Ausschaltung in der Installationstechnik
Die Ausschaltung ist die einfachste und zugleich eine der wichtigsten Schaltungen in der Gebäudeinstallationstechnik. Sie wird verwendet, um eine einzelne Leuchte mit genau einem Schalter ein- und auszuschalten. Jede angehende Elektrofachkraft sollte den Aufbau, die Funktionsweise und die Verdrahtung dieser Schaltung sicher beherrschen.
Bei der Ausschaltung wird ausschließlich die Phase (L) geschaltet. Das bedeutet: Der Schalter unterbricht oder verbindet die Phase in Reihe zur Leuchte. Der Neutralleiter (N) und der Schutzleiter (PE) werden nicht geschaltet, sondern direkt zur Leuchte geführt. Dadurch ist sichergestellt, dass die Leuchte im ausgeschalteten Zustand möglichst spannungsfrei ist.
In der Praxis findet man die Ausschaltung in nahezu jedem Raum mit einer einzelnen Deckenleuchte, die über einen einfachen Lichtschalter neben der Tür bedient wird. Sie ist damit eine der ersten Schaltungen, die in der Ausbildung gezeichnet, analysiert und praktisch verdrahtet wird.
Auch wenn die Ausschaltung auf den ersten Blick sehr einfach wirkt, bietet sie viele wichtige Lerninhalte: richtige Leiterzuordnung, Aderfarben, Schutzmaßnahmen, Schaltbilder und das Verständnis des Stromkreises. Fehler in dieser grundlegenden Schaltung können später zu Fehlfunktionen oder sogar Gefährdungen führen.
Ein gutes Verständnis der Ausschaltung ist außerdem Voraussetzung, um komplexere Lichtschaltungen wie Wechselschaltungen, Kreuzschaltungen oder Tasterschaltungen zu verstehen. Wer hier sicher ist, kann spätere Erweiterungen deutlich leichter nachvollziehen.
Grundprinzip und Stromkreis der Ausschaltung
Die Ausschaltung ist eine einfache Stromkreisvariante: Die Spannungsquelle versorgt eine Leuchte, und ein Schalter wird in Reihe in die Phase geschaltet. Öffnet der Schalter den Stromkreis, fließt kein Strom und die Leuchte bleibt aus. Schließt der Schalter den Stromkreis, kann Strom fließen und die Leuchte leuchtet.
Im geschlossenen Zustand bildet sich der komplette Stromkreis: Von der Phase der Spannungsquelle (L) über den Schalter, weiter über die Leuchte, zurück über den Neutralleiter (N) zur Spannungsquelle. Der Schutzleiter (PE) ist mit leitfähigen Gehäuseteilen verbunden und dient nur dem Schutz im Fehlerfall, nicht dem normalen Betriebsstrom.
Wichtig ist, dass der Schalter immer in der Phase liegt. Würde stattdessen der Neutralleiter geschaltet, könnte die Leuchte zwar ausgehen, aber trotzdem unter Spannung stehen. Das ist aus sicherheitstechnischer Sicht unzulässig, da bei geöffnetem Schalter noch gefährliche Spannung an Bauteilen und Klemmen anliegen kann.
Typische Spannungen in der Installationstechnik sind 230 V Wechselspannung in Haushalten und Büros. Die Ausschaltung ist dabei für einen einzelnen Stromkreis mit einem Verbraucher ausgelegt. Die Stromstärke hängt von der Leistung der angeschlossenen Leuchte ab.
In Schaltplänen wird die Ausschaltung als einfacher Schalter in Serie zur Leuchte dargestellt. Die grafische Darstellung hilft, das Reihenverhältnis von Schalter und Leuchte sowie die Zuordnung von L, N und PE zu verstehen.
Strom im Stromkreis: I = P / U Der Strom durch die Leuchte ergibt sich aus der Leistung P (z. B. 60 W) und der Spannung U (z. B. 230 V). Einheit von I ist Ampere (A).
Leistung der Leuchte: P = U · I Die elektrische Leistung P (Watt, W) ergibt sich aus dem Produkt von Spannung U (Volt, V) und Strom I (Ampere, A).
Sicherheitsreserve: ISicherung > ILast Die Sicherung oder der Leitungsschutzschalter muss für einen höheren Strom als der Betriebsstrom der Leuchte ausgelegt sein, jedoch nicht zu hoch, um Leitungsschutz zu gewährleisten.
In Haushaltsschaltungen sind typische Lampenleistungen heute wegen LED-Technik oft zwischen 5 und 20 W, früher bei Glühlampen eher 40–100 W. Dadurch sind die Ströme relativ gering, aber Schutzmaßnahmen bleiben trotzdem wichtig. Schalter werden meist für 10 A oder 16 A ausgelegt, um auch höhere Lasten sicher schalten zu können.
Auch bei der einfachen Ausschaltung liegen typischerweise 230 V AC an. Spannungen über 50 V AC sind potenziell gefährlich. Vor Arbeiten an der Installation müssen immer die fünf Sicherheitsregeln beachtet werden: Freischalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit feststellen, Erden und Kurzschließen (bei Hochspannung), benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken.
Eine Leuchte mit 60 W Leistung wird über eine Ausschaltung an 230 V betrieben. Berechne den Betriebsstrom der Leuchte.
Gegeben: P = 60 W, U = 230 V. Gesucht: I. Formel: I = P / U = 60 W / 230 V ≈ 0,261 A. Der Betriebsstrom beträgt also etwa 0,26 A.
Aderfarben, Leiter und Zuordnung
Die richtige Zuordnung der Leiter ist ein zentraler Bestandteil der Installationstechnik. Bei der Ausschaltung werden Phase, Neutralleiter und Schutzleiter nach normgerechten Aderfarben geführt. Dies erleichtert die Fehlersuche, erhöht die Sicherheit und sorgt für eine einheitliche Dokumentation.
Die Phase (L) führt im Normalbetrieb die Spannung. Sie wird üblicherweise in den Farben braun, schwarz oder grau ausgeführt. Die geschaltete Phase (L’) ist ebenfalls meist braun oder schwarz, muss aber eindeutig als geschaltete Phase erkennbar sein, z. B. durch Beschriftung in der Dose oder im Plan.
Der Neutralleiter (N) ist in der Farbe blau kodiert. Er wird nicht geschaltet, sondern direkt von der Verteilung bzw. Abzweigdose zur Leuchte geführt. Er dient dem Rückfluss des Betriebsstroms zur Spannungsquelle.
Der Schutzleiter (PE) ist grün-gelb und darf in keiner anderen Funktion verwendet werden. Er verbindet berührbare, leitfähige Gehäuseteile mit dem Schutzpotenzialausgleich und sorgt im Fehlerfall dafür, dass Sicherungen oder Leitungsschutzschalter schnell auslösen.
In der Abzweigdose werden die Adern so verbunden, dass L zum Schalter geführt wird, dort geschaltet wird und als L’ zurück zur Dose kommt. Von dort aus wird L’ zur Leuchte geführt. N und PE werden durchverbunden und gehen direkt zur Leuchte.
Leiterkennzeichnung (vereinfachte Übersicht):
L: aktiver Leiter, führt Spannung → braun/schwarz/grau
L’: geschaltete Phase → braun/schwarz (gekennzeichnet)
N: Neutralleiter → blau
PE: Schutzleiter → grün-gelb
Frühere Installationen nutzten teilweise andere Farbkennzeichnungen (z. B. grau für N). Bei Altanlagen muss deshalb besonders sorgfältig gemessen werden, anstatt sich nur auf die Farben zu verlassen. Moderne Installationen sollten immer nach aktuellen Normen ausgeführt und eindeutig dokumentiert werden.
Falsche Zuordnung von Leitern kann zu gefährlichen Situationen führen. Wird z. B. der Neutralleiter statt der Phase geschaltet, kann die Leuchte bei geöffnetem Schalter trotzdem noch unter Spannung stehen. Außerdem darf der Schutzleiter niemals als Neutralleiter oder als geschaltete Phase missbraucht werden.
Nenne die normgerechten Aderfarben für Phase, Neutralleiter und Schutzleiter in einer Niederspannungsinstallation.
Phase (L): braun, schwarz oder grau Neutralleiter (N): blau Schutzleiter (PE): grün-gelb.
Schaltbild, Installationsplan und Funktionsdarstellung
Um die Ausschaltung zu planen und zu dokumentieren, werden verschiedene Darstellungsformen verwendet: das einfache Stromlaufschema, das Installationsschema und der Grundrissplan mit Schaltsymbolen. Alle zeigen denselben Zusammenhang, aber aus unterschiedlicher Perspektive.
Im Stromlaufschema wird der Stromweg abstrakt dargestellt: von der Quelle über Schalter und Leuchte wieder zurück. Hier sieht man sehr gut die Reihenschaltung von Schalter und Leuchte in der Phase.
Im Installationsschema werden zusätzlich die tatsächlichen Leitungsverläufe, Klemmen und Abzweigdosen gezeigt. Diese Darstellung ist für die praktische Verdrahtung besonders hilfreich, da sie zeigt, welche Adern in welcher Dose miteinander verbunden werden.
Im Grundrissplan werden nur Symbole von Schaltern und Leuchten an ihren räumlichen Positionen gezeichnet. Pfeile oder Linien zeigen, welcher Schalter welche Leuchte schaltet. Hier ist das Ziel die Übersicht im Gebäude, nicht die Detailverdrahtung.
Für Lernende ist es wichtig, zwischen diesen Darstellungsformen wechseln zu können: vom abstrakten Schaltbild zur praktischen Verdrahtung, und vom räumlichen Grundriss zur technischen Ausführung.
Obwohl in Schaltbildern der Ausschaltung meist keine komplexen Formeln verwendet werden, bleiben die Grundzusammenhänge gültig: Die Leuchte bildet mit der Versorgung einen geschlossenen Stromkreis, der durch den Schalter geöffnet oder geschlossen werden kann. Es gelten weiterhin Ohmsches Gesetz und Leistungsformeln für die angeschlossene Last.
Schaltsymbole für Schalter und Leuchten sind in Normen festgelegt. Ein einfacher Ausschalter wird häufig mit einem Schaltsymbol mit einem Schrägstrich dargestellt, während Leuchten als Lampensymbol oder als Leuchtensymbol mit Zusatzkennzeichnung für Art und Montage dargestellt werden.
Unklare oder fehlerhafte Pläne können zu gefährlichen Installationen führen. Deshalb ist es wichtig, Pläne sorgfältig zu erstellen, eindeutig zu beschriften und Änderungen zu dokumentieren. Jeder, der später an der Anlage arbeitet, muss sich auf die Pläne verlassen können.
Beschreibe den Unterschied zwischen Stromlaufschema und Installationsschema bei der Ausschaltung.
Im Stromlaufschema wird der Stromweg abstrahiert dargestellt (Quelle – Schalter – Leuchte – zurück). Im Installationsschema werden zusätzlich reale Leitungsverläufe, Klemmen und Abzweigdosen mit Aderzuordnung gezeigt. Das Installationsschema ist näher an der praktischen Verdrahtung.
Praxis, Messung und Fehlersuche
In der Praxis muss die Ausschaltung nicht nur korrekt installiert, sondern auch geprüft und bei Bedarf repariert werden. Dazu gehört das Messen von Spannungen, das Überprüfen der richtigen Zuordnung von L, N und PE sowie die Kontrolle der Funktion des Schalters.
Bei der Spannungsmessung wird zwischen Phase und Neutralleiter die Netzspannung (z. B. 230 V) gemessen, wenn der Schalter geschlossen ist. Ist der Schalter offen, darf an der Leuchte keine Spannung mehr anliegen. Zwischen Phase und Schutzleiter können ebenfalls 230 V anliegen, da der Schutzleiter im Normalfall auf Erdpotenzial liegt.
Defekte in der Ausschaltung zeigen sich typischerweise dadurch, dass die Leuchte nicht mehr schaltet, flackert oder dauernd an- oder ausgeschaltet bleibt. Häufige Ursachen sind lose Klemmen, defekte Schalterkontakte oder falsche Verdrahtung.
Bei der Fehlersuche sollte systematisch vorgegangen werden: Sichtprüfung der Klemmstellen, Spannungsmessungen an Schalter und Leuchte, Durchgangsprüfung der Leiter, Kontrolle der Aderfarben und Zuordnungen mit dem Installationsplan.
Nach jeder Reparatur oder Neuinstallation ist eine Funktionsprüfung mit anschließendem Protokoll nach den geltenden Normen und Vorschriften durchzuführen. Dazu gehören auch Messungen des Isolationswiderstands, der Schleifenimpedanz (bei größeren Anlagen) und die Kontrolle der Schutzmaßnahmen.
Spannungsmessung: U = 230 V (typisch zwischen L und N). Bei geöffnetem Schalter darf an der Leuchte keine volle Netzspannung mehr anliegen. Messgeräte werden immer parallel zum zu messenden Bauteil angeschlossen.
Für Messungen in der Installationstechnik werden meist zweipolige Spannungsprüfer, Installationsprüfgeräte oder Multimeter verwendet. In Ausbildungswerkstätten wird oft mit reduzierter Spannung gearbeitet (z. B. 24 V AC/DC), um das gefahrlose Üben von Schaltungen zu ermöglichen.
Messungen an 230-V-Anlagen dürfen nur von Elektrofachkräften oder unter deren Aufsicht durchgeführt werden. Unsachgemäße Messungen (z. B. falscher Messbereich, falsche Steckbuchse am Messgerät) können zu schweren Verletzungen oder zur Zerstörung des Messgeräts führen.
Die Leuchte in einer Ausschaltung bleibt dunkel. Nenne mindestens zwei mögliche Fehlerursachen.
Mögliche Ursachen: – Schalter defekt oder nicht richtig verdrahtet (Phase nicht geschaltet) – Unterbrechung in der geschalteten Phase (L’) – Neutralleiter nicht zur Leuchte geführt oder Klemme lose – Leuchtmittel defekt.
Aufgaben zur Ausschaltung
Hinweis: Pro Aufgabe können eine oder mehrere Antworten korrekt sein.