Fehlerstromschutzschalter für Warmwasserbereiter: Auswahlkriterien + Schaltpläne und Anschlussregeln

Der Anschluss eines elektrisch betriebenen Warmwasserbereiters ist zwingend mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung vorzunehmen. Das Vorhandensein solcher Geräte verhindert einen Stromschlag für Personen und einen Kabelbrand.

Es gibt jedoch viele Modelle von FI-Schutzschaltern für Warmwasserbereiter mit unterschiedlichen Eigenschaften. Das Schutzgerät sollte sachkundig ausgewählt werden, ohne es mit anderen Automaten und Schaltern zu verwechseln.

Wir erklären Ihnen, wie ein FI-Schutzschalter funktioniert, worin die Unterschiede zwischen einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung und einem FI-Schutzschalter mit integriertem Überstromschutz bestehen, welche Parameter bei der Auswahl eines Fehlerstrom-Schutzschalters unbedingt zu beachten sind. Außerdem haben wir einen detaillierten Anschlussplan für den FI-Schutzschalter an den Boiler erstellt und mögliche Installationsfehler aufgezeigt.

Warum ist ein FI-Schutzschalter für den Warmwasserbereiter erforderlich?

Ein Elektroboiler vereint Wasser und elektrischen Strom. Bei kleinsten Defekten am Heizelement führt dies direkt zu Kabelbrand und Stromunfällen. Der Stromversorgungssicherheit des Warmwasserbereiters muss besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Bei ordnungsgemäßer Nutzung erreicht dieses Elektrogerät seine volle Lebensdauer, aber wenn bei der Installation Fehler gemacht werden, können Probleme auftreten, die zu Reparaturen führen.

Ein Mensch wird nicht durch die elektrische Spannung, sondern durch den Strom verletzt – und je höher dieser in Ampere ist, desto größer ist der Schaden für den menschlichen Körper, der mit dem defekten Warmwasserbereiter in Kontakt steht. (+)

Hauptzweck eines FI-Schutzschalters ist die Unterbrechung des Stromkreises einer elektrischen Anlage (ihre Schutzabschaltung vom Netz) beim Auftreten eines Fehlerstroms. Einerseits verhindert dieser Schutzschalter einen elektrischen Schlag für Personen, andererseits verhindert er eine Überhitzung der Leitungsadern.

Wenn das Heizelement oder das dazugehörige Kabel plötzlich beschädigt wird, werden Kondensat außen und Wasser im Boiler zu natürlichen Stromleitern, und bei Berührung damit oder dem Gehäuse des Warmwasserbereiters erleidet die Person einen Fehlerstromschlag.

Die Folgen sind unangenehme Empfindungen, Herzrhythmusstörungen und möglicherweise ein tödlicher Ausgang. Alles hängt von der Stärke des einwirkenden elektrischen Stroms in Ampere ab.

Der FI-Schutzschalter unterbricht den Stromkreis bei Unterbrechung des Schutzleiters, Absinken des Isolationsniveaus und geringem Fehlerstrom – und im Gegensatz zu anderen Schutzschaltern erfolgt die Auslösung deutlich schneller (innerhalb weniger Millisekunden).

Bei Auftreten eines starken Fehlerstroms im Stromkreis arbeiten die Leitungen in übermäßigen Bereichen. Aber der Querschnitt der Adern ist für solche Belastungen nicht ausgelegt. Infolgedessen beginnt sich die Leitung stark zu erhitzen und die Isolierung zu durchbrennen. Dies führt unweigerlich zu einem erhöhten Brandrisiko im Haus.

Daher wird empfohlen, den Warmwasserbereiter ohne FI-Schutzschalter nicht an das Stromnetz anzuschließen.

Die häufigsten Auslösesituationen eines FI-Schutzschalters sind:

• Beschädigung des Kabels und Kurzschluss der blanken Ader mit dem Gehäuse des Boilers;
• Beschädigung der Isolierschicht im rohrförmigen Heizelement;
• Falsche Auswahl der Parameter des Schutzgeräts;
• Falscher Anschlussplan des Warmwasserbereiters an die Stromversorgung;
• Defekt des Fehlerstromschutzgeräts selbst.

In all diesen Fällen droht bei fehlendem FI-Schutzschalter eine Berührung des Warmwasserbereitergehäuses oder des darin erhitzten Wassers eine ernsthafte Verletzung.

Unterschiede der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung

Man muss klar zwischen einem FI-Schutzschalter (Differenzialschalter) und einem FI-Schutzschalter mit Leitungsschutz (Differenzialschutzschalter, automatischer Fehlerstromschutzschalter, RCBO) unterscheiden. Sie haben eine etwas unterschiedliche Funktion, arbeiten grundlegend anders und ihr innerer Aufbau unterscheidet sich ebenfalls.

Der FI-Schutzschalter reagiert ausschließlich auf Fehlerströme. Der FI/LS-Schalter ist ein komplexeres Gerät, dessen Bestandteil der Fehlerstromschutzschalter ist. Der Differenzialschutzschalter löst nicht nur bei den oben beschriebenen Fehlerströmen aus, sondern auch bei Kurzschlüssen und Überlastungen im Stromnetz.

Im RCBO sind zusätzlich zum FI-Schutzschalter ein thermischer und ein elektromagnetischer Auslöser vorhanden, die auf genau diese sehr hohen Ströme und Kurzschlüsse reagieren.

Trotz der großen Möglichkeiten des FI/LS-Schalters ist es nicht erforderlich, ihn in den Stromkreis mit dem Warmwasserbereiter einzubauen. Im Verteilerkasten ist bereits ein normaler Leitungsschutzschalter installiert, der zusammen mit dem FI-Schutzschalter dieselben Funktionen erfüllen wird. Es wird nicht empfohlen, Schutzgeräte zu duplizieren.

Die Hauptkomponente des FI-Schutzschalters ist ein Differenzialtransformator mit drei Wicklungen (Zuleitung, Ableitung und Steuerung). Der durch das Schutzgerät fließende Strom erzeugt in ihnen magnetische Flüsse mit direkt entgegengesetzten Polen. Bei fehlenden Fehlerströmen, wenn der Warmwasserbereiter in Ordnung ist, ist die Summe der Ströme gleich Null.

Bei einem Defekt des Heizelements oder Isolationsfehlern, wenn eine Person einen blanken Draht (oder das Metallgehäuse des Boilers) berührt, beginnt der Strom durch ihren Körper in die Erde zu fließen – die Summe der Ströme wird von Null zu positiv.

Dann wird das Gleichgewicht im Transformator gestört und die auf das interne Relais wirkende EMK unterbricht sofort den Stromkreis, der FI-Schutzschalter löst aus.

Weitere Informationen zu den Unterschieden zwischen FI-Schutzschalter und FI-Schutzschalter mit Leitungsschutz sowie zur Auswahl des Schaltgeräts für die Lastabschaltung finden Sie in diesem Artikel.

Arten von Fehlerstrom-Schutzschaltern

Die mit Warmwasserbereitern und anderen Elektrogeräten installierten FI-Schalter werden nach der Art des Fehlerstroms, dem Betriebsstrom, der Phasenzahl sowie dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Verzögerung und der Auslösetechnik des Schutzgeräts unterteilt.

Wenn der Warmwasserbereiter leistungsstark und dreiphasig ist, sollte der FI-Schalter ebenfalls für drei Phasen ausgelegt sein (mit vier Pol-Klemmen). Bei einem normalen einphasigen Gerät gibt es jeweils nur einen Eingang und einen Ausgang (+)

Alle FI-Schalter-Modelle werden nach der Art des Fehlerstroms in drei Typen eingeteilt:

• „A“ – ausgelegt für die Auslösung durch Wechselstrom und pulsierenden Strom;
• „AC“ – preisgünstige Haushaltsgeräte, die nur auf Wechselstrom ansprechen;
• „B“ – industrielle Ausführungen, die für den Betrieb in Netzen mit Wechselstrom, Gleichstrom und gleichgerichtetem Strom ausgelegt sind.

Wenn auf dem Gehäuse des FI-Schalters die Kennzeichnung „S“ vorhanden ist, handelt es sich um ein Gerät mit einstellbarer selektiver Verzögerung. Es unterbricht den Stromkreis erst nach einer genau festgelegten Zeit, nicht sofort. Solche Geräte werden in Kaskadenschutzsystemen mit mehreren Stromkreisen eingesetzt. Im Haushalt werden sie praktisch nicht verwendet.

Nach dem Prinzip der Unterbrechung des Stromkreises werden FI-Schalter unterschieden in:

• elektromechanische;
• elektronische.

Elektromechanische Modelle benötigen keine separate externe Stromversorgung und sind zuverlässiger. Allerdings sind sie auch teurer als die elektronischen. Trotz des höheren Preises wird jedoch empfohlen, elektromechanische Geräte zu installieren.

Elektronische Modelle weisen bei Spannungsschwankungen eine verringerte Effizienz auf – in solchen Situationen verlängert sich ihre Auslösezeit. Zudem hört ein solcher FI-Schalter bei versehentlicher Beschädigung des Nullleiters einfach auf zu arbeiten, da ihm die Stromversorgung fehlt.

Wie wählt man das Schutzgerät aus?

Der Betriebsstrom des FI-Schalters bestimmt die maximal zulässige Last im Stromkreis, die durch ihn fließen wird. Er muss der Leistung des Warmwasserbereiters entsprechen.

Wenn der Warmwasserbereiter beispielsweise bis zu 2,3 kW verbraucht, sollte das Schutzgerät für 10 A ausgelegt sein. Für Warmwasserbereiter mit 5,5–7 kW wird ein Gerät mit 32 A benötigt. Für Warmwasserbereiter mit 7–8 kW ist ein FI-Schalter mit 40 A erforderlich.

Die beiden Hauptparameter eines FI-Schalters sind der Nennbetriebsstrom (in Ampere, A) und der Fehlerstrom (in Milliampere, mA). Bei Haushaltsmodellen sind sie direkt miteinander verbunden, es gibt jedoch auch spezielle Geräte, bei denen diese Korrelation fehlt

Der Fehlerstrom wird in mA (Milliampere) angegeben. Gemäß den elektrotechnischen Regeln ist er auf der Grundlage von 0,4 mA pro Ampere Betriebsstrom zu berechnen. Hinzu kommen noch 10 µA pro Meter Leitung bis zum Warmwasserbereiter.

Nicht umsonst wird empfohlen, den FI-Schutzschalter direkt neben dem Boiler zu installieren, um den Einfluss des zweiten Parameters aus den Berechnungen auszuschließen.

Das betrachtete Schutzgerät gibt es in Form und Größe zur Montage auf einer DIN-Schiene im Schaltschrank sowie als Block mit Stecker für eine normale Steckdose.

Es sind Warmwasserbereiter-Modelle erhältlich, die standardmäßig mit einem in das Kabel integrierten FI-Schutzschalter ausgestattet sind. Alle Parameter dieser Schutzgeräte sind bereits auf den spezifischen Boiler abgestimmt; man muss sie nur in die Steckdose einstecken.

Wenn keine Kenntnisse in der Elektroinstallation vorhanden sind, kann man einen FI-Schutzschalter in Form eines Adapters für die Steckdose verwenden – beim Anschluss des Warmwasserbereiters wird es dann garantiert keine Probleme geben; man muss nur die Parameter des Schutzblocks richtig auswählen.

Ein weiterer Punkt bei der Auswahl eines FI-Schutzschalters ist das Vorhandensein von natürlichen Leckströmen bei fast jedem elektrischen Gerät. Wenn solche vorhanden sind, werden sie im technischen Datenblatt des Warmwasserbereiters angegeben.

Die Nennparameter des Schutzgerätes müssen diese Datenblattangaben mindestens um das Dreifache überschreiten, da es sonst ständig zu Fehlauslösungen kommt.

Zu den besten Herstellern von Fehlerstromschutzschaltern zählen:

• das schwedisch-schweizerische Unternehmen ABB;
• die französischen Unternehmen Legrand und Schneider Electric;
• die deutschen Unternehmen Siemens und AEG;
• die russischen Unternehmen «KEAZ», IEK und DEKraft.

Bei europäischen Herstellern sind die Preise etwas höher. Dabei stehen die Produkte russischer Unternehmen oft in nichts nach.

Anschlussschemata für Elektroboiler

Für einen Warmwasserbereiter kann die Schutzvorrichtung gegen Ableitstrom direkt im Wohnungs- (Haus-) Verteilerkasten oder direkt an der Wand neben dem Heizgerät installiert werden.

Das Prinzip der Anschlussreihenfolge ist in beiden Fällen gleich – Boiler, FI-Schutzschalter, Leitungsschutzschalter, Zähler und Hauptschalter. Dabei können FI-Schutzschalter und Leitungsschutzschalter der spezifischen Leitung mit der Steckdose für den Warmwasserbereiter vertauscht werden, beide Schaltungen sind korrekt.

Die klassische Variante des FI-Schutzschalteranschlusses für den Boiler ist die Installation auf einer speziell für den Heizkessel vorgesehenen Leitung nach dem Leitungsschutzschalter (+)

Ein Haushalts-Warmwasserbereiter sollte an einen separaten Strang vom elektrischen Verteilerkasten angeschlossen werden. Idealerweise sollten sich an diesem keine Steckdosen oder andere Elektrogeräte befinden.

Ein Boiler ist ein ziemlich gefährliches Gerät. Am besten, wenn das Schutzgerät nur für ihn arbeitet. Dies erhöht die Betriebssicherheit des Heizgeräts und vereinfacht die Identifizierung problematischer Bereiche in der gesamten Hausverkabelung.

Wenn der FI-Schutzschalter neben dem Warmwasserbereiter installiert wird, bleibt das Kabel vom Schutzgerät bis zum Leitungsschutzschalter im Schaltschrank unbeaufsichtigt. Bei Beschädigung der Isolierung dort wird das Boiler-Schutzgerät einfach nicht auslösen. Es bemerkt den abfließenden elektrischen Strom nicht einmal.

Allerdings werden Boiler oft in Badezimmern mit hoher Luftfeuchtigkeit installiert. Es ist noch gut, wenn im Verteilerkasten ein zusätzlicher allgemeiner FI-Schutzschalter für das ganze Haus vorhanden ist, der dann das Netz abschaltet. Andernfalls führt ein solcher Durchschlag unweigerlich zu einem Stromschlag für die Person, die duschen möchte.

Mögliche Installationsfehler

Fehler Nr. 1. Damit der FI-Schutzschalter korrekt funktioniert, sind in dem geschützten Stromkreis Kontakte zwischen dem Neutralleiter und der Erde unzulässig. Für jede dieser Leitungen muss eine eigene Sammelschiene verwendet werden. Dabei ist die Erdung beim Anschluss des Schutzgeräts überhaupt nicht vorhanden. Dieser Leiter wird nirgendwo an das Gerät angeschlossen.

Das Stromkabel vom Verteilerkasten wird an die oberen Klemmen des FI-Schutzschalters angeschlossen, von den unteren geht die Leitung zum Warmwasserbereiter – umgekehrt darf man die Adern nicht anschließen (+)

Fehler Nr. 2. Der Betriebsstrom des FI-Schutzschalters wird gleich oder mit geringer Überschreitung des Betriebsstroms des Leitungsschutzschalters im Stromkreis gewählt. Nur so kann der Leitungsschutzschalter die Schutzeinrichtung selbst vor Überlastungen schützen.

Fehler Nr. 3. Unerfahrene Elektriker installieren oft Steckdosen und FI-Schutzschalter direkt unter dem Warmwasserbereiter. Davon wird dringend abgeraten.

Leckagen aus dem Warmwasserbereiter („Titan“) lassen sich nicht vollständig ausschließen, und bei einer solchen Anordnung von Steckdosen und anderen Elektrogeräten mit blanken Leitungen unter einem potenziellen „Wasserfall“ ist es bis zur Tragödie nicht weit.

Fehler Nr. 4. Der Warmwasserbereiter darf nicht nur über einen FI-Schutzschalter oder einen einzelnen Schutzschalter angeschlossen werden. Diese Geräte ergänzen sich, ersetzen sich aber keinesfalls gegenseitig. Sie schützen den Boiler vor grundlegend verschiedenen Problemsituationen im Stromnetz.

Fehler Nr. 5. Wenn man einen zu empfindlichen FI-Schutzschalter wählt (mit niedrigem Ableitstrom), wird er zu häufig auslösen und den Stromkreis unterbrechen. Der Warmwasserbereiter wird ständig abgeschaltet. Infolgedessen wird das Wasser nicht richtig erhitzt, und der Boiler kann durch ständiges Ein-/Ausschalten ausfallen.

Nach Abschluss der Elektroinstallation muss die Funktionsfähigkeit des FI-Schutzschalters überprüft werden. Dazu verfügen die meisten Warmwasserbereiter über eine „TEST“-Funktion, die einen Fehlerstrom simuliert. Wenn alles korrekt angeschlossen ist und der Schutz funktioniert, erfolgt die Auslösung des letzteren und der Boiler wird spannungsfrei geschaltet.

Andernfalls muss man prüfen, wo und was nicht wie vorgesehen funktioniert. Dabei wird empfohlen, solche Überprüfungen einmal im Monat und auch später durchzuführen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Es gibt nur wenige Nuancen bei der Installation einer Fehlerstromschutzeinrichtung, aber sie sind vorhanden. Damit Sie sich leichter in diesen Fragen zurechtfinden und das richtige Gerät auswählen können, haben wir eine Auswahl entsprechender Videomaterialien zusammengestellt. Darin wird ausführlich über die Funktionsprinzipien und Anschlussschemata von FI-Schutzschaltern in einem Netz mit Warmwasserbereiter berichtet.

Anschluss von Schutzgeräten in Netzen ohne Erdung:

Was ist ein FI-Schutzschalter, wozu wird er im Haushalt benötigt (am Beispiel des Anschlusses einer Waschmaschine):

Es wird nicht empfohlen, den Warmwasserbereiter ohne einen Fehlerstromschutzschalter (FI) an das Stromnetz anzuschließen. Nur eine Schutzeinrichtung, die Stromlecks überwacht, kann die Benutzer schützen. Die Montage eines solchen Geräts ist nicht kompliziert; Sie können es selbst in den Stromkreis einbinden, indem Sie die Parameter entsprechend dem elektrischen Strom auswählen.

Haben Sie persönliche Erfahrungen mit der Auswahl und dem Anschluss eines Fehlerstromschutzschalters an einen Warmwasserbereiter? Möchten Sie Ihr gesammeltes Wissen teilen oder Fragen zu diesem Thema stellen? Bitte hinterlassen Sie Kommentare und beteiligen Sie sich an den Diskussionen – das Feedback-Formular befindet sich unten.