdings sollte genau abgewogen werden, ob es wirklich sinnvoll ist, bei Gerätedefekten auch gleich die komplette Beleuchtungsanlage einer Wohnung mit abzuschalten. Dies kann unter Umständen hinderlich sein, so dass man die per FI-Schalter geschützten Stromkreise eingrenzen sollte. Bei der Nachrüstung von Altbauwohnungen kommt es oft zu Fehlauslösungen des FI-Schalters, deren Ursache teilweise schwer einzugrenzen ist. Oft sind falsche Verdrahtungen die Ursache, bei denen beispielsweise in Steckdosen oder Durchlauferhitzern Strom über die Schutzleiter statt über den Neutralleiter abfließt.

Auch in der Landwirtschaft müssen, insbesondere bei Tierhaltung, Fehlerstromschutzschalter verwendet werden.

Abschaltungen von FI-Schutzschaltern können auch durch externe Ereignisse hervorgerufen werden, beispielsweise durch Überspannungs-Impulse durch Blitzschläge in Freileitungen. Dies kann oft zu unangenehmen Nebenwirkungen führen, wie Abschaltungen von Heizungen oder Kühlanlagen, obwohl kein Fehler in der eigenen Anlage vorliegt. Aus diesem Grund werden in den letzten Jahren auch Schutzschalter gebaut, die zwei bis dreimal selbständig in einem kurzen Abstand nochmals die Spannung aufschalten. Erst wenn der Fehler trotzdem auftritt, bleiben sie endgültig abgeschaltet. Dieses Modell ist vor allem für ferngesteuerte Anlagen von Interesse, wo kein Personal vor Ort ist und nur zum Einschalten vor Ort fahren müsste.

Mit der am FI-Schalter von vorn zugänglichen Test-Taste (T) kann der Fehlerfall simuliert werden und man hat die Möglichkeit, die ordnungsgemäße Funktion regelmäßig (mind. alle 6 Monate) zu überprüfen. Hersteller empfehlen sogar eine monatliche Prüfung. Ortsveränderliche FI-Schalter müssen täglich vor Arbeitsbeginn auf Funktion geprüft werden. Die T-Taste gibt keine Auskunft über die Schutzeinrichtung als solche, es wird lediglich die Funktionstüchtigkeit des RCD getestet.

Historisches

Entwickelt wurde der Fehlerstromschutzschalter von dem Österreicher Gottfried Biegelmeier im Jahr 1957 und der damaligen Firma Felten & Guilleaume, der heutigen Firma Moeller in Schrems in Niederösterreich. In Österreich wurde er gesetzlich im Jahr 1980 auch in den Haushalten vorgeschrieben.

Seit dem Inkrafttreten der NIN 2005 kann der obige Artikel 1:1 auch für CH-Vorschriften übernommen werden.

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SchuKo

230 V~ Steckdose

Herkömmlicher Schuko-Stecker

Schuko-Stecker nach CEE 7/7

SchuKo ist ein Akronym für Schutz-Kontakt und bezeichnet ein System von Steckern und Steckdosen, das in Europa sehr verbreitet ist. International ist dieses System auch als Stecker-Typ F bekannt und teilweise kompatibel mit dem „französischen“ System namens Stecker-Typ E (siehe auch Länderübersicht Steckertypen, Netzspannungen und -frequenzen).

Aufbau

Wesentlich ist, dass ein dritter Pol, der Schutzkontakt, an Steckern und Buchsen zu finden ist. Dieser sollte vorauseilend sein, das heißt, eine leitende (Schutz-)Verbindung (Schutzleiter) herstellen, bevor die Strom führenden Leitungen Kontakt bekommen. Beim Schuko-Stecker wird dies über Kontaktflächen an der Steckerseite und die charakteristischen Kontaktfedern der Dose sichergestellt.

Verkabelung

Zur Verkabelung wird ein dreiadriges Kabel verwendet, ein Außen- und ein Neutralleiter zuzüglich des geerdeten Schutzleiters. Strom leitende Materialien am Gehäuse müssen mit dem Schutzleiter verbunden werden. Ist das Gerät im Innern besonders isoliert, kann auf die Schutzleiter-Anbindung verzichtet werden – dann ist allerdings statt des Schukosteckers der Eurostecker zu verwenden. Die Benutzung eines Schukosteckers ohne Schutzleiterverkabelung ist verboten.

Spannung und Strom

Der Zusammenhang von Spannung, Frequenz und Stecksystem ist meist ein ungeschriebenes Gesetz. Unter Schuko geht man davon aus, dass es eine Spannung von 220 V bis 240 V (Mittelwert: 230 V) bei 50 Hz zur Verfügung stellt. Die Stecker, Dosen und Verlängerungsleitungen sind in der Regel auf 16 A Dauerstrom ausgelegt, was bei 230 V einer Leistung von 3680 W entspricht. Damit ist dieses System deutlich leistungsfähiger als das auf 110 V basierende US-Blattsteckersystem (Stecker-Typ A bzw. B).

Kompatibilität

Das "französische" 2P+T-System (Stecker-Typ E) ist trotz der elektrischen Kompatibilität mechanisch inkompatibel zum Schuko-System, da die Erdkontaktfedern der Steckdosen die französischen Stecker und der französische Erdungszapfen den Schuko-Stecker behindern. Deshalb wurde das allgemeinere CEE 7/7-System entwickelt. Es handelt sich dabei um eine Art von Steckern, die beide Schutzsysteme mechanisch vereinen. Sie haben Federn für den französischen Erdungszapfen und Kontaktflächen für die Erdkontaktfedern des Schuko-Systems.

Daneben gibt es noch das Gost-7396-System, eine Schuko-Variante, die sich durch einen geringeren Durchmesser der stromführenden Stifte auszeichnet und in einigen osteuropäischen Ländern sowie Teilen Russlands zum Einsatz kommt.

Vom CEE-7/7-System existiert eine Variante ohne Schutzkontakte, der sogenannte Konturenstecker. Der Stecker hat die gleiche Grundfläche, ist aber nicht so tief und hat passende Ausschnitte für beide Schutzkontaktsysteme. Dieser Stecker kommt häufig bei schutzisolierten Geräten wie Staubsaugern oder Haartrocknern zum Einsatz, deren Leistungsaufnahme höher als 2,5 A ist und somit im Anwendungsbereich des Eurosteckers nicht mehr zugelassen ist.

Der Eurostecker nach CEE 7/16 ist eine minimalistische, schuko-kompatible Steckervariante ohne Schutzkontakt. Bei ihm sind die Stromkontakte weiterhin im gleichen Abstand, aber dünner. Durch die dünneren Kontakte passt dieser Stecker auch in alten italienischen oder spanischen Steckdosen. Durch die flache Bauform und die damit weggefallenen Schutzkontakte passt dieser Stecker auch in der Schweiz (Stecker-Typ J) und in Dänemark (Stecker-Typ K). Er kommt bei schutzisolierten Geräten zum Einsatz, allerdings ist er wegen der dünneren Kontakte nicht für leistungsstarke Geräte zugelassen (max. 2,5 A).

Verpolungssicherheit

Das Schuko-System ist nicht verpolungssicher. Außenleiter (auch Phase genannt) und Neutralleiter können durch 180°-Drehung des Steckers getauscht werden.

Als das Schuko-System nach dem 1. Weltkrieg eingeführt wurde, spielte die Polung für die Funktion von Verbrauchern noch keine Rolle. Damals war es noch nicht üblich, einen der beiden stromführenden Leiter als Nullleiter zu erden. Bei der damals vorherrschenden Anschlusstechnik, die heute als IT-Netz bezeichnet wird, lag an beiden stromführenden Leitern eine vergleichbare Wechselspannung gegenüber Erde an, und es war daher nicht sinnvoll zwischen den beiden Leitern zu unterscheiden.

In heutigen Stromverteilnetzen liegt dagegen nur noch auf einem Leiter (Phase) die volle Spannung gegenüber Erde an, während der zweite Leiter (Nullleiter) am Transformator geerdet ist (TN-S-Netz). Daher sind alle neueren Steckernormen, wie etwa das 1962 eingeführte britische System (Stecker-Typ G) oder das 1986 als weltweit einheitliche Lösung vorgeschlagene IEC 60906-1 System, verpolungssicher.

Moderne verpolungssichere Systeme haben gegenüber dem Schuko-System den Vorteil, dass ein Geräteschalter in allen Fällen den stromführenden Leiter (den Außenleiter) abschaltet. Des Weiteren können bei Festlegung des Außenleiters Geräte noch sicherer gemacht werden, zum Beispiel ist sichergestellt, dass sich der Außenleiter stets am Fußkontakt einer Lampenfassung und nicht am einfacher anfassbaren Gewinde befindet. Beim Schukosystem hängt das davon ab, in welche Richtung der Stecker in der Steckdose eingesteckt ist. Wichtig ist ein korrekt angeschlossener Schutzleiter, der im Fehlerfall die Spannung ableiten kann.

Bei Haushaltssteckdosen gibt es beim Anschluss zwei unterschiedliche Wege: Als noch die Bezeichnung R-S-T für die Außenleiter eines Drehstromnetzes üblich war, wurde der Außenleiter überwiegend an den rechten Kontakt angeschlossen, da Außenleiter R=Rechts (oder auch aufgrund der Buchstabenähnlichkeit Phase). Nach Umstellung auf die Bezeichnungen L1-L2-L3 erfolgt der Anschluss in der Regel nach dem Schema Links (Leiter oder L1) an den anderen Kontakt. Da der Stecker auf zwei verschiedende Weisen eingesteckt werden kann, gibt es aber keine verbindliche Vorschrift, die angibt, wo der Außenleiter in Steckdosen angeschlossen werden soll. Jedoch gilt die Empfehlung, die Anschlussart im gleichen Haushalt einheitlich zu halten: Der Außenleiter soll in allen Steckdosen stets rechts oder stets links angeschlossen werden.

Vergleich zu anderen Systemen

Verglichen mit dem noch älteren amerikanischen System, und Systemen ohne Schutzkontakte, galt das Schuko-System viele Jahrzehnte nach seiner Einführung als eines der sichersten Stecksysteme, das sich auszeichnet durch:

• Fingersicherheit (mit normalen Fingern sind keine Kontakte erreichbar)
• vorauseilender Schutzkontakt
• sicherer mechanischer Halt
• gute mechanische Beanspruchbarkeit
• starke stromführende Kontakte (Standard 16 A)

Inzwischen sind aber die Vorteile des Schuko-Systems nicht mehr mit denen moderner Konzepte vergleichbar. Als wesentliche Probleme gelten:

• Fehlen der in modernen TN-Netzen wünschenswerten Verpolungssicherheit
• fehlender Schutz gegen die Berührung mit Drähten (Kindersicherheit)( Kindersicherungen sind jedoch zum Teil verbaut ( Buschjaeger ) oder können als Universalteil nachgekauft werden)
• fehlender Schutz gegen die Benutzung eines Schukosteckers in vielen weltweit üblichen nicht-Schuko Steckdosen, in denen ein Schukostecker ohne Schutzerdung betrieben werden kann
• wesentlich größere Stecker-Abmessungen als heute für eine gute mechanische Beanspruchbarkeit, dank moderner Kunststoff-Spritzgußtechnik, notwendig wäre

Aus diesen Gründen wurde das Schuko-System als europa- oder weltweite Norm abgelehnt, und stattdessen das IEC 60906-1 System als moderner Nachfolger vorgeschlagen.

Erfinder

Albert Büttner, Gründer der Bayerische Elektrozubehör GmbH in Lauf (heute ABL-Sursum GmbH und Co KG), erhielt 1926 das Patent für die Grundidee des SCHUKO-Systems. Das Grundkonzept der Schutzkontakt-Verbindung geht jedoch auf Werner von Siemens zurück.

Verbreitung

Das allgemeinere CEE-7/7-System gehört mit zu den am meisten verbreiteten Stecksystemen der Welt – zumindest was die Menge der Stecker und Steckdosen angeht. Unter anderem folgende Länder setzen als primäres System auf Schuko:

• Deutschland
• Österreich
• Niederlande
• Italien
• Portugal
• Spanien
• Schweden
• Norwegen
• Finnland
• Slowenien
• Afghanistan
• Andorra
• Rumänien
• Vatikanstaat
• San Marino
• Ungarn
• Estland
• Südkorea
• Indonesien
• Island
• Griechenland

Unter anderem diese Länder setzen auf das über CEE 7/7 kompatible, „französische“ System:

• Frankreich
• Belgien
• Polen
• Monaco
• Tunesien
• Tschechien
• Slowakei
• viele ehemalige französische Kolonien

Diese europäischen Länder haben eigene, mechanisch inkompatible Systeme:

• Großbritannien : Stecker-Typ G
• Irland : Stecker-Typ G
• Schweiz : Stecker-Typ J
• Dänemark : Stecker-Typ K

Prüfung, Zulassung, Zertifizierung

In den jeweiligen Ländern, die den Schuko- bzw. CEE-7/7-Stecker verwenden, gibt es staatliche Organisationen und Vereine, die die Prüfung, Zulassung und Zertifizierung dieser Stecker und Systeme durchführen. Diese Einrichtungen übernehmen generell die Zertifizierung von elektrischen Geräten und Installationsmaterial und garantieren damit ein gleich bleibendes Sicherheitsniveau. In Europa übernehmen dies folgende Gesellschaften:

Da die Zertifizierung freiwillig und teuer ist, verzichten viele Hersteller auf die Zertifizierung in allen Ländern. Dank europäischer Liberalisierung darf allerdings inzwischen auch nicht zertifizertes Gerät zum Einsatz kommen. Die Zertifizierungen gelten untereinander als weitgehend gleichwertig und dem Endverbraucher kann der Aufdruck daher egal sein, solange wenigstens einer drauf ist.

Besonderheiten

In sicherheitskritischen Bereichen wie Krankenhäusern kommen Steckdosen in erkennbar verschiedenen Farben zum Einsatz. Es gibt dafür zwar keine Norm, doch lässt sich in der Regel folgendes festmachen:

Kennzeichnung von Steckdosen

Im Werkstattbereich kennzeichnen rote Steckdosen oft einen bewusst fehlenden Schutzleiter und galvanische Trennung vom restlichen Stromnetz, z. B. über einen Trenntransformator.

Normen

• DIN 49440/441
• CEE 7/4 (ohne Rezeptor für Stecker-Typ E, französisches System )
• CEE 7/7 (mit Rezeptor für Stecker-Typ E, französisches System )

Warenzeichen

Der Name SCHUKO ist ein eingetragenes Warenzeichen einiger Stecker- und Steckdosenhersteller. Das Warenzeichen SCHUKO wird geschützt vom SCHUKO-Warenzeichenverband.

Der Name Schuko ist weiter ein eingetragenes Warenzeichen der Schuko Heinz Schulte-Südhoff GmbH in Bad Laer, die Absaug- und Filteranlagen für die Holz-, Papier- und Kunststoffverarbeitung herstellt.

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Schleifenwiderstand

Die Messung des Schleifenwiderstandes erfolgt mit entsprechenden Messgeräten. Sie ist besonders in TN-Netzen von großer Bedeutung. Hierbei wird der Widerstand der Schleife gemessen, die von der Stromquelle über den Aussenleiter und wieder zurück über den Schutzleiter fließt. Bei der Messung des Schleifenwiderstandes wird die Differenz der Spannungen bei unbelastetem und bei belastetem Netz ermittelt und durch den Belastungsstrom Ibel dividiert. Hierbei gilt: Zs = (Uunbel - Ubel )/ Ibel .

Über den Schleifenwiderstand wird der Abschaltstrom berechnet, der bei einem Körperschluß des Aussenleiters das Abschalten der Schutzeinrichtung innerhalb der vorgeschriebenen Zeit sicherstellt.

Die Kennwerte der Schutzeinrichtung (z.B. Sicherung) und die Querschnitte der Leiter müssen so dimensioniert werden, daß bei Auftreten eines Fehlers mit vernachlässigbarer Impedanz (Scheinwiderstand) zwischen einem Aussenleiter und einem Schutzleiter oder einem damit verbundenen Körper an einer beliebigen Stelle der Anlage, die automatische Abschaltung innerhalb der festgelegten Zeit erfolgt.

Ist der Schleifenwiderstand Zs bekannt, so läßt sich daraus leicht der Kurzschlußstrom Ik berechnen. Es gilt: Kurzschlußstrom Ik ist gleich Netz-Nennspannung Uo dividiert durch den Schleifenwiderstand Zs . ( Ik = Uo / Zs ).

Dieser Forderung ist entsprochen, wenn die Bedingung Zs * Ia < Uo erfüllt ist.
In dieser Formel bedeuten:
Zs = Impedanz der Fehlerschleife,
Ia = Strom, der das automatische Abschalten bewirkt
Uo = Nennspannungs-Effektivwert gegen Erde

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