Schutzklassen I, II und III

Die Schutzklasse eines Geräts sagt, mit welchem Mittel es verhindert, dass ein Mensch beim Berühren einen elektrischen Schlag bekommt, wenn die Isolierung im Inneren versagt. Klasse I nutzt dafür den Schutzleiter der Gebäudeinstallation, Klasse II eine doppelte oder verstärkte Isolierung ohne Schutzleiter, Klasse III eine Speisung mit so kleiner Spannung, dass ein Fehler ungefährlich bleibt. Es ist eine Eigenschaft des Geräts, festgelegt beim Bau und ablesbar am Anschluss und am Typenschild.

Ausführliche Erklärung

Hinter allen drei Klassen steht dieselbe Grundidee: Ein Mensch soll nie durch einen einzigen Fehler gefährdet sein. Es gibt deshalb immer zwei Vorkehrungen, die voneinander unabhängig sind. Die erste ist in allen Fällen die Basisisolierung — der Lack, das Gehäuse, der Abstand, der im gesunden Zustand alles Spannungsführende vom Menschen fernhält. Die Klassen unterscheiden sich nur darin, was passiert, wenn diese erste Vorkehrung ausfällt. Genau das ist die zweite Vorkehrung, und sie gibt der Klasse ihren Namen.

Klasse I — der Schutzleiter macht die Arbeit

Bei einem Gerät der Schutzklasse I sind alle berührbaren Metallteile leitend miteinander und mit dem Schutzleiteranschluss verbunden. Legt ein gelöster Draht das Gehäuse auf Netzspannung, fließt ein hoher Strom über den Schutzleiter ab. Die Sicherung im Verteiler löst aus, oder der Fehlerstromschutzschalter tut es; in beiden Fällen ist das Gerät binnen Millisekunden vom Netz. Der Schutz besteht also nicht darin, dass nichts passiert, sondern darin, dass der Fehler sofort abgeschaltet wird.

Daraus folgt die entscheidende Eigenheit dieser Klasse: Ihr Schutz endet nicht am Gerät. Er hängt an einer Gebäudeinstallation, die einen wirksamen Schutzleiter bis zur Steckdose führt. In einer Altanlage ohne durchgehenden Schutzleiter ist ein Klasse-I-Gerät angeschlossen, aber nicht geschützt — dem Gerät sieht man das nicht an, und deshalb gehört der Zustand der Installation in jede Technikraumplanung. Am Gerät erkennbar ist die Klasse am dreipoligen Netzanschluss mit Schutzleiterkontakt; ein eigenes Klassensymbol gibt es nicht, wohl aber das Schutzleiterzeichen an der Anschlussstelle.

In der AV-Technik ist Klasse I der Normalfall bei allem, was ein Metallgehäuse und nennenswerte Leistung hat: Endstufen, Verstärker, Prozessoren, Projektoren, aktive Subwoofer, Netzwerktechnik im Rack. Der Schutzleiter ist dort zugleich der Bezugspunkt, an dem Brummschleifen entstehen — die beiden Themen hängen an derselben Leitung und werden trotzdem verschieden gelöst.

Klasse II — doppelte oder verstärkte Isolierung

Ein Gerät der Schutzklasse II hat keinen Schutzleiteranschluss und braucht keinen. Statt den Fehlerstrom abzuleiten, wird der Fehler konstruktiv unwahrscheinlich gemacht: Zwischen den spannungsführenden Teilen und allem Berührbaren liegen zwei voneinander unabhängige Isolierungen, oder eine einzelne, die so ausgelegt ist, dass sie beide ersetzt. Versagt eine, bleibt die andere.

Erkennbar ist das an zwei Dingen. Auf dem Typenschild steht das Doppelquadrat — ein Quadrat im Quadrat —, und der Netzanschluss ist zweipolig. Beides zusammen ist eine harte Aussage: Ein zweipoliger Anschluss ohne Schutzleiterkontakt bedeutet, dass der Hersteller die Klasse II für dieses Gerät erklärt hat.

Ein Schutzleiter wird an ein solches Gerät nicht nachträglich angeschlossen. Das ist keine Formalie. Die Isolierung ist die Schutzvorkehrung, und eine zusätzliche leitende Verbindung nach außen hebelt die Trennung aus, für die das Gehäuse gebaut wurde. Typische Klasse-II-Geräte im Wohnraum sind Netzteile, Streamer, Fernseher, Quellgeräte in Kunststoffgehäusen und die meisten Kleingeräte mit zweipoligem Kabel.

Klasse III — Schutz durch Kleinspannung

Bei Schutzklasse III kommt der Schutz von der Spannung selbst. Das Gerät wird aus einer Schutzkleinspannung gespeist, die so niedrig liegt, dass eine Berührung auch im Fehlerfall folgenlos bleibt. Es hat weder einen Schutzleiteranschluss noch eine Verbindung zum Netz; das Symbol ist eine Raute mit römisch III.

Hier steckt der häufigste Denkfehler dieser Klasse. Das Gerät ist Klasse III — die Speisung, die davor steht, ist es nicht. Das Steckernetzteil hängt am Netz und ist in aller Regel selbst ein Klasse-II-Gerät. Wer die Kleinspannungsseite als „sicher" abhakt, hat also nur die Hälfte betrachtet; die netzseitige Hälfte gehorcht ihren eigenen Regeln, und sie ist die, in der etwas passieren kann. Wie Grenzwerte für die Gefährlichkeit einer Quelle heute bestimmt werden, klären die Energiequellenklassen.

Für die AV-Planung ist Klasse III die Klasse der Peripherie: Sensoren, Bedienpanels, Kleinspannungs-Steuerungen, viele Geräte mit externem Netzteil.

Was aus der Klasse für das Netzkabel folgt

Die Klasse legt den Anschluss fest, und der Anschluss legt das Kabel fest. Die Normblätter der Kaltgeräte-Reihe kommen deshalb in zwei Familien: Die dreipoligen Blätter — C13/C14 als Normalfall, C19/C20 für größere Ströme — haben einen Schutzleiterkontakt und gehören zu Klasse-I-Geräten. Die zweipoligen Blätter, im Heimbereich vor allem C7/C8, sind Geräten der Schutzklasse II vorbehalten. Welche Blätter es gibt und wie sie zusammengehören, steht beim Kaltgeräteanschluss.

Praktisch heißt das: Am Gerät ist die Frage bereits entschieden, bevor jemand ein Kabel in die Hand nimmt. Ein zweipoliges Kabel passt mechanisch nicht an einen dreipoligen Geräteeingang, und der umgekehrte Fall — ein dreipoliges Kabel an ein Klasse-II-Gerät — kommt gar nicht erst vor, weil das Gerät die passende Buchse nicht hat. Wo trotzdem etwas passt, das nicht passen sollte, ist ein Adapter im Spiel, und der verdient dann die eigentliche Aufmerksamkeit.

Im Rack ist die Folge eine Planungsaufgabe. Die Stromverteilung wird nach Klasse-I-Geräten bemessen, weil deren Schutzleiter über die Verteilerleiste zusammenläuft; ein Klasse-II-Netzteil zwischen lauter dreipoligen Geräten hat dagegen keine Schutzleiterverbindung und liegt signalseitig trotzdem in derselben Kette. Genau an dieser Mischung entstehen die Störbilder, die später niemand mehr zuordnen kann.

Häufiges Missverständnis

„Klasse II ist die höhere und damit die sicherere Klasse." Die römischen Ziffern sehen nach einer Rangfolge aus, und eine solche gibt es nicht. Die drei Klassen beschreiben verschiedene Wege zum selben Sicherheitsniveau, und welcher passt, entscheidet die Bauart des Geräts: Ein Metallgehäuse mit hoher Leistung wird man nicht doppelt isolieren, ein Kunststoffgerät ohne berührbares Metall braucht keinen Schutzleiter. Aus der Ziffer folgt keine Qualitätsaussage.

Der zweite Irrtum betrifft den Schutzleiter und das Brummen. Ein Klasse-I-Gerät, dessen Schutzleiter aufgetrennt wird, ist tatsächlich oft brummfrei — und ist danach ein Gerät ohne zweite Schutzvorkehrung. Der Schutzleiter ist keine Masseleitung, die man nach Gehör beschaltet; er ist die Vorkehrung, die im Fehlerfall den Menschen schützt. Aufgetrennt wird stattdessen der Signalweg, über einen Trennübertrager oder eine gleichwertige Trennung — dieselbe Wirkung auf die Schleife, ohne dass am Schutz etwas verändert wird.

Der dritte betrifft das Kribbeln. Manche Klasse-II-Geräte fühlen sich am Metallgehäuse oder an der Steckerhülse leicht prickelnd an. Das ist meist kein Defekt: Netzfilter enthalten Kondensatoren gegen das Gehäuse, über die ein kleiner Strom fließt, und ohne Schutzleiter stellt sich das Gehäuse dabei auf ein Potential zwischen den Netzleitern ein. Der Strom ist begrenzt und geprüft. Auffällig wird er erst, wenn mehrere solche Geräte über Signalkabel zusammenhängen — dann addieren sich die Ableitströme in einer Leitung, die dafür nie gedacht war.

Nicht zu verwechseln mit

• Schutzart nach IP-Code: beschreibt, wie dicht ein Gehäuse gegen Fremdkörper und Wasser ist, und sagt über den Schutz gegen elektrischen Schlag nichts. Die Namensähnlichkeit im Deutschen ist die eigentliche Fehlerquelle, verstärkt durch die Schreibweise — Schutzklassen mit römischen, Schutzarten mit arabischen Ziffern. Siehe Schutzart.
• Energiequellenklassen ES1, ES2 und ES3: stufen die Quelle nach ihrer Gefährlichkeit ein und stehen damit vor der Frage, die die Schutzklasse beantwortet. Siehe Energiequellenklassen.
• Schutzkleinspannung SELV und PELV: Begriffe der Errichtungsnormung für Stromkreise im Gebäude. Klasse III ist eine Eigenschaft des Geräts und mit ihnen nicht deckungsgleich, auch wenn die Speisung eines Klasse-III-Geräts genau aus einem solchen Stromkreis kommt.
• Erdungsklemme am Plattenspieler: führt die Signalmasse des Tonarms an den Verstärker und hat mit dem Schutzleiter nichts zu tun. Sie schützt gegen Brummen, keinen Menschen.
• Brandschutzklassen: stufen Bauteile und Baustoffe nach ihrem Verhalten im Brandfall ein — dieselbe Vorsilbe, ein anderes Fachgebiet.

In der Planung

Ein Technikraum im Neubau, Rack mit zwei Endstufen und einem Prozessor, dazu ein Streamer mit externem Netzteil und eine aktive Antennenanlage. Nach der Inbetriebnahme brummt es leise über alle Kanäle, und am Rack lässt sich ein Prickeln fühlen, wenn man gleichzeitig die Heizung berührt.

Am Anfang steht eine Bestandsaufnahme: Welche Geräte haben einen Schutzleiter, welche haben keinen, und über welche Wege außer den Signalkabeln hängen sie zusammen? Die Antwort sortiert den Aufbau in zwei Gruppen. Endstufen und Prozessor sind Klasse I und über ihre Schutzleiter am selben Punkt der Verteilung zusammengeführt. Der Streamer läuft über ein Klasse-II-Netzteil ohne Schutzleiter, hängt aber über Cinch an der Kette, und die Antennenleitung bringt einen zweiten Erdbezug von außen mit. Solange das nicht ausgesprochen ist, wird an Kabeln getauscht, ohne dass jemand weiß, welche Verbindung er gerade verändert.

Das Verfahren ergibt sich daraus in fester Reihenfolge. Die Schutzleiter der Klasse-I-Geräte bleiben unangetastet — dort wird nichts verändert, und alles, was ein Auftrennen vorschlägt, scheidet damit aus. Verändert wird der Signalweg: eine galvanische Trennung dort, wo der zweite Erdbezug hereinkommt, also in der Antennenleitung, und eine zweite an der Naht, an der das Klasse-II-Gerät in die Kette geht. Das Prickeln am Gehäuse ist derselbe Befund von der anderen Seite und verschwindet mit der Trennung.

Erst zuletzt kommt das Gerät. Für die Antennenseite ein Mantelstromfilter mit ausreichender Bandbreite für den verwendeten Dienst, für die Signalnaht ein Trennübertrager, dessen Klirr bei tiefen Frequenzen und vollem Pegel angegeben ist. Und für die Verteilung im Rack die Zählung, wie viele Klasse-I-Geräte an derselben Leiste hängen — das ist zugleich die Zahl, mit der der Einschaltstrom gerechnet wird.

Verknüpfte Inhalte

Die naheliegende Verwechslung klärt der Eintrag zur Schutzart, die Anschlussseite der Kaltgeräteanschluss. Wie moderne Gerätesicherheit die Gefährlichkeit einer Quelle einstuft, steht bei den Energiequellenklassen. Für die Störungsseite gehören die Brummschleife und der Trennübertrager im Line-Weg dazu, für die Stromversorgung im Rack das Netzteil der Endstufe und der Einschaltstrom.

Quellen

Die Einteilung in die Klassen 0, I, II und III sowie der Grundsatz zweier unabhängiger Schutzvorkehrungen folgen IEC 61140. Die Symbole — Doppelquadrat für Klasse II, Raute mit römisch III für Klasse III, Schutzleiterzeichen an der Anschlussstelle — sind in IEC 60417 festgelegt. Dass die zweipoligen Normblätter der Kaltgeräte-Reihe ohne Schutzleiterkontakt ausgeführt sind, folgt IEC 60320 und ist im AVITECT-Eintrag zum Kaltgeräteanschluss belegt.