FI-Schutzschalter – Funktion/Aufbau

Achtung: Elektrischer Strom ist lebensgefährlich! Zum Arbeiten an elektrischen Anlagen sind Fachkenntnisse und eine spezielle Ausbildung erforderlich. Es wird keine Haftungen für die Korrektheit der Beiträge oder für Sach- oder Personenschäden, die durch das Arbeiten an elektrischen Anlagen entstehen können, übernommen.

FI-Schutzschalter1Ein Fehlerstromschutzschalter, kurz FI-Schutzschalter oder häufig auch RCD genannt, ist eine Fehlerstromschutzeinrichtung, die in nahezu jeder Verteilung zu finden ist und in der Regel den Überstromschutzeinrichtungen, wie z.B. Leitungsschutzschaltern, vorgeschaltet ist.
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Ein FI-Schutzschalter schützt nicht die Leitungen vor Überlastung oder Kurzschluss, wie es der Leitungsschutzschalter tut, sondern dient als Personen- oder Brandschutz.
Zum Personenschutz kommen FI-Schutzschalter mit einem Auslösestrom von 30mA zum Einsatz.

Der Schutzschalter muss spätestens ab einem Fehlerstromfluss von 30mA auslösen. In der Regel löst er bereits ab ca. 20mA, jedoch nicht unterhalb des halben Fehlerstroms (hier: 15mA), aus.
Bei langsam ansteigenden Strömen wird somit der Stromfluss begrenzt.

Bei großen bzw. sehr schnell ansteigenden Strömen, wie sie üblicherweise in der Praxis auftreten, begrenzt der Schutzschalter (durch kurze Abschaltzeiten) die Zeit des Stromflusses und damit die Wirkdauer des Stroms auf z.B. den menschlichen Körper.

Durch beide Aspekte werden tödliche Einflüsse des Stroms (wie etwa Herzkammerflimmern) unwahrscheinlicher, können allerdings nicht vollständig ausgeschlossen werden.

1SummenstromwandlerDer FI-Schutzschalter besteht im Kern aus einem Summenstromwandler, durch den alle aktiven Leiter fließen. In der Regel besitzt er somit für jeden Außenleiter und den Neutralleiter eine Anschlussklemme, und ist damit 4-polig ausgeführt. Allerdings gibt es auch zweipolige FI-Schutzschalter, die jeweils einen Anschluss für einen Außenleiter und den Neutralleiter besitzen.
Die Summe der über die Außenleiter hinfließenden Ströme und der über den Neutralleiter abfließenden Ströme muss sich im Normalfall aufheben.
Wenn beispielsweise ein Verbraucher eine Bemessungsstromstärke von 5 Ampere hat, muss dieser Strom über einen Außenleiter zum Verbraucher und anschließend über den Neutralleiter zurückfließen. Sofern dies nicht der Fall ist, muss in der Anlage ein Strom über das Erdreich fließen.

Summenstromwandler mit Mensch und Strom2Dabei ist es egal ob der Strom direkt, über den Schutzleiter oder beispielsweise über den menschlichen Körper (siehe Grafik) in die Erde fließt. In jedem Fall würde der Schutzschalter, bei einer entsprechenden Fehlerstromstärke, auslösen.
Dies passiert, da der Summenstromwandler durch die hinfließenden Ströme magnetisiert wird und durch die abfließenden Ströme wieder entmagnetisiert wird. Somit ist im Normalfall kein Magnetfeld im Summenstromwandler vorhanden. Wenn allerdings ein Strom über die Erde abfließt, behält der Summenstromwandler eine Restmagnetisierung, welche eine Spannung in die Sekundärwicklung induziert. Diese sorgt für das Auslösen des Schutzschalters.

Summenstromwandler StromUm den FI-Schutzschalter auf Funktion zu testen, besitzt er eine Prüftaste. Sofern man diese drückt wird ein Fehler simuliert, indem ein kleiner Strom über einen Vorwiderstand am Summenstromwandler vorbeifließen kann (siehe Grafik) und sich somit die hin- und zurückfließenden Ströme nicht aufheben.

Die Prüftaste funktioniert somit nur unter Spannung und sollte regelmäßig zur Funktionskontrolle gedrückt werden.

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