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Schule > Physik > Elektrizität und Energie > Elektronische Geräte und Bauteile > Der FI Schutzschalter

Der FI Schutzschalter ( RCD )

Allgemeines zum FI – Schutzschalter:
Ein FI – Schalter schaltet beim Auftreten eines bestimmten Fehlerstromes in kürzester Zeit die Anlage allpolig ab. Der Schalter ist so gebaut, dass die Abschaltzeit

t(0,2 Sekunden ist.
Der Fehlerstromschutzschalter verhindert also das Fließen eines größeren Fehlerstromes und damit auch eine gefährliche Berührungsspannung.
Er dient dem Schutz gegen elektrischen Schlag und der Verhütung elektrisch gezündeter Brände.
Ist ein Schutzschalter, der den Betriebsstromkreis augenblicklich oder kurz 1) allpolig unterbricht, sobald der Erdfehlerstrom 2) oder Erdableitstrom 3) den Bemessungs- Differenzstrom I(N des Schalters erreicht oder diesen überschreitet.
Kurzverzögerte ( selektive ) Fehlerstrom – Schutzschalter, Typ S, sprechen auf extrem kurze Strominpulse und Stoßströme bestimmter Höhe nicht an. Damit verhindern diese Schalter Fehlauslösungen z.B. Gewitter
Erdfehlerstrom ist ein Strom, der infolge eines Isolationsfehlers z.B. bei einem Erd- oder Körperschluss zur Erde fließt.
Erdableitstrom ist ein Strom, der von aktiven Teilen zur Erde fließt, ohne dass ein Isolationsfehler vorliegt. Dieser Strom kann auch ein Berührungsstrom sein.

Einteilung der RCDs allgemein:
RCD - Oberbegriff RCD ohne Hilfsspannung
(spannungsunabhängig )
üblich: Fehlerstromschutzeinrichtung RCD mit Hilfsspannung
( spannungsabhängig )
üblich: Differenzstromschutzeinrichtung

Einteilung nach der Art des Einsatzes:
RCD Für ortsfesten Einsatz Ortsveränderlichen Einsatz

Einteilung nach dem Funktionsprinzip:
RCD Ohne Schutzleiterüberwachung Mit Schutzleiterüberwachung

Arten von RCDs:
Nr. Bezeichnung Akronym 1 FI – Schutzeinrichtung allgemein RCD 2 FI – Schutzeinrichtung ohne Überstromschutz RCCB 3 FI – Schutzeinrichtung mit Überstromschutz RCBO 4 FI – Schutzeinrichtung ortsveränderlich PRCD 5 Wie Nr.4 zusätzlich mit Schutzleiterüberwachung PRCD-S 6 FI – Schutzeinrichtung in Steckdosenausführung SRCD

Schalterfunktion:
Im Normalfall fließt im Schutzleiter kein Strom. Die Spulen L1, L2, L3, L4 werden von Strom durchflossen. Die dadurch entstehenden Magnetfelder heben sich auf, da die zufließenden und die abfließenden Ströme gleich sind. Durch dieses Aufheben der Magnetfelder kommt im Eisenkern durch die Spule L5 kein Fluß zustande. Es wird keine Spannung induziert. Die Spule K1 wird nicht vom Strom durchflossen. Im Fehlerfalle führt der Schutzleiter Strom. Die Magnetfelderin den Spulen L1, L2, L3, L4 sind ungleich und können sich nicht mehr aufheben. Über den Schutzleiter geht also Strom verloren. In der Spule L5 entsteht ein Restmagnetfeld. Es wird Spannung induziert, die Spule K1 bringt den FI- Schalter zum Auslösen.

Funktion der Prüfeinrichtung am FI – Schalter:
Mit dem Widerstand R1 und dem Taster S1 kann ein künstlicher Fehlerstrom erzeugt werden. Der FI – Schalter löst aus.

Einsatz des FI – Schutzschalter:
In Bade- und Duschräumen mit einem Fehlernennstrom von 30mA
In Landwirtschaftlich genutzten Arbeitsstätten mit einem Fehlernennstrom von 500mA und Steckdosenstromkreise mit 30mA
In medizinisch genutzten Baderäumen, soweit dies die Schutzmaßnahme zulässt mit einem Fehlernennstrom von 30mA
In Baustromverteilern mit einem Fehlernennstrom von 300mA und 2 poligen Steckdosenstromkreisen mit 30mA
Für Haushalte ist eine Fehlernennstromstärke von 30mA sinnvoll!
Die Fehlernennstromstärke eines FI – Schalters darf bei einem Auswechseln des Schalters nie erhöht werden.

Angaben auf einem FI – Schalter:
IN Nennstrom des Schalters = Strom über die Schaltkontakte
I(N Fehlernennstrom des Schalters z.B. 30mA, bei diesem Fehlerstrom löst der Schalter mit Sicherheit aus
4polig Abschaltung 4 polig, also 3 Phasen und Neutralleiter
IP 20 Schutzart
RE50V Grenze des Schutzerdungswiderstandes bei der bestimmten Berührungsspannung
RE25V Grenze des Schutzerdungswiderstandes bei der bestimmten Berührungsspannung
Anlagen mit FI – Schutzschalter nach DIN VDE
VDE – Bestimmung
DIN VDE ... Anwendung Nennauslösestrom
I(N 0100 Teil 559 Leuchten und Beleuchtungsanlagen
Vorführstände für Leuchten ( 30mA 0100 Teil 701 Räume mit Badewanne oder Dusche
Steckdosen im Bereich 3 ( 30mA 0100 Teil 702 Überdachte Schwimmbecken
( Schwimmhallen ) und
Schwimmanlagen im Freien ( 30mA 0100 Teil 703 Sauna – Anlagen ( 30mA 0100 Teil 704 Baustellen
Steckdosenkreise ( Einphasen-
Betrieb ) bis 16 A
Sonstige Steckdosenstromkreise
( 30mA
( 300mA 0100 Teil 705 Landwirtschaftliche Betriebs-
Stätten, Intensivtierhaltung
Allgemein Steckdosenstromkreise ( 500mA
( 30mA 0100 Teil 720 Feuergefährte Betriebsstätten ( 500mA 0100 Teil 721 Caravans, Boote und Jachten sowie ihre Stromversorgung auf Camping- bzw. an Liegeplätzen
( 30mA
0100 Teil 722 Fliegende Bauten, Wagen und Wohnwagen nach Schaustellerart
( 500mA 0100 Teil 723 Unterrichtsräume mit Experimentierständen ( 30mA 0100 Teil 728 Ersatzstromversorgungsanlagen ( 500mA 0100 Teil 737 Feuchte und nasse Bereiche und Räume, Anlagen im Freien ( 30mA 0100 Teil 738 Springbrunnen ( 30mA 0107 Medizinisch genutzte Räume ( 30mA 0544 Teil 100 Schweißeinrichtungen und Betriebsmittel für Lichtbogenschweißen und verwandte Verfahren – Bereiche erhöhter elektrischer Gefährdung
( 30mA

Ausführungsbestimmungen für die FI – Schaltung:
Alle Betriebsmittel und Verbraucher müssen an einen Schutzleiter angeschlossen werden. Ausgenommen sind schutzisolierte Geräte.
Der FI – Schalter ist mit seinem Aufbau immer schutzisoliert. Es dürfen deshalb keine mechanischen Veränderungen vorgenommen werden.
Die Wirksamkeit der Schutzmaßnahme ist vor der Übergabe an den Kunden zu prüfen.
Der Schutzerdungswiderstand darf nicht überschritten werden
Für die Berechnung des Schutzerdungswiderstandes gilt: RE= höchstzulässige Berührungsspannung / Fehlernennstrom des Schalters

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