Erdungsleiter

Ein Schutzleiter ist ein Leiter, normalerweise aus Kupfer oder Aluminium, der die blanken Metallteile von elektrischen Geräten direkt mit der Erde oder mit einem geerdeten Bezugspunkt im Stromnetz verbindet. Seine Aufgabe ist es, einen sicheren Weg für Fehlerströme bereitzustellen und so eine gefährliche Spannungsaufladung auf Geräterahmen, Schränken und Gehäusen zu verhindern, die Benutzer berühren könnten. Wenn ein Isolationsfehler in einem Motor, Transformator oder Schaltschrank auftritt, ermöglicht der Schutzleiter, dass Strom harmlos in die Erde fließt, anstatt durch den Körper einer Person zu gehen.

Schutzleiter werden nach dem Stromkreis, den sie schützen, dimensioniert. In den USA schreibt das National Electrical Code Mindestleiterquerschnitte basierend auf der Überstromschutzvorrichtung vor: Ein 20-Ampere-Stromkreis benötigt normalerweise 12 AWG Kupfer (oder 10 AWG Aluminium), während eine 100-Ampere-Stromversorgung 8 AWG Kupfer benötigen könnte. Der Leiter muss durchgehend vom Gerät bis zur Haupterdungselektrode verlaufen, die normalerweise ein Kupferstab ist, der in die Erde neben dem Gebäudefundament getrieben wird. In dreiphasigen Industrieanlagen verlaufen Schutzleiter häufig neben oder innerhalb derselben Verrohrung wie die aktiven Leiter.

Schutzleiter unterscheiden sich von Neutralleitern, eine Verwechslung, die echte Gefahren verursacht. Der Neutralleiter führt während des Normalbetriebs Rückstrom; der Schutzleiter führt nur während eines Fehlers Strom. In einem ordnungsgemäß geerdeten System sind Neutral und Schutzleiter nur an einem Punkt verbunden, normalerweise am Hauptanschlusskasten. Eine Verbindung an mehreren Stellen erzeugt gefährliche Parallelwege und kann zu Erdschleifen führen, die Störungen in empfindlichen Stromkreisen verursachen.

Farbkennzeichnung ist entscheidend für die Sicherheit. In Nordamerika müssen Schutzleiter blank sein oder isoliert und grün gefärbt sein oder grün mit gelben Streifen. Dies gilt sowohl für die fest verlegte Elektroinstallation in Wänden als auch für flexible Leitungen an tragbaren Geräten. Die grüne Isolierung selbst bietet keinen Schutz; sie kennzeichnet lediglich den Zweck des Leiters. Ein Schutzleiter, der einen erheblichen Fehlerstrom führt, heizt sich schnell auf, daher ist eine Überdimensionierung bei sicherheitskritischen Anwendungen Standardpraxis.

Korrosion, lockere Anschlussverbindungen und physische Beschädigungen sind die häufigsten Ausfallmechanismen. Wenn ein Schutzleiter korrodiert oder beschädigt ist, verliert das Gerät seinen Fehlerschutz, obwohl die Stromversorgung normal weiterlaufen kann, was die Gefahr unsichtbar macht. Regelmäßige Megohm-Tests mit einem hochspannungs-Isolationsprüfer können die Integrität des Schutzleiters überprüfen. In feuchten oder korrosiven Umgebungen sind größere Leiterquerschnitte und korrosionsbeständige Materialien erforderlich.