Fehlerschutz in elektrischen Anlagen

Fehlerschutz ist eine essenzielle Schutzmaßnahme in elektrischen Anlagen, die dazu dient, Personen und Sachwerte vor den Gefahren elektrischer Fehler zu schützen. Dieser Schutz greift, wenn ein Fehler in der elektrischen Installation auftritt, beispielsweise ein Isolationsfehler, ein Erdschluss oder ein Kurzschluss. Ziel des Fehlerschutzes ist es, gefährliche Berührungsspannungen zu vermeiden und Fehlerströme sicher abzuleiten.

Elektrische Fehler können schwere Unfälle verursachen, wenn Schutzmaßnahmen nicht wirksam sind. Daher ist der Fehlerschutz ein zentraler Bestandteil elektrischer Sicherheitskonzepte und in verschiedenen Normen festgelegt.

Gesetzliche Grundlagen und Normen

Die Anforderungen an den Fehlerschutz sind in nationalen und internationalen Normen festgelegt.
Die wichtigsten Regelwerke sind:

DIN VDE 0100-410 – Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag

DIN VDE 0105-100 – Betrieb elektrischer Anlagen

DIN VDE 0100-530 – Auswahl und Errichtung von Schutzmaßnahmen

DGUV Vorschrift 3 – Unfallverhütungsvorschriften für elektrische Anlagen und
Betriebsmittel

Diese Normen definieren verschiedene Schutzmaßnahmen, die je nach Anwendungsbereich und Betriebsumgebung zum Einsatz kommen müssen.

Arten des Fehlerschutzes

Der Fehlerschutz kann durch verschiedene Maßnahmen realisiert werden. Diese umfassen unter anderem die automatische Abschaltung der Stromversorgung, Schutzisolierung, Schutzkleinspannung und die Fehlerstromüberwachung.

Schutz durch automatische Abschaltung der Stromversorgung

Die häufigste Form des Fehlerschutzes ist die automatische Abschaltung der Stromversorgung,
wenn ein Fehler erkannt wird. Diese Schutzmaßnahme umfasst:

Leitungsschutzschalter (LS-Schalter): Diese unterbrechen den Stromfluss bei Überlast oder Kurzschluss, um Schäden an Leitungen zu verhindern.

Fehlerstromschutzschalter (RCDs): Sie schalten den Stromkreis ab, wenn ein Fehlerstrom
festgestellt wird, z. B. wenn eine Person einen stromführenden Leiter berührt oder ein
Erdschluss auftritt.

Schutz durch Überstromschutzeinrichtungen: Diese begrenzen die Stromstärke, um
Schäden an der Anlage und gefährliche Spannungen zu vermeiden.

Schleifenimpedanzmessung: Diese stellt sicher, dass bei einem Fehler ausreichend hoher
Fehlerstrom fließt, damit der Schutzschalter rechtzeitig auslöst.

Schutz durch Schutzisolierung

Bei elektrischen Betriebsmitteln kann durch eine Schutzisolierung sichergestellt werden, dass
keine gefährlichen Berührungsspannungen entstehen:

Doppelte oder verstärkte Isolierung: Ein Gerät ist durch zwei voneinander unabhängige Isolationsschichten geschützt (Schutzklasse II, erkennbar am Doppelquadrat-Symbol ⬜ ⬜ ).

Isolierte Gehäuse: Elektrische Geräte mit Kunststoffgehäusen verringern das Risiko von Berührungsspannungen.

Vermeidung leitender Teile im Berührungsbereich: Konstruktionen, die keine metallischen Oberflächen aufweisen, reduzieren das Risiko eines elektrischen Schlags.

Schutz durch Schutzkleinspannung (SELV, PELV, FELV)

Schutzkleinspannungssysteme kommen in Bereichen mit erhöhter Gefährdung zum Einsatz,
beispielsweise in Feuchträumen, auf Baustellen oder in der Medizintechnik:

SELV (Safety Extra Low Voltage): Schutzkleinspannung ohne Verbindung zur Erde, die eine besonders hohe Sicherheit bietet.

PELV (Protective Extra Low Voltage): Schutzkleinspannung mit Erdung, die zusätzliche Sicherheit bietet.

FELV (Functional Extra Low Voltage): Funktionale Kleinspannung ohne besondere Schutzmaßnahmen, die in der Praxis jedoch nur unter bestimmten Bedingungen sicher ist.

Schutz durch Fehlerstromüberwachung

Neben den Fehlerstromschutzschaltern (RCDs) gibt es weitere Überwachungsmaßnahmen, um
elektrische Fehler zu erkennen:

Fehlerstrom-Überwachungsgeräte (RCMs): Diese messen kontinuierlich Fehlerströme in der Anlage und geben eine Warnung aus, bevor der Grenzwert erreicht wird.

Isolationsüberwachungsgeräte (IMDs): Besonders wichtig in IT-Netzen (ungeerdete Netze), wo sie Isolationsfehler frühzeitig erkennen.

Differenzstromüberwachung: Überwacht den Differenzstrom zwischen Außenleitern und Neutralleiter, um Fehler in komplexen Anlagen frühzeitig zu identifizieren.

Schutz durch Potentialausgleich und Erdung

Eine effektive Erdung und ein konsequenter Potentialausgleich sind essenziell für den Schutz vor elektrischen Fehlern:

Schutzerdung: Alle leitfähigen Gehäuse von elektrischen Geräten werden mit der Erde verbunden, um Fehlerströme sicher abzuleiten.

Potentialausgleichsschienen: Verhindern Spannungsunterschiede zwischen verschiedenen metallischen Teilen.

Blitzschutzsysteme: Reduzieren die Gefahr von Überspannungen durch Blitzeinschläge.

Schutzmaßnahmen für besondere Anwendungsbereiche

In bestimmten Bereichen sind zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich:

Feuchträume: In Badezimmern, Saunen oder Schwimmbädern sind mindestens IP44- Schutzarten sowie Fehlerstromschutzschalter (max. 30 mA) vorgeschrieben.

Explosionsgefährdete Bereiche: Elektrische Anlagen müssen den ATEX-Richtlinien entsprechen, um Funkenbildung und Explosionen zu verhindern.

Medizinische Einrichtungen: Hier sind besonders niedrige Berührungsspannungen erforderlich, um Patienten zu schützen.

Baustellen: Spezielle Fehlerstromschutzmaßnahmen für Handwerkzeuge und Maschinen sind vorgeschrieben (meist RCDs mit max. 10 mA Auslösestrom).

Wartung und regelmäßige Prüfungen

Fehlerschutzmaßnahmen sind nur dann wirksam, wenn sie regelmäßig überprüft werden. Normative Vorgaben legen fest, wie häufig elektrische Schutzmaßnahmen geprüft werden müssen:

Anwendungsbereich

Wohngebäude

Gewerbe & Bürogebäude

Industrieanlagen

Baustellen & Werkstätten

Medizinische Einrichtungen

Explosionsgefährdete Bereiche

Prüffrist

Alle 4 Jahre

Alle 3 Jahre

Jährlich

Jährlich oderhäufiger

Die Prüfung umfasst:

Messung der Isolationswiderstände

Test der Fehlerstromschutzschalter (RCD-Prüfung)

Überprüfung der Schutzleiterverbindungen

Sichtprüfung auf Beschädigungen und Abnutzung

Eine lückenlose Dokumentation aller Prüfungen ist notwendig, um den ordnungsgemäßen Zustand
der elektrischen Anlagen nachzuweisen.

Fazit zum Fehlerschutz

Fehlerschutz ist eine unverzichtbare Maßnahme für die Sicherheit elektrischer Anlagen. Durch automatische Abschaltungen, Schutzisolierung, Schutzkleinspannung, Fehlerstromüberwachung und Erdungssysteme lassen sich Gefahren durch elektrische Fehler minimieren.
Regelmäßige Prüfungen sind essenziell, um die Schutzmaßnahmen aufrechtzuerhalten und Normen wie DIN VDE 0100-410 und DGUV Vorschrift 3 zu erfüllen. Ein umfassendes Fehlerschutzkonzept schützt Menschen, Sachwerte und Infrastruktur langfristig und reduziert die Risiken im Umgang mit elektrischer Energie.

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