Schutzleiter (PE): Definition, Funktion, Farbe, Querschnitt

Der Schutzleiter, kurz PE (Protective Earth), ist ein wesentlicher Bestandteil der Schutzmaßnahmen elektrischer Anlagen. Seine Aufgabe besteht darin, gefährliche Berührungsspannungen im Fehlerfall zu begrenzen beziehungsweise dafür zu sorgen, dass die vorgesehene Schutzeinrichtung rechtzeitig abschalten kann.

Typisches Beispiel ist ein elektrisches Betriebsmittel der Schutzklasse I mit einem leitfähigen Gehäuse. Im normalen Betrieb steht ein solches Gehäuse nicht unter Spannung. Entsteht jedoch ein Isolationsfehler und ein Außenleiter berührt das Gehäuse, steht dieses unter Strom. Ohne geeignete Schutzmaßnahme wie den Schutzleiter, könnte eine gefährliche Berührungsspannung entstehen.

Über den Schutzleiter wird das berührbare leitfähige Gehäuse in die Schutzmaßnahme einbezogen. Im Fehlerfall entsteht dadurch ein Fehlerstrompfad, über den ein ausreichend hoher Fehlerstrom fließen kann, sodass die erforderliche automatische Abschaltung der Stromversorgung erfolgt.

Der Schutzleiter führt deshalb im normalen fehlerfreien Betrieb grundsätzlich keinen Betriebsstrom. Er ist ein Leiter für Schutzzwecke.

Die wesentlichen Anforderungen an Schutzleiter und Erdungsanlagen finden sich insbesondere in der aktuellen DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2024-06 (Teil 5-54: Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter). Sie behandelt Erdungsanlagen, Schutzleiter und den Schutzpotentialausgleich.

Was ist ein Schutzleiter?

Der Schutzleiter (PE) verbindet im elektrisch leitfähige Teile eines elektrischen Betriebsmittels mit dem Schutzleitersystem der elektrischen Anlage. Grundsätzlich muss zwischen verschiedenen Leiterfunktionen unterschieden werden:

Außenleiter (L):
Der Außenleiter führt im normalen Betrieb Spannung gegen Erde und dient der Energieübertragung. Umgangssprachlich wird er auch „Phase“ genannt.

Neutralleiter (N):
Der Neutralleiter ist ein aktiver Leiter und kann im normalen Betrieb Strom führen. Vereinfacht gesagt ist der Neutralleiter der „Rückleiter“, über den Strom vom Betriebsmittel zurück fließt.

Schutzleiter (PE):
Der Schutzleiter ist lediglich eine Schutzmaßnahme und führt im normalen fehlerfreien Betrieb keinen Betriebsstrom.

PEN-Leiter:
Beim PEN sind Schutzleiter- und Neutralleiterin einem gemeinsamen Leiter kombiniert. Ein PEN ist deshalb nicht einfach mit einem normalen PE gleichzusetzen. Gerade die Unterscheidung zwischen N und PE ist wichtig. Beide Leiter können zwar innerhalb der Energieversorgung an bestimmten Punkten miteinander verbunden sein, erfüllen in der Kundenanlage beziehungsweise nach einer Aufteilung eines PEN jedoch unterschiedliche Aufgaben. Wurde ein PEN einmal in PE und N aufgeteilt, dürfen diese nicht mehr zu einem PEN verbunden werden.

Welche Funktion hat der Schutzleiter?

Die Funktion lässt sich am einfachsten anhand eines Betriebsmittels der Schutzklasse I erklären. Nehmen wir beispielsweise eine Waschmaschine mit leitfähigem Gehäuse. Im fehlerfreien Zustand sind die aktiven Teile innerhalb der Waschmaschine gegenüber dem berührbaren Gehäuse isoliert.

Das Metallgehäuse ist mit dem Schutzleiter verbunden. Solange kein Fehler auftritt, fließt über den Schutzleiter kein Strom. Nun tritt ein Isolationsfehler auf: Ein Außenleiter bekommt Kontakt zum Metallgehäuse der Waschmaschine.

Ohne Schutzleiter, könnte am Gehäuse dadurch gegenüber Erde eine gefährliche Spannung anliegen. Berührt eine Person das Gehäuse während sie geerdet ist (zum Beispiel auf dem Fußboden), bekommt sie einen lebensgefährlichen Stromschlag. Jetzt kommt aber der Schutzleiter ins Spiel. Ist dieser angeschlossen, besteht über den Schutzleiter bereits eine niederohmige Verbindung zur Erdungsanlage. Dies sollte bereits zum Auslösen einer Schutzeinrichtung führen (LS-Schalter oder RCD). Ist der Strom dafür nicht groß genug, reduziert der Schutzleiter zumindest die auftretende Berührungsspannung einer Person.

Schutzleiter und automatische Abschaltung

Eine der wichtigsten Schutzmaßnahmen in Niederspannungsanlagen ist die automatische Abschaltung der Stromversorgung. Die grundlegenden Anforderungen zum Schutz gegen elektrischen Schlag enthält DIN VDE 0100-410.

Nach DIN VDE 0100-410 besteht der Schutz gegen elektrischen Schlag nicht nur aus einer einzelnen Schutzmaßnahme. Ein maximaler Schutz wird immer durch eine Kombination mehrerer Schutzmaßnahmen erreicht. Man unterscheidet

• Basisschutz
• Fehlerschutz
• Zusätzlicher Schutz

Der Basisschutz ist vereinfacht gesagt die Isolierung oder Abdeckung. Also das Gehäuse eines Betriebsmittels oder die Isolierung einer Leitung. Der Fehlerschutz soll im Fehlerfall deine zusätzliche Sicherheit bieten. Dazu zählt auch der Schutzleiter. Der zusätzliche Schutz soll eine Abschaltung der Stromversorgung gewährleisten – ein Beispiel für den zusätzlichen Schutz ist ein RCD (Fehlerstromschutzschalter).

Der Schutzleiter sorgt dafür, dass bei einem Gehäuseschluss ein Strom über den Schutzleiter abgfließen kann. Dieser sorgt dafür, dass die automatische Abschaltung greift, entweder ein Leitungsschutzschalter oder ein Fehlerstromschutzschalter.

Welche Farbe hat der Schutzleiter?

Siehe auch: Schutzleiter: Grün-Gelb oder Gelb-Grün – was ist richtig?

Der Schutzleiter ist heute grundsätzlich durch die Zwei-Farben-Kombination Grün-Gelb gekennzeichnet. Die Anforderungen an die Leiterkennzeichnung finden sich unter anderem in DIN VDE 0100-510 und DIN EN 60445 (VDE 0197).

Die Farbe grün-gelb darf niemals für eine andere Funktion als den Schutzleiter verwendet werden. Auch darf dieser niemals in einer anderen Farbe geführt werden. In älteren Anlagen finden sich dagegen auch andere Farben wie Rot für den Schutzleiter. Achtung: Rot wurde teilweise auch für den Außenleiter eingesetzt. Hier sollten nur Elektrofachkräfte mit ausreichend Erfahrung arbeiten.

Schutzleiter bei Geräten der Schutzklasse I

Der Schutzleiter spielt insbesondere bei Betriebsmitteln der Schutzklasse I eine zentrale Rolle. Schutzklasse I Betriebsmittel haben einen Schutzleiteranschluss und haben damit häufig Metallgehäuse. Diese werden über den Schutzleiter mit dem Schutzpotentialausgleich der elektrischen Anlage verbunden.

Typische Beispiele können sein:

• Waschmaschine,
• Kühlschrank,
• Elektroherd,
• bestimmte Leuchten,
• Maschinen mit Metallgehäuse oder
• Wäschetrockner

Bei steckbaren Geräten erfolgt die Verbindung häufig über einen Schutzkontaktstecker.

Ein wichtiger konstruktiver Grundsatz besteht darin, dass der Schutzkontakt beim Einstecken bereits verbunden sein soll, bevor die aktiven Leiter sicher Kontakt erhalten, und beim Herausziehen entsprechend erst nach diesen getrennt wird.

Auch innerhalb eines Gerätes beziehungsweise einer Anschlussleitung darf der Schutzleiter nicht der Leiter sein, der bei einer mechanischen Beanspruchung zuerst abreißt. Deshalb wird der Schutzleiter in flexiblen Anschlussleitungen immer ein Stück länger gelassen (+5mm mindestens).

Weitere Einzelheiten zur Schutzklasse I findest du in unserem Artikel über Schutzklasse I.

Warum haben manche Geräte keinen Schutzleiter?

Nicht jedes elektrische Gerät benötigt einen Schutzleiteranschluss. Typisches Beispiel sind Geräte der Schutzklasse II. Bei ihnen wird der Schutz gegen elektrischen Schlag durch eine doppelte oder verstärkte Isolierung erreicht. Solche Geräte werden auch als schutzisoliert bezeichnet.

Bei einem Betriebsmittel der Schutzklasse II darf deshalb nicht einfach ein vorhandener Schutzleiter mit irgendeinem leitfähigen Teil des Gerätes verbunden werden. DIN VDE 0100-410 enthält für Stromkreise, die Betriebsmittel der Schutzklasse II versorgen, Anforderungen an das Mitführen eines Schutzleiters in der Leitungsanlage. Dieses Thema haben wir bereits ausführlicher im Artikel „Schutzleiteranschluss bei Schutzklasse-II-Betriebsmitteln“ behandelt

Welchen Querschnitt muss ein Schutzleiter haben?

Die Anforderungen für den Schutzleiterquerschnitt finden sich insbesondere in DIN VDE 0100-540, Abschnitt 543. Für Schutzleiter, die aus demselben Werkstoff wie der Außenleiter bestehen, lässt sich die bekannte der Querschnitt folgendermaßen bestimmen:

Das bedeutet beispielsweise:

Außenleiter 1,5 mm² → PE 1,5 mm²

Außenleiter 2,5 mm² → PE 2,5 mm²

Außenleiter 16 mm² → PE 16 mm²

Außenleiter 25 mm² → PE 16 mm²

Außenleiter 50 mm² → PE 25 mm²

Diese Zuordnung entspricht der Tabelle für Mindestquerschnitte nach DIN VDE 0100-540. VDE Verlag

Allerdings darf die Tabelle nicht so verstanden werden, dass damit sämtliche Anforderungen an jeden denkbaren Schutzleiter vollständig abgehandelt wären. Die Norm ermöglicht auch eine rechnerische Dimensionierung. Dabei spielen unter anderem Fehlerstrom, Abschaltzeit, Leiterwerkstoff und thermische Belastbarkeit eine Rolle.

Vereinfacht wird dafür die adiabatische Beziehung verwendet:

S = √(I² × t) / k

mit:

• S = erforderlicher Leiterquerschnitt,
• I = Fehlerstrom,
• t = Abschaltzeit,
• k = Werkstoff- und Isolationsfaktor.

Für typische Installationen ist die tabellarische Zuordnung häufig die wesentlich praktischere Variante. Bei besonderen Anlagen oder abweichenden Bedingungen kann jedoch eine Berechnung erforderlich sein.

Brauche ich einen Schutzleiter für den RCD?

Häufig tauchen Missverständnisse in Bezug auf die Frage Schutzleiter und RCD auf. Der RCD selbst benötigt keinen Schutzleiter. Allerdings bedingt die Schutzmaßnahme, dass ein Schutzleiter vorhanden sein muss. Liegt an einem Gehäuse ein Fehlerstrom an, dann muss dieser Fehlerstrom über den Schutzleiter abfließen können. Dadurch löst der RCD direkt aus, noch bevor ein gefährlicher Körperstrom entsteht.

Würde der Schutzleiter fehlen, entsteht ggf. erst beim Berührunen des Gehäuses ein geschlossener Stromkreis und der RCD löst erst bei einer Körperdurchströmung (Stromschlag) aus. Auch hier reduziert der RCD die Einwirkzeit des Stroms, jedoch nicht die Stromhöhe. Ein gefährlicher Stromschlag ist trotzdem möglich. Auch nach Norm sind RCDs nur in TN-S Systemen mit Schutzleiter zu installieren.

Häufige Fehler beim Schutzleiter

Fehler bei der Installation des Schutzleiters können gefährlich werden. Fehlt der Schutzleiter kann es sein, dass Schutzmaßnahmen wie die Automatische Abschaltung durch RCD nicht funktioniert. Das tükische: Ist der PE unterbrochen, fällt das ohne eine Messung erstmal nicht auf. Die Funktion ist weiter gegeben, lediglich im Fehlerfall wird der fehlende Schutzleiter gefährlich.

Typische schwerwiegende Fehler sind beispielsweise:

• Schutzleiter nicht angeschlossen,
• PE irgendwo in der Anlage unterbrochen,
• Grün-Gelb als Außen- oder Neutralleiter missbraucht,
• Neutralleiter und Schutzleiter unzulässig verbunden (PEN),
• PE und N vertauscht,
• zu geringer Schutzleiterquerschnitt,
• Korrosion an einer Schutzleiterverbindung oder
• Schutzleiter bei Umbauten versehentlich entfernt.

Wie wird der Schutzleiter geprüft?

Nach DIN VDE 0100-600 ist an elektrischen Anlagen eine Erstprüfung durchzuführen. Diese beinhaltet auch die Prüfung des Schutzleiters. Für Wiederholungsprüfungen gilt die VDE 0105-100 und je nach Anlage auch die BetrSV oder DGUV.

Für die Schutzleiterprüfung ist der Schutzleiterwiderstand mit einem geeigneten Messgerät zu messen. Dabei wird die Messleitung mit dem Schutzleiteranschluss (z.b. Gehäuse) des entsprechenden Betriebsmittels verbunden. Die andere Messleitung wird mit der Hauptpotentialausgleichsschiene verbunden und der Widerstand gemessen. Dieser sollte unter 0,3 Ohm liegen, ggf. sind Zuschläge für Leitungslängen zu berücksichtigen.

Häufige Fragen zum Schutzleiter

Was bedeutet PE?

PE steht für Protective Earth und bezeichnet den Schutzleiter. PE ist die übliche Abkürzung für den Schutzleiter.

Welche Farbe hat der Schutzleiter?

Der Schutzleiter wird durch die Zwei-Farben-Kombination Grün-Gelb gekennzeichnet. Diese Kennzeichnung ist für Schutzleiterfunktionen reserviert und darf nicht beliebig für andere Leiter genutzt werden: Farben von Kabel und Leitungen nach VDE 0100-510

Ist Schutzleiter dasselbe wie Erdung?

Nein. Schutzleiter, Erdungsanlage und Schutzpotentialausgleich gehören zwar zum Schutzkonzept einer elektrischen Anlage, sind aber unterschiedliche Begriffe und Funktionen.

Ist der Schutzleiter dasselbe wie der Neutralleiter?

Nein. Der Neutralleiter ist ein aktiver Leiter und kann im normalen Betrieb Strom führen. Der Schutzleiter erfüllt eine Schutzfunktion und führt im normalen, fehlerfreien Betrieb keinen Strom.

Braucht man trotz FI einen Schutzleiter?

Ja! In einer elektrischen Anlage ist der Schutzschalter in jeder Leitung durchgehend mitzuführen und zu verbinden. Auch ein RCD / FI erfüllt seine volle Schutzfunktion nur, wenn ein Schutzleiter vorhanden und angeschlossen ist.

Haben Geräte der Schutzklasse II einen Schutzleiter?

Schutzklasse-II-Geräte verwenden eine doppelte oder verstärkte Isolierung als Schutzmaßnahme und besitzen am Betriebsmittel grundsätzlich keinen Schutzleiteranschluss an berührbaren leitfähigen Teilen.

Welchen Querschnitt muss der Schutzleiter haben?

Nach DIN VDE 0100-540: Bis einschließlich 16 mm² entspricht der PE-Querschnitt dem Außenleiterquerschnitt, zwischen mehr als 16 und einschließlich 35 mm² beträgt er 16 mm² und oberhalb 35 mm² mindestens die Hälfte des Außenleiterquerschnittes.

Fazit

Der Schutzleiter (PE) ist einer der wichtigsten Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen. Er ist immer in der Farbe grün-gelb zu führen und durchgehend in allen fest installierten Leitungen mitzuführen und zu verbinden. Seine Aufgabe ist das verhindern gefährlicher Körperströme beim Auftreten eines Fehlers an einem Betriebsmittel (Fehlerschutz). Die Anforderungen an Erdungsanlagen und Schutzleiter enthält insbesondere die aktuelle DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2024-06.

Ein Schutzleiter ist deshalb nicht einfach „der grün-gelbe Leiter“, sondern ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Schutzkonzeptes einer elektrischen Anlage.

Quellen und Normen

DIN VDE 0100-540 (VDE 0100-540):2024-06 – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Erdungsanlagen und Schutzleiter. Die DKE führt diese Ausgabe als aktuelle Fassung

DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2018-10 – Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag.

DIN VDE 0100-510 (VDE 0100-510) – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Allgemeine Bestimmungen; enthält unter anderem Anforderungen zur Leiterkennzeichnung.

DIN EN 60445 (VDE 0197) – Grund- und Sicherheitsregeln für die Kennzeichnung von Anschlüssen elektrischer Betriebsmittel und angeschlossenen Leiterenden.

DIN VDE 0100-540, Abschnitt 543 – Anforderungen an Schutzleiter und deren Dimensionierung. Die veröffentlichten Fachinformationen des VDE VERLAG zeigen unter anderem die Zuordnung der Schutzleiterquerschnitte in Abhängigkeit vom Außenleiterquerschnitt.

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