Was ist ein Erdschluss?

Ein Erdschluss ist eine Art elektrischer Fehler, der auftritt, wenn ein elektrischer Strom von seinem vorgesehenen Weg abweicht und über einen unbeabsichtigten Leiter in die Erde fließt. Dies kann passieren, wenn eine elektrische Leitung beschädigt, freiliegend oder nass ist und mit einem Metallgegenstand, einer Person oder der Erde in Berührung kommt. Ein Erdschluss kann einen Schock, einen Brand oder eine Beschädigung des elektrischen Systems verursachen.

Was ist ein Kurzschluss?

Ein Kurzschluss ist eine andere Art von elektrischem Fehler, der auftritt, wenn ein elektrischer Strom seinen vorgesehenen Weg umgeht und direkt zur Stromquelle fließt. Dies kann passieren, wenn sich zwei Drähte berühren, wodurch ein Pfad mit geringem Widerstand für den Strom entsteht. Ein Kurzschluss kann einen Funken, ein Feuer oder eine Beschädigung der elektrischen Anlage verursachen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Erdschluss und einem Kurzschluss?

Der Hauptunterschied zwischen einem Erdschluss und einem Kurzschluss ist die Richtung des Stromflusses. Bei einem Erdschluss fließt der Strom zur Erde, während bei einem Kurzschluss der Strom zurück zur Stromquelle fließt. Ein weiterer Unterschied ist die potenzielle Gefahr, die von jedem Fehler ausgeht. Ein Erdschluss kann für Menschen und Tiere gefährlicher sein, da sie Teil des Strompfades werden und einen Stromschlag erhalten können. Ein Kurzschluss kann eine größere Gefahr für das elektrische System darstellen, da er eine große Hitze erzeugen und einen Brand verursachen kann.

Wie kann man Erdschlüsse und Kurzschlüsse verhindern?

Der beste Weg, um Erd- und Kurzschlüsse zu vermeiden, ist die Installation und Wartung ordnungsgemäßer elektrischer Leitungen und Geräte. Einige der Geräte, die helfen können, diese Fehler zu vermeiden, sind:

• Fehlerstrom-Schutzschalter (GFCI): Dies sind Geräte, die Erdschlüsse erkennen und den Strom zu dem betroffenen Stromkreis abschalten. Sie werden in der Regel in Steckdosen oder Schutzschaltern installiert, die sich in der Nähe von Wasserquellen befinden, z.B. in Bädern, Küchen, Waschküchen, Garagen und im Freien. FI-Schutzschalter verfügen über Test- und Reset-Tasten, mit denen Sie ihre Funktionsfähigkeit überprüfen und den Strom wiederherstellen können, wenn sie ausgelöst wurden.
• Störlichtbogenunterbrecher (AFCI): Dies sind Geräte, die Lichtbogenfehler erkennen, d.h. Funken oder Blitze, die auftreten, wenn Drähte beschädigt oder lose sind. Lichtbogenfehler können Erdschlüsse oder Kurzschlüsse sowie Brände verursachen. AFCIs werden in der Regel in Schutzschaltern installiert, die die Verkabelung in Schlafzimmern, Wohn- und Esszimmern und anderen Bereichen schützen, in denen Lichtbögen auftreten können. AFCIs verfügen über Test- und Rückstellknöpfe, mit denen Sie ihre Funktionstüchtigkeit überprüfen und die Stromversorgung wiederherstellen können, wenn sie ausgelöst wurden.
• GFCI-Steckdosen: Dies sind Steckdosen, in die ein GFCI eingebaut ist. Sie werden als Ersatz für normale Steckdosen in Bereichen verwendet, in denen FI-Schutzschalter erforderlich oder empfohlen sind. Sie verfügen über Test- und Reset-Tasten, mit denen Sie die Funktionstüchtigkeit überprüfen und den Strom wiederherstellen können, wenn sie ausgelöst wurden.

Wie funktionieren GFCIs?

Ein FI-Schutzschalter überwacht den Stromfluss in einem Stromkreis und vergleicht die Stromstärke, die in ein Gerät fließt und die von einem Gerät zurückkehrt. Unter normalen Bedingungen sollte der Strom ausgeglichen und gleich sein. Wenn jedoch ein Erdschluss vorliegt, z.B. ein ausgefranstes Kabel, das ein Metallobjekt berührt, oder eine Person, die mit einem stromführenden Kabel in Berührung kommt, entweicht ein Teil des Stroms aus dem Stromkreis und nimmt einen alternativen Weg zur Erde. Dadurch entsteht ein Ungleichgewicht im Stromfluss, das der GFCI erkennt und darauf reagiert.

Wenn der FI-Schutzschalter einen Erdschluss erkennt, unterbricht er schnell die Stromzufuhr zum Stromkreis und verhindert so Stromschläge, Brände oder Schäden an den Geräten. Der GFCI kann in nur 1/40 einer Sekunde reagieren, schneller als ein Wimpernschlag. Der FI-Schutzschalter schützt nicht vor Überlastungen, Kurzschlüssen oder Stromschlägen, die zwischen dem heißen und dem neutralen Draht auftreten; dafür sind Sicherungen oder Schutzschalter zuständig. Der GFCI schützt nur vor Stromschlägen, die zwischen dem heißen Draht und der Erde oder zwischen dem neutralen Draht und der Erde auftreten.

Um sicherzustellen, dass der FI-Schutzschalter ordnungsgemäß funktioniert, wird empfohlen, ihn monatlich zu testen, indem Sie die folgenden Schritte ausführen:

- Stecken Sie eine Lampe oder ein anderes Gerät in die GFCI-Steckdose und schalten Sie sie ein.

- Drücken Sie die Testtaste an der GFCI-Steckdose. Der Strom sollte ausfallen und die Lampe oder das Gerät sollte sich ausschalten.

- Drücken Sie die Reset-Taste an der GFCI-Steckdose. Der Strom sollte wieder eingeschaltet werden und die Lampe oder das Gerät sollte sich einschalten.

- Wenn der GFCI nicht wie beschrieben reagiert, ist er möglicherweise defekt und sollte von einem qualifizierten Elektriker ausgetauscht werden.

Wie funktionieren AFCIs?

- Im Gegensatz zu GFCIs, die vor Erdschlüssen schützen, schützen AFCIs vor Lichtbogenfehlern, d.h. vor Funken oder Blitzen, die entstehen, wenn elektrische Drähte oder Kabel beschädigt, ausgefranst, locker oder überhitzt sind. Störlichtbögen können Brände und Stromschläge verursachen, indem sie Materialien in der Nähe entzünden oder einen Weg zu einer Person schaffen, die ein Metallobjekt berührt.

- AFCIs arbeiten, indem sie die charakteristischen Muster von Strom und Spannung erkennen, die auf einen Lichtbogenfehler hinweisen. Sie überwachen den Stromkreis ständig und vergleichen ihn mit einer normalen Wellenform. Wenn sie eine Anomalie erkennen, wie z.B. einen plötzlichen Anstieg oder Abfall von Strom oder Spannung oder ein hochfrequentes Geräusch, unterbrechen sie die Stromversorgung und verhindern, dass der Lichtbogenfehler weiter besteht.

- AFCIs können als Unterbrecher in der Hauptschalttafel oder als Steckdosen in den Wandsteckdosen installiert werden. Sie sind so konzipiert, dass sie nicht nur die Steckdose schützen, in der sie installiert sind, sondern auch den gesamten Abzweigstromkreis, der diesem Punkt nachgeschaltet ist. Nach dem NEC sind AFCIs an den folgenden Stellen erforderlich:

Alle einphasigen 120-Volt-Stromkreise mit 15 und 20 Ampere zur Versorgung von Steckdosen und Geräten in Schlafzimmern, Wohnzimmern, Esszimmern, Familienzimmern, Wohnzimmern, Bibliotheken, Aufenthaltsräumen, Sonnenzimmern, Freizeiträumen, Schränken, Fluren und ähnlichen Räumen oder Bereichen.

Wo sind GFCIs und AFCIs erforderlich?

Der National Electrical Code (NEC) ist eine Reihe von Normen und Vorschriften, die die Installation und Wartung von elektrischen Anlagen in den Vereinigten Staaten regeln. Der NEC legt fest, wo GFCIs und AFCIs erforderlich oder empfohlen sind, um Erdschlüsse und Kurzschlüsse zu verhindern. Nach dem NEC sind FI-Schutzschalter an den folgenden Stellen in den meisten Wohngebäuden erforderlich:

• Alle einphasigen 125-Volt-, 15- und 20-Ampere-Steckdosen, die in Badezimmern, Garagen, Kriechkellern, unvollendeten Kellern, Küchen, Waschküchen, Nassbars, Bootshäusern und im Freien installiert sind.
• Alle einphasigen 125-Volt-, 15- und 20-Ampere-Steckdosen, die innerhalb von 6 Fuß von der Außenkante eines Waschbeckens installiert sind.
• Alle einphasigen 125-Volt-, 15- und 20-Ampere-Steckdosen, die an Orten installiert sind, an denen die Steckdosen nicht leicht zugänglich sind und von einem Zweigstromkreis versorgt werden, der für elektrische Schneeschmelz-, Enteisungs- oder Rohrleitungsheizgeräte bestimmt ist.

Nach dem NEC sind AFCIs in den folgenden Wohnbereichen erforderlich:

• Alle einphasigen 120-Volt-Stromkreise mit 15 und 20 Ampere, die Steckdosen oder Geräte versorgen, die in Küchen, Familienzimmern, Esszimmern, Wohnzimmern, Wohnzimmern, Bibliotheken, Wohnzimmern, Schlafzimmern, Wintergärten, Freizeiträumen, Schränken, Fluren, Waschküchen oder ähnlichen Räumen oder Bereichen installiert sind.
• Alle Abzweigstromkreise, die 120 Volt, einphasig, 15 und 20 Ampere Steckdosen oder Geräte in Wohnheimen versorgen.

Fragen Sie einen Ingenieur

Erdschlüsse und Kurzschlüsse sind häufige Arten von elektrischen Fehlern, die Schocks, Brände und Schäden an der elektrischen Anlage verursachen können. Sie können durch die Installation und Wartung ordnungsgemäßer elektrischer Leitungen und Geräte, wie GFCIs und AFCIs, verhindert werden. Der NEC enthält Richtlinien darüber, wo diese Geräte erforderlich oder empfohlen sind, um Sicherheit und Konformität zu gewährleisten. Wenn Sie diese Richtlinien befolgen, können Sie sich, Ihre Familie und Ihr Eigentum vor den Gefahren von Erdschlüssen und Kurzschlüssen schützen. Um sicher zu sein, dass Sie Ihre Installation geschützt haben, sollten Sie immer einen lizenzierter Ingenieur.