Sicherheitsmaßnahmen im Haushalt

Ein unterirdisch verlegtes Anschlusskabel leitet den Strom vom Kraftwerk ins Haus.

Über den Anschlusskasten und den Sicherungskasten mit dem Zähler führen Leitungen zu Verteilerdosen, wo sie sich zu den Steckdosen und über Schalter z. B. zu Lampen verzweigen. In jede Steckdose führen drei Kabel: der Außenleiter (auch Phase genannt), der Neutralleiter (auch Nullleiter) und der Schutzleiter (mit gelbgrüner Isolierung).

Außen- und Neutralleiter sind über das Hausanschlusskabel mit dem Kraftwerk verbunden. Der Neutralleiter ist auch leitend mit der Erde verbunden; man sagt, er ist geerdet.

Alle Elektrogräte sind parallel geschaltet. Geräte, die besonders starke elektrische Ströme benötigen, z. B. ein Elektroherd, haben meist eigene Zuleitungen und Sicherungen.

Ein Kurzschluss entsteht, wenn sich defekte Zuleitungen zu einem Stecker oder einem Elektrogerät unbeabsichtigt berühren. Es entsteht dann ein sehr großer Strom, der die Drähte und deren Isolierung stark erhitzt. Im schlimmsten Fall schmilzt die Isolierung und das Kabel brennt (Kabelbrand). Sogenannte Sicherungen haben die Aufgabe, bei einem Kurzschluss den elektrischen Stromkreis sofort zu unterbrechen. In Wohnungen verwendet man Sicherungsautomaten. In diesem führt der Strom durch einen Elektromagnet. Bei zu großer Stromstärke löst dieser einen Sperrhaken, und mittels einer gespannten Feder öffnet ein Schalter den Stromkreis.

Geräte mit nicht leitendem Kunststoffgehäuse haben Flachstecker. Sie tragen das Zeichen für „schutzisoliert“:

Hingegen führen Steckdosen und viele Geräte mit Metallgehäuse drei Leitungen und runde Stecker:

Zwei davon sind die zum Betrieb notwendigen Außen- und Neutralleiter. Aufgrund gelöster Kabel im Inneren des Geräts oder Kabel mit durchgescheuerter Isolierung kann das Metallgehäuse mit einem defekten Kabel in Kontakt kommen. Dann besteht Lebensgefahr, denn wer das Gehäuse berührt, schließt durch seinem Körper über die Erde den Stromkreis zwischen Außen- und Neutralleiter.

Deshalb verbindet man das Metallgehäuse durch eine dritte Leitung, den Schutzleiter, direkt mit der Erde. Bei einem Isolationsfehler entsteht sofort ein Kurzschluss, der die Sicherung auslöst.

Eine Sicherung unterbricht den Stromkreis erst ab einer bestimmten Stromstärke und oft erst nach mehreren Sekunden. Bei einer nicht im Schaltplan vorgesehenen leitenden Verbindung zwischen dem Außenleiter und dem Gehäuse eines Elektrogeräts kann man einen Stromschlag bekommen, wenn man das Gehäuse berührt. Die Stromstärke durch den Körper beträgt dabei etwa $150\mathrm{mA}$. Besteht ein solcher Strom länger als $\mathrm{0,4}\mathrm{s}$, ist er mit hoher Wahrscheinlichkeit tödlich. Ein Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schutzschalter) unterbricht den Stromkreis, sobald sich der Strom außer dem vorgesehenen Weg andere Wege sucht. Dazu vergleicht er die Stromstärken in Außen- und Neutralleiter (im Beispiel sind es $150\mathrm{mA}$). Für das Abschalten braucht er nur $\mathrm{0,1}\mathrm{s}$.

Ein Wechselstrom verursacht im menschlichen Körper bei Überschreiten einer bestimmten Stromstärke und Zeitdauer Muskelverkrampfungen entlang des Stromwegs. Die Bewegung der Muskeln werden nämlich durch körpereigene elektrische Ströme vom Gehirn gesteuert. Da die Fehlerströme viel größer als die Steuerströme sind, kann der Mensch die Muskelverkrampfungen nicht selbst lösen. Außerdem regt der Wechselstrom das Herz zu 50 Schlägen pro Sekunde an, während es normalerweise nur etwa einen Impuls pro Sekunde erhält. Bei diesem schnellen Takt pumpt das Herz kein Blut. Dieses Herzkammerflimmern führt nach kurzer Zeit zum Tod durch Herzstillstand.

Äußerliche Verletzungen kommen bei Unfällen mit Haushaltsstrom nur selten vor. Bei Kontakt mit einer Bahnstrom- oder Hochspannungsleitung treten aber sehr starke Verbrennungen und auch Blendungen infolge des entstehenden Lichtbogens auf.