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Fehlerstromschutzeinrichtung

Grundlagen

Die internationale Bezeichnung für eine Fehlerstromschutzeinrichtung lautet RCD (residual current protective device). Eine ältere, umgangssprachlich noch übliche Bezeichnung ist die des FI-Schalters, wobei das F für „Fehler“ und das I für das Formelzeichen der Stromstärke steht. Seit 2008 wird auch in Deutschland durch die Harmonisierung in der Normung die Bezeichnung RCD in den Normen und der Fachliteratur verwendet. Fehlerstromschutzeinrichtungen verhindern gefährlich hohe Fehlerströme gegen Erde und können somit lebensgefährliche Stromunfälle in Niederspannungsnetzen verhindern, dabei werden sie den Überstromschutzeinrichtungen vorgeschaltet.

Aufbau und Wirkungsweise

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Durch den RCD werden Fehlerströme überwacht, die aufgrund eines Isolationsfehlers, wie z.B. einem Körperschluss, von einem elektrischen Gerät über den Schutzleiter zum Erder abfließen. Wird der Bemessungsdifferenzstrom IΔN erreicht, löst er aus. Dadurch wird das Bestehenbleiben einer zu hohen Berührungsspannung an einem nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden leitfähigen Anlagenteil verhindert. Ein RCD kontrolliert dabei über einen Summenstromwandler alle rein- und rausfließenden Ströme, deren Summe im Normalfall null ist und sich deshalb deren Magnetfelder gegenseitig aufheben. Im Fehlerfall fließt aber ein Fehlerstrom über die Erde zurück zum Transformator des Netzes. Jetzt heben sich die Magnetfelder im Summenstromwandler nicht mehr auf und es bildet sich ein Differenzmagnetfeld. Somit wird in der RCD-Spule eine Spannung induziert, die einen elektromagnetischen Auslöser betätigt, durch den allpolig abgeschaltet wird. Weiterhin lässt sich über die Prüftaste ein Fehler simulieren, in dem ein Stromweg außerhalb des Wandlers über einen Widerstand zwischen einem Außenleiter und dem Neutralleiter hergestellt wird. Damit lässt sich allerdings nur die Auslösefunktion des RCDs testen und nicht die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme in der Anlage.

Weitere wichtige Hinweise

Vorgeschrieben sind RCDs in:

  • Baderäumen
  • Steckdosen-Stromkreise im Innenbereich bis 20A, von Laien zugänglich
  • Endstromkreise im Außenbereich bis 32A, von Laien zugänglich
  • Baustellen-Verteilern
  • landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Anlagen
  • Schwimmbädern
  • Schulen und Ausbildungsstätten
  • feuergefährdeten Betriebsstätten

Vom Betreiber der Anlage ist die Funktion des RCD bei nichtstationären Anlagen (z.B. auf einer Baustelle) täglich zu prüfen und bei stationären Anlagen mindestens alle 6 Monate. Weiterhin dienen RCDs auch dem Brandschutz, da sie Isolationsfehler abschalten, deswegen ist es wichtig in jeder Leitung den Schutzleiter mitzuführen. RCDs mit einem Bemessungs-Differenzstrom von 10 oder 30 mA bieten darüberhinaus Schutz gegen direktes Berühren, also Basisschutz. Vor dem RCD sollen die Außenleiter und der Schutzleiter nicht zusammen in gemeinsamer Umhüllung verlegt werden, da ein Isolationsfehler in dieser Leitung die Wirksamkeit des RCD außer Kraft setzen könnte. Nach dem RCD dürfen auch der Neutral- und Schutzleiter nicht leitend verbunden werden, da dies ebenfalls den RCD außer Kraft setzen kann oder zu Fehlauslösungen führen kann.

Verschiedene Typen

In Deutschland erlaubt sind grundsätzlich 3 Typen von RCDs:

  • Typ A-RCD: pulsstromsensitiv, kann Wechselströme und pulsierende Gleichströme erfassen
  • Typ B-RCD: allstromsensitiv, kann zusätzlich auch glatte Gleichströme erfassen
  • Typ B+-RCD: allstromsensitiv mit besonderen Anforderungen (im Bereich höherer Frequenzen)

Nicht mehr erlaubt, aber vielfach noch in Altbauten vorhanden ist der Typ AC-RCD, der wechselstromsensitiv ist und nur auf Wechselströme reagiert.

Weiterhin gibt es selektive RCDs, für den Fall, dass zwei RCD in Reihe geschaltet sind. Dabei löst der übergeordnete RCD erst aus, wenn der untergeordnete RCD defekt ist oder sich der Fehler zwischen den beiden RCDs befindet. Selektive RCDs sind mit folgendem Zeichen versehen: