Differenzialschutzschalter: Zweck, Typen, Kennzeichnung + Tipps zur Auswahl

Die Wirkungsweise von Differenzialschutzschaltern basiert auf einem zuverlässigen Schutz vor möglichen Leckströmen. Zum Beispiel bei indirekter Berührung mit stromführenden Teilen oder bei Kurzschluss stromführender Teile mit dem Gehäuse. Der Auswahl einer Schutzeinrichtung sollte mit Bedacht begegnet werden. Stimmen Sie zu?

Wir erklären, wie Sie einen differenziellen automatischen Schutzschalter mit erweiterter Schutzfunktion richtig auswählen. In unserem Artikel werden die Varianten des Geräts, das viele gefährliche Situationen verhindern kann, detailliert beschrieben. Es werden wertvolle Empfehlungen für zukünftige Käufer gegeben.

Funktionsweise des Fehlerstromschutzgeräts

Betrachtet man die Standardkonstruktion eines RCD (RCCB), sind drei Hauptmodule besonders hervorzuheben:

1. Summenstromwandler.
2. Auslöser-Wandler.
3. Blockiervorrichtung der Schaltelemente.

Die stromführenden Leiter der aktuellen Schaltung werden an die Kontakte des Summenstromwandlers angeschlossen. Unter Berücksichtigung des Ohmschen Gesetzes, wonach die Summe aller Ströme null ergibt, wird die magnetische Wirkung der stromführenden Leiter des Wandlers gegenseitig kompensiert.

Es entsteht kein Magnetfeld, das durch Induktion eine Spannung in der Sekundärwicklung des Wandlers hervorrufen würde. Dieser Zustand entspricht den normalen Bedingungen des Stromflusses in der Schaltung.

Gerät RCCB: 1 – Kontakte des Eingangskreises; 2 – Kontakte des Ausgangskreises; 3 – Spannknopf; 4 – Schließkontakte; 5 – Summenstromwandler; 6 – Sekundärwicklung; 7 – Überwachungseinrichtung; 8 – Testknopf; 9 – Testleiter

Die Bildung auch eines geringen Leckstroms stört jedoch dieses Gleichgewicht. Der Kernbereich des Wandlers wird durch ein magnetisches Restfeld beeinflusst. Die Folge ist, dass die Sekundärwicklung eine Spannung abgibt.

Der Auslöser, der die elektrische Größe in eine mechanische Aktion umwandelt, wird auf natürliche Weise betätigt. Danach wird die Blockiervorrichtung des Differenzialstroms ausgelöst.

Diese Schutztechnik zeichnet sich als hochwertig aus, da die Unterbrechung des Stromkreises unabhängig von der Netzspannung oder der Spannung einer Hilfsenergiequelle erfolgt. Dieses Funktionsprinzip garantiert zu 100 % das Auslösen des Schutzes unter allen Umständen.

Die Konstruktion eines jeden Fehlerstrom-Schutzschalters ist in der Regel mit einer Testtaste ausgestattet. Die sogenannte „Prüftaste“ ist speziell an der Vorderseite des Geräts angebracht, damit die Benutzer die Betriebsbereitschaft des Schutzgeräts überprüfen können.

Die Testtaste dient zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Geräts. Üblicherweise wird die Taste nach der ersten Installation und Inbetriebnahme des Geräts sowie im Rahmen der Wartung verwendet.

Wird die Taste „Test“ gedrückt, erzeugt der Mechanismus des Geräts künstlich einen Ableitstrom. In diesem Fall muss das einwandfreie Gerät auslösen. Die Taste „Test“ wird in der Regel unmittelbar nach dem Einbau des Schutzschalters in den Stromkreis bei der ersten Einschaltung verwendet. Danach erfolgt die Prüfung turnusgemäß, etwa einmal pro Quartal.

Arten von Schutzeinrichtungen

Die Vielfalt der automatischen Fehlerstrom-Schutzschalter ist beeindruckend. Dank dieser Vielfalt ergeben sich Möglichkeiten zur Organisation eines effektiven Schutzes in Projekten jeder Art. Betrachten wir einige Beispiele der konstruktiven Ausführung von FI-Schutzschaltern, um alle vorhandenen Vorteile zu bewerten.

Geräte in Standardausführung

Der Hauptzweck von Standardgeräten, zum Beispiel der Baureihen F und FH, ist der Schutz des Bedienpersonals. Direkter/indirekter Kontakt mit spannungsführenden Teilen der Ausrüstung, das Risiko eines Stromschlags – solche Situationen werden auf null reduziert, wenn Schutzschalter der Baureihen F und FH eingesetzt werden.

Ein Gerät aus der Reihe der Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des bekannten Unternehmens ABB, hergestellt in den Baureihen F und FH. Ein Produkt aus der Kategorie der preiswerten, aber durchaus effektiven Produkte.

Optimale Wahl für den Einsatz in Haushalts- und Gewerbeanlagen. Die Geräte bieten auch Brandschutz, wenn bei längerer Einwirkung von Ableitstrom Brandgefahr für Kabel besteht.

Diese Art von Geräten ist für den Einsatz in Wechselstromnetzen mit minimalen Anteilen an Oberschwingungen und ohne Gleichspannung ausgelegt. Der Laststrom beträgt 16 – 63 A, die mechanische Zyklenfestigkeit liegt bei 20000.

Ein weiteres Beispiel für standardmäßige selektive Geräte ist die DS-Serie von ABB. Sie sind für die Installation und den Betrieb in einphasigen Netzwerken ausgelegt. Der Selektivitätsgrundsatz wird in einem Artikel erläutert, den wir Ihnen sehr empfehlen zu lesen.

Der Zweck der Fehlerstrom-Schutzschalter der Baureihe DS ist die Organisation von Schutzschaltungen gegen Überlast und Kurzschluss. Die Module gewährleisten eine zuverlässige Arbeit der Schutzfunktionen bei versehentlicher Berührung von spannungsführenden Leitungen oder Anlagenteilen.

Selektives Schutzgerät – ein Produkt der Firma ABB. Geräte wie die serienmäßigen DS-Module haben sich in der Praxis langfristig einwandfrei bewährt und sind daher gefragt.

Ein besonderes Merkmal der Serienentwicklung DS ist die visuell erkennbare Anzeige, die das Vorhandensein eines Leckstroms signalisiert. Es handelt sich um eine dieser Schutzgerätekonstruktionen, mit der die Möglichkeit besteht, Brände zu verhindern und auf eine Verletzung der elektrischen Isolierung hinzuweisen. Die zulässige Belastung beträgt 6 – 40 A. Die Schaltspielzahl beträgt 20000.

Der «Haushalts»-Fehlerstromschutzschalter der Serie AD, BD – ein Produkt der deutschen Firma «Schneider Electric» – wurde in erster Linie für den Einsatz in häuslichen Stromnetzen entwickelt.

Der Hauptzweck ist die Vermeidung von Stromschlägen für den menschlichen Körper. Darüber hinaus schützt diese Art von Schutzgeräten zuverlässig und schnell elektrische Anlagen, Kabel und Geräte.

Eine Serie von Geräten, die speziell für den Einsatz in Haushalts- (Wohnungs-) Netzen entwickelt wurde. Diese Art von Fehlerstromschutzschaltern wurde vom deutschen Hersteller «Schneider Electric» konzipiert.

Die Empfindlichkeit des Schutzschalters gegenüber direkten (indirekten) Kontakten mit spannungsführenden Teilen elektrischer Betriebsmittel entspricht der Norm (30 mA). Die Standardempfindlichkeit (100 – 300 mA) ist auch für den Fall der Erkennung von Ableitstrom infolge von Bränden gewährleistet. Eine gute Lösung für die Ausstattung von Wohnhäusern und Geschäftsräumen.

Differenzialautomaten als Monoblock

Monoblock-Geräte arbeiten umfassend, und darin liegt ihr Hauptunterschied zu Standardentwicklungen. Sie decken das gesamte Spektrum an Schutzfunktionen ab, die moderne Schutzgeräte bieten sollten. Allerdings bieten auch Geräte in Standardausführung den Benutzern eine breite Funktionalität.

Ein leuchtendes Beispiel für Fehlerstromschutzschalter mit umfassender Funktionalität sind Produkte derselben Firma «Schneider Electric». Insbesondere die Modelle der Serie «Multi» – Lastschalter mit selektiver und unverzögerter Wirkung.

Eine weitere Variante effizienter und zuverlässiger Geräte, die im Rahmen der Projekte mit dem Namen «Multi» entwickelt wurden. Die Geräte verfügen über ein breites Spektrum an Eigenschaften, die Schutzfunktionen gewährleisten.

Die Schutzschalter sind je nach Modell für den Einbau in Verteilungsnetze von Verwaltungs- (Wirtschafts-) Gebäuden von Industrieanlagen vorgesehen.

Diese Fehlerstromschutzschalter unterbrechen die Stromkreise bei Leckströmen von 10 bis 500 mA. Eine konstruktive Besonderheit ist die Einstellmöglichkeit zur Vermeidung von Fehlauslösungen (durch Gewitterentladungen, Durchschlag durch Staubschichten usw.).

Schutz gegen Überspannungsimpulse

Wohl sollte eine separate Gerätekategorie die Konstruktionsentwicklungen wie Sicherungsautomaten umfassen, deren Ausführung einen Schutz gegen impulsartige Überspannungen vorsieht.

In der Regel verfügt diese Geräteart über eine extrem hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine Empfindlichkeitsstufe von 10–30 mA für den Fall einer Auslösung bei Berührung spannungsführender Oberflächen. Dieselben Automaten gewährleisten einen zuverlässigen Schutz der Geräte vor Überströmen.

Geräte, die für den Einsatz in Stromkreisen entwickelt wurden, bei denen das Risiko impulsartiger Überspannungen besteht. Sie zeichnen sich durch eine erweiterte Funktionalität aus.

Der Nennstrombereich liegt hier üblicherweise bei 6–63 A bei Spannungen von 230–440 Volt. Das Schaltvermögen erreicht 4500 A. Konstruktionsbedingt werden sie für den Anschluss über 2 oder 4 Pole hergestellt.

Aus derselben Serie, jedoch etwas modifiziert, erscheinen die Schalter mit der Kennlinie 'A'. Ein anschauliches Beispiel ist die Serie AD12M, bei der eine erweiterte Schutzfunktionalität festzustellen ist. Zu den Ergänzungen gehört die Abschaltung bei Überschreitung der Netzspannung von 265 Volt innerhalb von 0,3 Sekunden.

Es ist auch anzumerken, dass die Geräte mit der Kennlinie 'A' wesentliche Unterschiede zur Ausführung von Differenzialschutzschaltern mit der Kennlinie 'AC' aufweisen. Die erste Variante kann auf einen dauerhaft pulsierenden Differenzialstrom und auf sinusförmigen Strom reagieren.

Mobile Fehlerstromschutzeinrichtungen

Die Industrie (ausländische und einheimische) stellt eine weitere Variante von automatischen Differenzialschaltern in mobiler Bauform her. Es handelt sich also um tragbare Geräte, die durch Differenzialstrom gesteuert werden.

Diese Bauform ist typisch für moderne tragbare Modelle. Mobile Fehlerstromschutzgeräte werden für den Einsatz im Wohnbereich empfohlen.

Diese mobilen Module sind als Miniaturblock ausgeführt, der einfach in eine haushaltsübliche Steckdose gesteckt wird. Dieser Gerätetyp ist jedoch für die Verwendung in Räumen bestimmt, die zur Gruppe der besonders gefährdeten (mit erhöhter Gefahr) gehören.

Diese Geräte werden oft als Zusatzmodule zu bereits vorhandenen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen installiert.

Dieselbe Geräteart in tragbarer Konfiguration wird empfohlen, um im Haushalt Kinder und ältere Menschen zu schützen. Bekanntlich unterscheidet sich der Körperwiderstand junger und alter Organismen etwas vom Körperwiderstand eines Menschen mittleren Alters.

Daher sind tragbare FI-Schutzschalter konstruktiv als Geräte mit einem erhöhten Auslöseschwellwert ausgeführt. Dieser Einstellwert überschreitet normalerweise 10 mA bei Geräten des mobilen Typs nicht.

Tragbare Automaten, zum Beispiel der Serie UZO-DP, werden als optimaler Schutz für privaten städtischen und ländlichen Immobilien – Ferienhäuser, Gartenbauten, Garagen usw. – angesehen.

Kennzeichnung von RCD (RCCB) auf dem Gerätegehäuse

Es ist zu beachten, dass die Gehäusemerkmale (die Kennzeichnungen auf dem Gehäuse) moderner Geräte nahezu vollständige Informationen über die elektromechanischen und thermischen Parameter der Geräte zeigen.

Alle Informationen über die Betriebseigenschaften, den Anwendungsbereich und sogar die optimale Anschlussvariante sind auf dem Gehäuse des Schutzgeräts in Form einer klaren, gut lesbaren Kennzeichnung angebracht

Im Grunde genommen ist es für den Benutzer nicht einmal notwendig, die Begleitdokumentation zu konsultieren, da man bei Kenntnis der Kennzeichnungen alle Informationen durch Lesen der Informationen auf der Frontseite des Gehäuses erhalten kann.

Unter den Kennzeichnungen wird empfohlen, die Grafik zu studieren, die das Verhalten der Automaten in Bezug auf die Betriebsbedingungen zeigt: «A», «B», «AC», «F», die die Empfindlichkeit des Geräts gegenüber Wechsel- und Gleichstrom unterschiedlicher Form bestimmt.

Die abgekürzte Bezeichnung der Geräte spiegelt häufig ihre typische und serienmäßige Zugehörigkeit wider. Zum Beispiel: «AD12M» – Differentialautomat, Seriennummer – 12, modernisiert. Oder so: «VD63» – Differentialschalter, Serie 63.

Allerdings gibt es Modelle (in der Regel importierte), die eine etwas verwirrende Abkürzung haben, sagen wir – FH200. Hier: Symbol F – ist die Serie des Geräts, H – die Gehäusevariante, 200 – die Seriennummer.

Oder ein weiteres Beispiel: ein mit DS abgekürztes Gerät. Das erste Symbol ist ohne «Übersetzung» verständlich – differential. Das zweite gibt die Zugehörigkeit des Geräts zur Kategorie der selektiven Geräte an.

Die Frage der Wahl zwischen Differentialschutzschalter und Fehlerstrom-Schutzschalter erfordert eine detaillierte Untersuchung. Wir empfehlen, sich mit dem Material vertraut zu machen, das ihre Unterschiede, Einsatzbesonderheiten sowie Vor- und Nachteile erläutert.

Wie wählt man ein Fehlerstromschutzgerät aus?

Man wählt Differentialstrom-Schutzeinrichtungen ähnlich aus wie zum Beispiel Leitungsschutzschalter.

Auswahl von UDT. Bei den umfangreichen Informationen, die auf der Frontplatte des Moduls angezeigt werden, können die Geräte ohne Schwierigkeiten direkt am Kaufort ausgewählt werden

Das heißt, die Auswahl erfolgt auf der Grundlage der traditionellen Kriterien für die Auswahl von Elektrogeräten dieser Art:

1. Anwendungszweck.
2. Übereinstimmung mit dem Laststrom.
3. Empfindlichkeitskriterium für die Auslösung.
4. Gehäuseausführung.

Für den Einsatz im gewöhnlichen Haushalt fällt die Wahl normalerweise auf einphasige Geräte mit den Kennlinien „AC“ oder „A“. Für den Gebrauch in Hausstromnetzen von Wohngebäuden ist es besser, Geräte mit einer Empfindlichkeit von 10–30 mA (Berührungsschutz) und 100 mA (Brandschutz und Kurzschluss) zu wählen. Die Gehäuseausführung ist hinsichtlich Montage und Bedienung maximal benutzerfreundlich.

Es ist zu beachten: Ein Fehlerstromschutzschalter wird stets in Reihe mit einem Leitungsschutzschalter montiert. Daher müssen die Stromkennwerte beider Geräte übereinstimmen, oder der Nennstrom des FI-Schalters muss höher sein.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Noch mehr interessante Informationen über die Ausführung, die Typen und die Funktionsweise von FI-Schutzschaltern erhalten Sie im folgenden Video:

Fehlerstromschutzeinrichtungen sind im Grunde Leitungsschutzschalter, die mit einem empfindlichen System zur Erkennung von Stromleckagen ergänzt wurden.

Derartige Geräte müssen zwingend in Stromnetzen installiert werden, deren Ausführung mit dem Risiko eines Kontakts von Personen mit spannungsführenden Teilen verbunden ist. Moderne Schaltungsentwürfe sehen standardmäßig den Einbau von FI-Schutzschaltern vor.

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