Nagel im Kabel, wann schützt der Schutzleiter

Experiment: Wie gut schützt der der Schutzleiter, wenn das Kabel mit einem Nagel verletzt wird, macht die Schutzleiterpflicht Sinn?

In diesem Beitrag geht es um den gelb-grünen Schutzleiter und wie dieser uns vor Elektrounfällen schützen kann. Dies möchte ich mit einem Experiment demonstrieren, in dem ich verschiedene Kabeltypen durch einen gewöhnlichen Nagel verletze.

Was genau macht der Schutzleiter?

Der Schutzleiter (PE) hat die Drahtfarbe gelb-grün und ist kein aktiver Leiter, da dieser im Normalbetrieb keinen Strom leitet.

Der Schutzleiter wird nicht direkt am Verbraucher angeschlossen, nur etwa mit dem leitenden Gehäuse verbunden, wie etwa bei einer Leuchte, die leitende Teile besitzt.

Der Schutzleiter hat die Aufgabe, Strom im Fehlerfall zurückzuführen. Er wird zum Zweck der elektrischen Sicherheit eingesetzt und muss den Strom in einem Fehlerfall so widerstandsarm ableiten können, dass eine rasche Auslösung der Sicherung herbeigerufen wird.

Man stellt sich am besten eine Leuchte vor, die ein Metallgehäuse besitzt. Etwa eine stabile Stehleuchte oder ähnliches. 

Bei einer Leuchte mit einem leitenden Gehäuse kann es sein, dass durch ein Kabelbruch im Inneren der Leuchte eine Verbindung mit dem gefährliche Aussenleiter entsteht.

In diesem Fall würde das Gehäuse der Stehleuchte unter Strom stehen und eine grosse Gefahr darstellen. Jeder, der diese Leuchte am Gehäuse berührt, kann lebensgefährlich verletzt werden.

Diese Gefahr kann aber durch die Gehäuseverbindung mit dem Schutzleiter gebannt werden. Würde sich der gefährliche Aussenleiter nun mit dem Gehäuse verbinden entsteht ein Kurzschluss, die Sicherung wird sofort ausgelöst.

Ein Kurzschluss entsteht, weil der Aussenleiter den Strom widerstandsarm ableitet, zurück zur Quelle. Es wird sozusagen ein neuer Stromkreis gebildet und der Verbraucher ist der Kurzschluss.

Die Stromstärke, die in diesem Moment durch die Leitung fliesst, wird um ein vielfaches höher als die Sicherung erlaubt, die Sicherung lost folglich sofort aus.

Voraussetzungen das dies klappt, ist eine saubere, widerstandsarme Schutzleiterverbindung und eine funktionierende und korrekt dimensionierte Sicherung.

Dies wird vom ausgebildeten Profi nach der Installation mit einem Installations-Messgerät festgestellt und protokolliert.

Bei älteren Anlagen und vor allem auch ortsveränderlichen Geräten, empfiehlt es sich daher diese vom Elektriker alle paar Jahre durchprüfen zu lassen.

Schutzleiterpflicht in jedem Kabel

Inzwischen muss jedes neu installierte Kabel, welches mit 230/400V Spannung betrieben wird, mit einem Schutzleiter ausgestattet sein.

Dies muss auch der Fall sein, wenn der Anschluss kein Schutzleiter verlangt, wie etwa bei einer Schalterleitung. Der Schutzleiter muss jedoch bei der Verteilung angeschlossen und am anderen Ende isoliert sein.

Das hat den einfachen Grund, dass der Schutzleiter auch im Kabel selbst bei Beschädigung des Kabels einen Kurzschluss auslösen und somit leben retten kann.

Bei Kabelbeschädigungen wie Zerschneiden, Zerquetschen, Verletzen durch Bohrer, Schraube oder Nagel, kann der Schutzleiter die Gefahr drastisch reduzieren.

Das Experiment mit dem Nagel

Ich möchte nun wissen, wie oft der Schutzleiter mich vor einem Stromschlag schützt, wenn ein Kabel durch einen Nagel verletzt wird.

Schaden durch Bohrer oder Schrauben sind in der Regel gravierender, also habe ich mich für den handelsüblichen Nagel entschieden.

Dabei möchte ich anmerken, dass es keine gute Idee ist einen Nagel einfach so in die Wand zu schlagen. Genau so wenig empfehlenswert ist es ein Loch zu bohren oder eine Schraube zu versenken, ohne Vorsicht walten zu lassen

Wo Kabel in der Wand verlegt sind, kann man schlecht erahnen. Es gibt Messgeräte, die Kabel in der Wand detektieren können, aber ein Garant ist diese Messung auf keinen Fall. 

Beim Bohren hat man die besten Chancen. Hier ist es empfehlenswert mit dem Bohrer Millimeter für Millimeter zu vorzudringen und immer wieder zu schauen, ob man etwas erwischen könnte. Auch wenn das etwas länger dauert, lohnt es sich am Ende auf jeden Fall.

Besonders in der Nähe von Schaltern, Steckdosen, Leuchten, Verteilern usw. ist Vorsicht geboten.

Für das Experiment habe ich 3 verschiedene Kabeltypen verwendet, von jedem jeweils 10 Stück.

• 2x1.5 mm²
• 3x1.5 mm²
• 5x1.5 mm²

Jedes einzelne Stück habe ich jeweils leicht versetzt und mit einem Nagel durchschlagen, damit möglichst viele verschiedene Verletzungen am Kabel entstehen. 

Versuch 1: Die alte 2x1.5 mm² Schalterleitung ohne Schutzleiter

Anhand dieser simplen Schalterleitung (Ausschaltung), die es sicherlich noch in sehr vielen Installationen gibt, möchte ich demonstrieren, wie gefährlich die Situation mit dem eingeschlagenen Nagel werden kann.

Auf der Tabelle kann man bei allen Kabeln jeweils die entstandenen Verbindungen durch den Nagel sehen (mit X gekennzeichnet).

Messergebnis:

Bei allen 10 Kabeln hat der eingeschlagene Nagel eine gefährliche Verbindung mit dem Nagel hergestellt, die Sicherung wird nicht durch einen Kurzschluss ausgelöst, der Schutzleiter fehlt. 

Bei Kabel 1 wurde "nur" der Aussenleiter L1 erwischt, das bedeutet aber trotzdem, das der Nagel nach dem Einschlagen unmittelbar unter Strom steht.

Bei Kabel 4 wurde Aussenleiter 2 erwischt, das ist in der Regel der sogenannte Lampendraht. Interessant ist in dieser Situation, dass der Nagel und evtl. der Bilderrahmen nur dann unter Strom steht, wenn das Licht in von diesem Schalter eingeschaltet wurde.

Bei den restlichen Kabeln wird eine Verbindung zwischen L1 und L2 hergestellt, in diesem Fall würde das Licht immer eingeschaltet bleiben. Hier bekommt man wenigsten einen kleinen Hinweis, das etwas nicht stimmt.

Versuch 2: Die 3x1.5 mm² Schalterleitung mit Schutzleiter

Das 3x1.5 mm² Kabel ist hier mit einem Neutralleiter (blau) zu sehen, diese Kabel gibt es aber auch mit einem Aussenleiter L2 anstelle des Neutralleiters.

Interessant ist nun, wie sich der zusätzliche Schutzleiter auf die Sicherheit auswirkt. Die Messung wurde immer durch einem Installationstester mit einer 500V Isolationsmessung ausgeführt.

Messergebnis:

Hier zeigt die Messung einen klaren Unterschied zum 2x1.5 mm² zuvor. Wird eine solche Installationsleitung verletzt, sind bei 10 Fällen nur 2 potentiell gefährlich.

Bei den Resultaten, die mit "Jein" gekennzeichnet sind, kommt es darauf an, wie die 3x1.5 mm² Leitung genutzt wird. Nimmt man die Leitung als Schalterleitung ohne Neutralleiter gibt es 2/10 gefährliche Situationen zu beklagen.

Wird die 3x1.5 mm² jedoch mit Neutralleiter betrieben, etwa als Zuleitung zu einer Steckdose, wird die Sicherung in 10/10 fällen ausgelöst, da der Neutralleiter genau wie der Schutzleiter in Verbindung mit dem Aussenleiter einen rettenden Kurschluss entstehen lässt, sofern er richtig installiert wurde.

Versuch 3: Die 5x1.5 mm² Installationsleitung

Im letzten Versuch geht es um die oft eingesetzte 5x1.5 mm² Installationsleitung mit Schutzleiter, Neutralleiter und drei Aussenleiter. 

Diese Leitung wird sowohl für Drehstrominstallationen, wie auch für viele andere Installationen verwendet, unter anderem auch für Lichtschalterinstallationen.

Messergebnis:

Vorausgesetzt, dass neben dem Schutzleiter, der Neutralleiter immer angeschlossen ist, was bei einem solchen Kabel üblich ist, entsteht in 9/10 Fällen ein rettender Kurzschluss.

Wird das Kabel als Drehstromkabel verwendet, wird in 10/10 Fällen ein rettender Kurzschluss erzeugt.

Fazit: Gute Sache, jedoch lieber mit FI-Schalter

Kabel, die mit Schutzleiter ausgestattet sind, bieten auf jeden Fall einen wesentlich besseren Schutz und somit ist der vorgeschriebene Schutzleiter auf jeden Fall sinnvoll. 

Leitungen ohne Schutzleiter findet man besonders in älteren Bauten, ein nachträgliches Auswechseln der betroffenen Kabel ist wirtschaftlich kaum sinnvoll. 

In diesem Fall sollte man zuerst eine umfassende FI-Schalter Installation durchführen lassen, fall dies nicht schon gemacht wurde. Diese Installation ist einfacher zu realisieren und bietet zudem einen erweiterten Personenschutz.  

Also immer alles zuerst mit FI schützen, man kann es nicht genug oft sagen! 🙂

Externe Links: https://de.wikipedia.org/wiki/Schutzleiter