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Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, FI, RCD für Dummies
Wie funktioniert ein Fehlerstromschutzschalter
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Inhaltsverzeichnis
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Um einen Fehlerstrom überhaupt entdecken zu können, muss der Fehlerstrom-Schutzschalter die Differenz aus zwei Strömen messen: Hineinfliessender und herausfliessender Strom. Sind beide gleich, dann besteht kein "Stromleck", auch Fehlerstrom genannt. Unterscheiden sich beide, dann besteht ein Fehlerstrom. Hier wird erklärt, warum beim Arbeiten an Teilen der Elektroinstallation der FI ansprechen kann, obwohl die betreffende Sicherung ausgeschaltet ist. |
Unter hineinfliessendem (herausfliessendem) Strom versteht man den gesamten Strom, der den Fehlerstrom-Schutzschalter in der einen (anderen) Richtung durchfliesst.
Hinter einem einzigen Fehlerstrom-Schutzschalter befindet sich in der Regel die gesamte Elektroinstallation eines Stockwerkes, oder zumindest wesentliche Teile davon.
Die Unterschiedsmessung lässt sich relativ einfach realisieren, indem man beide Ströme durch jeweils eine Spule schickt; die Spulen sind gegenläufig gewickelt, liegen aber auf dem selben Eisenkern. Wenn beide Ströme gleich sind, dann heben sich die beiden durch die Spulen erzeugten Magnetfelder auf (gegenläufige Wicklungen!) und es passiert nichts.
Unterscheiden sich die beiden Ströme, dann heben sich die Magnetfelder nicht mehr auf und es entsteht ein aus der Differenz resultierendes Magnetfeld. Dieses löst über den Eisenkern einen Mechanismus aus, der mittels Schalter alle Anschlüsse unterbricht.
Typische
Auslöseschwellen
sind 30 mA Differenzstrom (und damit Leckstrom bzw. Fehlerstrom).
Dargestellt ist ein kleiner Ausschnitt einer häuslichen Elektroinstallation.
Nach einem Fehlerstrom-Schutzschalter (FI) kommen mehrere Sicherungen, die jeweils wieder einen Teil der Elektroinstallation absichern. Über den Schwarzen Leiter fliesst der gesamte Strom in die Installation hinein, und über den blauen Leiter wieder heraus.
An Sicherung 1 ist eine Steckdose angeschlossen, und an Sicherung 2 eine Glühbirne. Sicherung 1 ist bereits deaktiviert (durch offenen Schalter dargestellt), weil wir an der Steckdose etwas reparieren möchten.
Auf Lichtschalter und weitere Elemente wird wegen der Übersichtlichkeit wegen verzichtet.
Während die beiden Sicherungen zusammen mit dem Fehlerstrom-Schutzschalter nahe beieinander in einem Sicherungskasten sitzen, können sich die Steckdose und die Glühbirne irgendwo im Stockwerk, ggfs. auch in verschiedenen Zimmern befinden.
Die Glühbirne soll irgendeinen Verbraucher symbolisieren, der -und das ist entscheidend- vom selben Fehlerstrom-Schutzschalter abgedeckt wird wie die Steckdose.
Die Steckdose verfügt über einen Schutzkontakt (PE, Protective Earth, grün/gelb). Der grün/gelbe Schutzleiter ist innerhalb der gesamten Installation parallel zum blauen Nulleiter geführt. Dieser dient zum "Auffangen" etwaiger Fehlerströme.
Das Entscheidende ist, dass
der Schutzleiter am Fehlerstrom-Schutzschalter vorbei direkt in
die Erde geführt wird.
Nachdem wir die 5 Sicherheitsregeln angewendet haben, öffnen wir die Steckdose und trennen die Leitungen von den Steckdosen-Kontakten.
Dabei berühren sich für einen Moment die blanken Enden des blauen Nullleiters und des grün/gelben Schutzleiters. Genau zu diesem Zeitpunkt löst der Fehlerstrom-Schutzschalter aus und macht die gesamte Installation stromlos.
Das Bild zeigt den Moment, in dem sich die blanken Enden des blauen Nullleiters und des grün/gelben Schutzleiters berühren:
Es fliesst ein Strom über Sicherung 2 durch die Glühbirne, dann in Richtung Steckdose. Im Bereich der Steckdose hat der Strom nun 2 Möglichkeiten, weiterzufliessen:
1. Über den blauen Nulleiter zurück zum Fehlerstrom-Schutzschalter, also den normalen Weg,
2. innerhalb der Steckdose vom Nulleiter in den Schutzleiter übergehend am Fehlerstrom-Schutzschalter vorbei direkt in die Erde. Hier liegt nun also ein Stromteiler vor, der dazu führt, dass ein Teil des Stromes, der von der Glühbirne kommt, am Fehlerstrom-Schutzschalter vorbei fliesst. Der Fehlerstrom-Schutzschalter stellt eine Stromdifferenz fest und löst aus, womit die gesamte Installation stromlos wird.