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Fehlerstromschutzschalter

06. September 2021 | Allgemein, Verteilerbau in der Praxis

Name:
Der Fehlerstromschutzschalter, auch bekannt als FI-Schalter (Fehler, I = Formelzeichen für Strom), wird von Fachkräften auch oft als RCD (Residual Current Device) bezeichnet.

Geschichte:
Der österreichische Physiker und Prof. Ing. Dr. Phil. Gottfried Biegelmeier, Entwickler bei der Firma Felten & Guilleaume (F&G, Möller, heute Eaton) , hat sich zum Ziel gesetzt, den damaligen Spannungsschutzschalter weiterzuentwickeln.
Durch seine Forschungen und Selbstversuche wurde er in der Elektrobranche bekannt und entwickelte schließlich den Urtyp des heutigen RCD-Schalters.

Funktion:
Der Urtyp des RCD-Schalters (Typ AC) kann sehr einfach erklärt werden.
Der el. Strom fließt im Normalfall von der Phase zum Neutralleiter (einfach Erklärt). Tritt nun ein Fehler auf (bsp. Metallgehäuse einer Waschmaschine), so fließt der Strom von der Phase über das Metallgehäuse und den Schutzleiter zurück zur Erdungsanlage  und umgeht somit den RCD-Schalter.
Der RCD-Schalter prüft immer, ob die Summe aller ein und ausfließenden Ströme null ist. Durch den Stromfluss über den Schutzleiter ist die Summe nicht mehr null und der RCD-Schalter schaltet ab.

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RCD ist nicht gleich RCD!

Am Markt gibt es viele verschiedene RCD-Schalter. Die Funktion ist immer dieselbe. Jedoch ist nicht jeder RCD-Schalter überall einsetzbar.

  • Auslösetyp (Sensibilität)
  • Typ AC
    AC steht für Wechselstrom. Somit erkennt dieser Typ nur Wechselstromfehler zuverlässig. Beim Betrieb von Geräten mit Elektronik ist kein Schutz gegeben. Dieser Typ ist noch sehr häufig verbaut und sollte getauscht werden. In Österreich darf dieser nur noch für rein ohmsche Geräte wie simple Heizungen verwendet werden. Im schlechtesten Fall kann der RCD-Schalter sogar „blind“ werden und gar nicht Auslösen.
    In Mietwohnungen muss der Vermieter bei Mieterwechsel Sorge und Kosten tragen, dass dieser RCD-Schalter getauscht wird.
  • Typ A
    Dieser Typ sollte der Standardschalter sein. Er erkennt zuverlässig pulsierende Gleichströme und ist somit für elektronische Geräte geeignet.
  • Typ B
    Der Typ B RCD-Schalter erkennt geglättete Fehlerströme. Ob dieser RCD-Schalter eingesetzt werden muss, bestimmt oft der Hersteller von Endgeräten. Moderne Waschmaschinen oder Ladegeräte von Elektrofahrzeugen fordern oft solche RCD-Schalter, da hier hohe geglättete Ströme zum Fließen kommen können.
  • Typ B+
    Dieser Typ gleicht dem Typ B RCD-Schalter. Mit dem Zusatz, dass auch hochfrequente Gleichspannungsfehler zuverlässig erkannt werden.
  • Typ EV
    Wird in nächster Zeit auf den Markt kommen. Dabei handelt es sich um spezielle RCD-Schalter für die Elektromobilität und auch PV-Anlagen. Ein Gleichstromfehler von 6mA führt hierbei schon zur Auslösung.
  • Typ F (Typ U)
    Der Typ F RCD-Schalter wird verwendet, wenn Frequenzumformer (Motorregelung) im Spiel sind. Die Funktion gleicht dem Typ A, jedoch kann dieser Typ auch variable Frequenzen erkennen und solche Fehlerströme abschalten. Zusätzlich besteht eine höhere Stoßstromfestigkeit und eine verzögerte Auslösung im Gleichspannungsanteil, da mit Ableitströmen zu rechnen ist.
  • Typ R
    Dieser Typ wird speziell bei Röntgengeräten benötigt, da hier erhöhte Ableitströme auftreten und ein „normaler“ RCD-Schalter ungewollt auslösen würde. Jedoch wird bei modernen Röntgengeräten oft ein Typ B RCD gefordert und somit ist der Typ R nur noch selten anzutreffen.
  • Nennstromvorsicherbar
    Dies ist ein ganz wichtiger Punkt zum Thema RCD-Wahl. Denn nicht alle RCD-Schalter dürfen mit dem angegebenen Nennstrom vorgesichert werden. Mit welchem Betriebsstrom die RCD-Schalter betrieben werden dürfen, steht im Datenblatt. Bei der Firma Eaton sind nennstromvorsicherbare RCD-Schalter mit einem X in der Typennummer gekennzeichnet (zB. PFIM-40/4/003-X/GA).
    Warum so kompliziert?

    Ganz einfach!
    Ein Leitungsschutzschalter oder Sicherungsautomat hat den sogenannten großen Prüfstrom. Dieser sagt aus, dass der Automat den Überstrom von 1×45 * Nennstrom für bis zu einer Strunde führen kann. Bei einer Vorsicherung von 25A * 1,45 ergibt das 36,25A, somit kann ein „normaler“ RCD-Schalter mit der Aufschrift 40A nur mit maximal 25A vorgesichert werden.  Nennstromvorsicherbare RCD-Schalter müssen also tatsächlich mehr als den Nennstrom aushalten.

  • Leuchtenfest
    Ältere RCD-Schalter haben diesen Aufdruck. Das bedeutet, dass diese RCD-Schalter auch für Leuchten mit Vorschaltgerät geeignet waren, da diese erhöhte Ableitströme beim Schalten aufwiesen. Neuere RCD-Schalter sind zumindest kurzzeitverzögert und können somit verwendet werden.

 

  • Auslösecharakteristik G, S
    RCD-Schalter ohne diese Angabe haben keine Verzögerung in der Auslösezeit. Der RCD-Schalter mit dem Zusatz „G“ (in Deutschland oft „K“) ist kurzzeitverzögert, also min. 10ms. Der RCD Schalter mit dem Zusatz „S“ (selektiv) ist langzeitverzögert  also min. 40ms und wird als selektiver RCD-Schalter als Brandschutzmaßnahme oder Fehlerschutz im TT-Netz eingesetzt (zwei RCDs hintereinander).

 

  • Schneeflocke -25°C
    Dieses Symbol gibt an, dass dieser RCD-Schalter im Außenbereich bis zu -25°C sicher funktioniert. Jedoch muss er meistens gegen UV-Einwirkung geschützt werden. Es wird also nur die Temperatur angegeben.
  • I∆N Nennfehlerstrom
    Der Nennfehlerstrom gibt an, in welchem Fehlerstrombereich der RCD-Schalter auslöst. Diese Angabe bezieht sich aber auf reinen sinusförmigen Strom. Bei einer Messung mit pulsierendem Gleichfehlerstrom können auch Werte bis 42mA (30mA RCD) noch in Ordnung sein.

 

  • Testtaste
    Die Testtaste simuliert einen Fehlerstrom. Nach drücken der Testtaste muss der RCD-Schalter auslösen. Dies sollte vom Anlagenbetreiber regelmäßig geprüft werden. (Landwirtschaft monatlich, sonst lt. Herstellerangabe meistens halbjährlich).
    Hierzu bietet sich die Zeitumstellung an, da hier die Uhren sowieso neu gestellt werden müssen.
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