Wie schützen Fehlerstrom-Schutzschalter (GFCIs) Menschen vor elektrischem Schlag?

Ein Fehlerstrom-Schutzschalter (GFCI) schützt Menschen vor elektrischem Schlag, indem er den elektrischen Strom in einem Stromkreis ständig überwacht. Sein Funktionsprinzip ist wie folgt:

1. Überwachung des Stromgleichgewichts: Innerhalb eines GFCI-Geräts gibt es einen Stromtransformator oder ein ähnliches Sensor, der den Strom sowohl im Phasen- (Leiter-) als auch im Neutralleiter gleichzeitig überwacht. Unter normalen Bedingungen sollten die Ströme in diesen beiden Leitern gleich, aber entgegengesetzt gerichtet sein; der in die Last fließende Strom sollte dem zum Stromversorgungsnetz zurückkehrenden Strom entsprechen.

2. Erkennung des Stromungleichgewichts: Wenn ein Erdfehler auftritt, z.B. wenn jemand einen unter Spannung stehenden Teil berührt und der Strom durch die Person zur Erde fließt, fließt ein kleiner Teil des Stroms nicht über den Neutralleiter zurück, sondern sickert zur Erde ab. Dies führt zu einem Ungleichgewicht zwischen den Strömen in Phasen- und Neutralleiter.

3. Schnelle Reaktion: Ein GFCI ist darauf ausgelegt, dieses kleine Ungleichgewicht des Stroms sehr empfindlich zu erkennen, meist im Bereich von 4 bis 6 Milliampere (mA). Sobald ein solcher Stromunterschied erkannt wird, schaltet der GFCI sofort ab, unterbricht die Stromversorgung innerhalb eines extrem kurzen Zeitraums (in der Regel weniger als 0,1 Sekunden), um den potenziell gefährlichen Stromfluss zu stoppen, bevor er einer Person erheblichen Schaden zufügen kann.

4. Bereitstellung von Schutz: Auf diese Weise kann der GFCI den Stromkreis abschalten, bevor eine Person, die Kontakt mit einem unter Spannung stehenden Objekt hat, einen schweren elektrischen Schlag erleidet, wodurch das Risiko und die Schwere des elektrischen Schlags stark reduziert werden.

5. Eignung für feuchte Umgebungen: Da Wasser ein guter Leiter von Elektrizität ist, steigt das Risiko eines elektrischen Schlags, wenn elektrische Geräte in feuchten Umgebungen wie Badezimmern, Küchen oder im Freien verwendet werden. GFCIs sind in solchen Umgebungen besonders nützlich und erhöhen die Sicherheit erheblich.

Zusammenfassend ist ein GFCI ein wichtiges Sicherheitsgerät, das die Stromversorgung vor vollständiger Entwicklung einer gefährlichen Situation zeitgerecht unterbrechen kann und somit Personen effektiv vor potenziell tödlichen oder schweren elektrischen Schlägen schützt. Sie werden in Wohnungen, Gewerbe- und Industrieumgebungen, insbesondere in Bereichen, in denen Kontakt mit Wasser oder Erde wahrscheinlich ist, weit verbreitet eingesetzt.