Schleifenimpedanz.(Zs).
Formel · Grenzwerte · Messung · ausführlicher Fachartikel · Maher Zahra · 2026
Die Schleifenimpedanz Zs entscheidet, ob im Fehlerfall genügend Strom fließt, damit der Schutzschalter rechtzeitig auslöst. Dieser Leitfaden erklärt die Fehlerschleife, die Grundformel, die zulässigen Grenzwerte je Schutzorgan sowie das Messverfahren mit dem Installationstester — praxisnah für den österreichischen Ausbildungs- und Fachmarkt.
Inhaltsverzeichnis.
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Warum Zs entscheidend ist.
Ohne ausreichend niedrige Schleifenimpedanz kann der Leitungsschutzschalter im Fehlerfall nicht rechtzeitig auslösen.
Der Schutz durch Automatische Abschaltung der Stromversorgung (ADS) setzt voraus, dass im Fehlerfall — etwa einem Körperschluss auf ein leitfähiges Gehäuse — ein ausreichend hoher Strom fließt, der das vorgeschaltete Schutzorgan innerhalb der geforderten Zeit auslöst.
Wie hoch dieser Fehlerstrom wird, hängt entscheidend von der Schleifenimpedanz Zs ab: dem gesamten Wechselstromwiderstand der Fehlerschleife vom Trafo bis zur Fehlerstelle und zurück zum Sternpunkt.
Hinweis: Der Artikel erklärt die Grundlagen praxisnah für die österreichische Elektroinstallation, ohne Normtexte wörtlich zu übernehmen. Verbindliche Grenzwerte und Auslösekennlinien sind stets der aktuellen OVE E 8101 sowie den Herstellerangaben zu entnehmen.
Was ist die Schleifenimpedanz?
Zs ist der komplexe Wechselstromwiderstand der gesamten Fehlerschleife im Fehlerfall.
Der Begriff Impedanz beschreibt den Wechselstromwiderstand — die Kombination aus ohmschem Widerstand (R) und Blindwiderstand (X, meist induktiv). Angegeben wird sie in Ohm (Ω).
- Zs (Schleifenimpedanz): gesamte Fehlerschleife bis zum Fehlerort, gemessen ab Einspeisung.
- Zi (Netzinnenimpedanz): Anteil vom Trafo bis zur Übergabestelle bzw. Verteilerklemme.
- Zpe (Schutzleiter-Impedanz): Anteil des PE- oder PEN-Leiters vom Fehlerort zurück zum Sternpunkt.
- Zl (Leitungsimpedanz): Anteil des Außenleiters vom Verteiler zum Fehlerort.
Wichtig: Zs ist ein Zahlenwert für den Fehlerfall, nicht der Leitungswiderstand im Normalbetrieb. Er berücksichtigt die tatsächliche Rückschleife über den Schutzleiter.
Die Fehlerschleife im TN-System.
Der Fehlerstrom fließt in einer geschlossenen Schleife — verstehen wir zuerst deren Weg.
In einem TN-System ist der Sternpunkt des speisenden Trafos direkt geerdet. Bei einem Körperschluss (Isolationsfehler zwischen Außenleiter und Gehäuse) fließt der Fehlerstrom über den Schutzleiter (PE) zurück zum Sternpunkt — es entsteht ein Kurzschluss mit metallischer Verbindung.
Die Fehlerschleife besteht aus:
- Sekundärwicklung des Trafos (Spannungsquelle U0)
- Außenleiter vom Trafo bis zum Verteiler (Zi)
- Außenleiter vom Verteiler bis zum Fehlerort (Zl)
- Fehlerstelle (im Idealfall widerstandsloser Kurzschluss)
- Schutzleiter PE vom Fehlerort zurück zum Sternpunkt (Zpe)
In TT-Systemen läuft die Rückschleife über den Erder — der Erdwiderstand ist Teil von Zs, weshalb die reine LS-Abschaltung dort meist nicht ausreicht und ein FI-Schutzschalter zwingend ist. Details im Artikel zu Netzsystemen.
Zs berechnen — die Grundformel.
Vereinfacht ist Zs die Summe aller Impedanzen entlang der Fehlerschleife.
Für eine überschlägige Berechnung nutzt man die ohmschen Anteile der Leitungen:
Mit:
- L — einfache Leitungslänge in m.
- κ — Leitfähigkeit: Cu ≈ 56 m/(Ω·mm²), Al ≈ 35 m/(Ω·mm²).
- A — Leiterquerschnitt in mm².
Für die Fehlerschleife rechnet man Außenleiter + Schutzleiter(bei gleichem Querschnitt entspricht das dem doppelten Leitungswiderstand für die Länge L). Zi liefert der Netzbetreiber oder wird gemessen; typische Werte für den Hausanschluss liegen im Bereich weniger hundert mΩ bis rund 1 Ω.
Fehlerstrom Ik aus Zs.
Sobald Zs bekannt ist, folgt der Fehlerstrom direkt aus dem Ohmschen Gesetz.
Mit U0 = 230 V (Sternspannung zwischen Außenleiter und geerdetem Neutralpunkt in Österreich) ergibt sich der prospektive Kurzschlussstrom der Fehlerschleife.
Damit ein LS-Schalter magnetisch (also praktisch verzögerungsfrei innerhalb von rund 0,1 s) auslöst, muss Ik über dem oberen magnetischen Auslösepunkt liegen — dem Ia-Wert:
- Charakteristik B: Ia ≈ 3 – 5 · In.
- Charakteristik C: Ia ≈ 5 – 10 · In.
- Charakteristik D: Ia ≈ 10 – 20 · In (für Motorstromkreise).
Für die Bewertung im Prüfprotokoll wird meist mit dem oberen Wertgerechnet, damit ein Sicherheitsspielraum entsteht.
Zulässige Zs-Werte.
Aus Ia = U0 / Zs folgt der maximal zulässige Zs-Wert pro Schutzorgan.
Daraus ergeben sich als typische Richtwerte für TN-Systeme bei U0 = 230 V und dem jeweils oberen magnetischen Auslösewert Ia:
| Schutzorgan | Ia (ca.) | Zs,max (ca.) |
|---|---|---|
| B10 | 50 A | 4,6 Ω |
| B13 | 65 A | 3,5 Ω |
| B16 | 80 A | 2,9 Ω |
| B20 | 100 A | 2,3 Ω |
| B25 | 125 A | 1,8 Ω |
| B32 | 160 A | 1,4 Ω |
| C10 | 100 A | 2,3 Ω |
| C13 | 130 A | 1,8 Ω |
| C16 | 160 A | 1,4 Ω |
| C20 | 200 A | 1,15 Ω |
| C25 | 250 A | 0,92 Ω |
| C32 | 320 A | 0,72 Ω |
Werte sind Richtwerte auf Basis der oberen Ia-Grenze. Verbindlich sind die Herstellerdaten und die aktuellen Vorgaben der OVE E 8101 — insbesondere für Anlagen mit U0 ≠ 230 V oder verlängerten Abschaltzeiten in Verteilerstromkreisen.
Abschaltbedingung.
Zs muss klein genug sein, damit die geforderte Abschaltzeit sicher eingehalten wird.
Für Endstromkreise mit einem Nennstrom bis 32 A wird in TN-Systemen typischerweise eine maximale Abschaltzeit von 0,4 s gefordert. Für Verteilerstromkreise und Stromkreise über 32 A gelten häufig längere Zeiten (z. B. 5 s). Nur wenn Ik ≥ Ia ist, wird diese Anforderung eingehalten.
- Ik > Ia: LS-Schalter löst magnetisch aus → Abschaltzeit deutlich unter 0,4 s.
- Ik ≈ Ia: Grenzbereich — sicherheitsmarge zu gering, Zs sollte reduziert werden.
- Ik < Ia: Nur thermische Auslösung, viele Sekunden bis Minuten — nicht zulässig.
In TT-Systemen sowie bei Zusatzschutz für Endstromkreise übernimmt der FI-Schutzschalter (RCD) die schnelle Abschaltung — dort ist die Zs-Anforderung an das LS-Organ deutlich entschärft.
Steckdose B16 in TN-C-S.
Klassischer Wohnbau: 3 × 2,5 mm² Cu, 25 m Länge, Zi = 0,4 Ω.
Gegeben: einphasige Steckdose an B16, Zuleitung 3 × 2,5 mm² Cu, Länge L = 25 m, Zi = 0,4 Ω.
Leitungswiderstand (Außenleiter):
Für die Fehlerschleife kommt der PE mit gleichem Querschnitt hinzu — insgesamt also näherungsweise das Doppelte:
Fehlerstrom:
Erforderlich für B16 (obere Grenze): Ia ≈ 80 A. → Ik ≫ Ia, Abschaltbedingung sicher erfüllt. Zs,max wäre 2,9 Ω — der berechnete Wert liegt weit darunter.
Werkstatt C16, 40 m.
Kompressor-Steckdose mit Charakteristik C16, 5 × 2,5 mm² Cu, 40 m.
Gegeben: C16, 5 × 2,5 mm² Cu, L = 40 m, Zi = 0,3 Ω.
Erforderlich für C16: Ia ≈ 160 A. → Ik > Ia, aber der Sicherheitsspielraum ist deutlich kleiner als bei B-Charakteristik. Zs,max = 1,4 Ω wird eingehalten. Für längere Leitungen ist ein größerer Querschnitt oder ein Wechsel auf B-Charakteristik zu prüfen.
Grenzfall B32, 30 m.
Herdanschluss B32 mit 5 × 4 mm² Cu, 30 m.
Gegeben: B32, 5 × 4 mm² Cu, L = 30 m, Zi = 0,5 Ω.
Erforderlich für B32: Ia ≈ 160 A. → Ik > Ia, Zs,max = 1,4 Ω wird sicher eingehalten. Der Herdanschluss ist normkonform ausgelegt.
Zs messen mit dem Installationstester.
Bei der Erstprüfung und wiederkehrenden Prüfung wird Zs direkt gemessen.
Ein Installationstester (z. B. Metrel, Gossen Metrawatt, Fluke) misst Zs, indem er kurzzeitig einen definierten Prüfstrom zwischen L und PE fließen lässt und den Spannungseinbruch auswertet.
- Messpunkt: möglichst an der Steckdose oder direkt am Verbraucheranschluss — nicht am Verteiler.
- Anzeige: Zs in Ohm sowie Ik in Ampere; viele Geräte zeigen den zulässigen Grenzwert je Schutzorgan direkt an.
- Prüfmodus: mit oder ohne RCD-Auslösung — bei bestehendem FI im Stromkreis den geeigneten Prüfmodus wählen, um Fehlauslösungen zu vermeiden.
- Bewertung: gemessener Zs mit Zs,max des vorgeschalteten Schutzorgans vergleichen; Sicherheitszuschlag (z. B. 20 %) einhalten.
- Protokoll: Messwerte im Prüfprotokoll dokumentieren — Stromkreis, Schutzorgan, Zs, Ik, Ergebnis.
Sicherheitshinweis: Messungen an spannungsführenden Anlagen sind ausschließlich von qualifizierten Elektrofachkräften durchzuführen. Persönliche Schutzausrüstung und die fünf Sicherheitsregeln sind einzuhalten.
Was Zs beeinflusst.
Sieben Faktoren, die Zs vergrößern und damit die Abschaltbedingung verschlechtern.
- Leitungslänge: Doppelte Länge = doppelter Leitungsanteil in Zs.
- Querschnitt: Halber Querschnitt = doppelter Widerstand.
- Leitermaterial: Aluminium hat rund 60 % der Leitfähigkeit von Kupfer.
- PEN- vs. getrennte PE-Verlegung: Ein gemeinsamer PEN reduziert den Rückweg-Widerstand nur, solange er niederohmig ist.
- Klemmstellen und Verbindungen: Lose oder oxidierte Klemmen erhöhen den Widerstand deutlich — häufigste reale Fehlerursache.
- Temperatur: Bei Erwärmung steigt der Widerstand von Kupfer (typischerweise ca. 0,4 % pro Kelvin).
- Netzinnenimpedanz Zi: Abhängig von Trafogröße, Zuleitungslänge und Belastung; kann bei schwachen Netzen dominieren.
Häufige Fehler in der Praxis.
Sechs typische Denkfehler bei der Zs-Bewertung.
- Zs wird ohne den Schutzleiter-Anteil gerechnet — der reale Wert ist dann rund doppelt so hoch.
- Zi wird pauschal mit 0 Ω angenommen — insbesondere an ländlichen Anschlüssen deutlich zu optimistisch.
- Bei C-Charakteristik wird der Ia-Wert wie bei B angesetzt — der zulässige Zs,max ist deutlich strenger.
- Messung erfolgt am Verteiler statt an der Steckdose — die kritische Leitungslänge fehlt.
- Kein Sicherheitszuschlag zwischen gemessenem Zs und zulässigem Grenzwert.
- Zs wird bei FI-geschützten Stromkreisen ignoriert — der FI ist Zusatzschutz, der LS-Schutz muss weiterhin funktionieren.
Häufige Fragen.
Antworten auf häufige Fragen zur Schleifenimpedanz Zs in der Elektroinstallation.
Die Schleifenimpedanz Zs ist der gesamte Wechselstromwiderstand der Fehlerschleife im Fehlerfall — von der Spannungsquelle über den Außenleiter, die Fehlerstelle und den Schutzleiter zurück zum Sternpunkt. Sie bestimmt, wie hoch der Fehlerstrom wird und ob der Schutzschalter rechtzeitig auslöst.
Typische LAP-Prüfungsfragen.
Fragen im Stil von Lehrabschluss- und Meisterprüfungen — mit knappen, sachlichen Antworten.
Was versteht man unter der Schleifenimpedanz Zs?
Den gesamten Wechselstromwiderstand der Fehlerschleife von der Einspeisung über den Außenleiter, die Fehlerstelle und den Schutzleiter zurück zum Sternpunkt.
Wie berechnet sich der Fehlerstrom aus Zs?
Ik = U0 / Zs, mit U0 = 230 V in Österreich.
Welche Bedingung muss für die automatische Abschaltung erfüllt sein?
Ik ≥ Ia — der Fehlerstrom muss den oberen magnetischen Auslösewert des vorgeschalteten Schutzorgans erreichen.
Wie hoch ist Zs,max für einen B16?
Ca. 2,9 Ω, gerechnet mit Ia ≈ 80 A und U0 = 230 V.
Wie hoch ist Zs,max für einen C16?
Ca. 1,4 Ω, gerechnet mit Ia ≈ 160 A und U0 = 230 V.
Warum ist der Zs-Grenzwert bei C-Charakteristik strenger als bei B?
Weil der magnetische Auslösestrom Ia bei C höher liegt (5–10·In statt 3–5·In) — es braucht einen größeren Fehlerstrom und damit ein kleineres Zs.
Wie wird Zs in der Praxis geprüft?
Mit einem Installationstester direkt an der Steckdose oder am Verbraucheranschluss; das Gerät bewertet den Wert automatisch gegen den zulässigen Grenzwert.
Was ist der Unterschied zwischen Zi und Zs?
Zi ist die Netzinnenimpedanz bis zur Übergabe, Zs die vollständige Fehlerschleife bis zum Fehlerort.
Welche Abschaltzeit gilt für Endstromkreise in TN-Systemen bis 32 A?
Typischerweise 0,4 s.
Ersetzt ein FI-Schutzschalter die Zs-Prüfung?
Nein. Der FI ist Zusatzschutz. Der LS-Schutz mit ausreichend niedrigem Zs muss zusätzlich funktionieren.
Das Wichtigste in Kürze.
Die zentralen Aussagen dieses Leitfadens auf einen Blick.
- Zs ist die gesamte Impedanz der Fehlerschleife im Fehlerfall.
- Fehlerstrom: Ik = U0 / Zs (U0 = 230 V in Österreich).
- Abschaltbedingung: Ik ≥ Ia des vorgeschalteten Schutzorgans.
- Zs,max = U0 / Ia — pro Schutzorgan unterschiedlich.
- B-Charakteristik erlaubt höhere Zs-Werte als C oder D.
- Zs wird berechnet und in der Prüfung gemessen — beide Werte sind zu dokumentieren.
- Klemmstellen und Übergangswiderstände sind die häufigste reale Fehlerursache.
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