Fehlerstromschutzschalter FI/LS-Schalter

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Aufbau und Wirkungsweise von FI-Schutzeinrichtungen Den Aufbau einer FI-Schutzeinrichtung bestimmen im wesentlichen drei Funktionsgruppen: 1) Summenstromwandler zur Fehlerstromerfassung 2) Auslöser zur Umsetzung der elektrischen Messgröße in eine mechanische Entklinkung 3) Schaltschloss mit den Kontakten Der Summenstromwandler umfasst alle zur Stromführung benötigten Leiter, also ggf. auch den Neutralleiter. In einer fehlerfreien Anlage heben sich für den Summenstromwandler die magnetisierenden Wirkungen der stromdurchflossenen Leiter auf, da entsprechend dem Kirchhoff´schen Gesetz die Summe aller Ströme Null ergibt. Es bleibt kein Restmagnetfeld übrig, das in der Sekundärwicklung eine Spannung induzieren könnte. Wenn dagegen aufgrund eines Isolationsfehlers ein Fehlerstrom fließt, wird das Gleichgewicht gestört, und es verbleibt ein Restmagnetfeld im Wandlerkern. Dadurch wird in der Sekundärwicklung eine Spannung erzeugt, die über einen Auslöser und das Schaltschloss den mit dem Isolationsfehler behafteten Stromkreis abschaltet. Dieses Auslöseprinzip arbeitet unabhängig von der Netzspannung oder einer Hilfsenergie. Das ist auch Voraussetzung für den hohen Schutzpegel, den FI-Schutzeinrichtungen nach IEC/EN 61008 (VDE 0664) bieten. Nur dadurch ist sichergestellt, dass auch bei Netzstörung, z. B. bei Ausfall eines Außenleiters oder bei einer Unterbrechung im Neutralleiter, die volle Schutzwirkung der FI-Schutzeinrichtung erhalten bleibt. Kurzzeitverzögerte Abschaltung Bei elektrischen Verbrauchern, die beim Einschalten kurzzeitig hohe Ableitströme verursachen (z. B. über Entstörungskondensatoren zwischen Außenleiter und PE abfließende, transiente Fehlerströme), kann es zum unerwünschten Auslösen unverzögerter FI-Schutzeinrichtungen kommen, wenn der Ableitstrom den Bemessungsfehlerstrom IΔn der FI-Schutzeinrichtung überschreitet. Für solche Anwendungen, bei denen die Beseitigung solcher Störquellen nicht oder nur teilweise möglich ist, können kurzzeitverzögerte FI-Schutzeinrichtungen eingesetzt werden. Diese Geräte haben eine minimale Auslösezeitverzögerung von 10 ms, d. h. sie dürfen bei einem Fehlerstromimpuls von 10 ms Dauer nicht auslösen. Dabei werden die maximal zulässigen Abschaltzeiten nach IEC/EN 61008-1 (VDE 0664-10) eingehalten. Die Geräte weisen eine erhöhte Stoßstromfestigkeit von 3 kA auf. Kurzzeitverzögerte FI-Schutzeinrichtungen sind mit dem Kennzeichen versehen. 2/2 Fehlerstromschutzschalter (RCCB) Allgemeine Daten Prüftaste Die Einsatzbereitschaft der FI-Schutzeinrichtung lässt sich durch eine Prüftaste, mit der jede FI-Schutzeinrichtung ausgerüstet ist, kontrollieren. Beim Drücken der Prüftaste wird ein künstlicher Fehlerstrom erzeugt – die FI-Schutzeinrichtung muss auslösen. Es empfiehlt sich, die Funktionsfähigkeit bei Inbetriebnahme der Anlage und in regelmäßigen Abständen – etwa halbjährlich – zu überprüfen. Ferner sind die in den Bestimmungen oder Vorschriften (z. B. Unfallverhütungsvorschriften) enthaltenen Prüffristen zu beachten. Die Mindestbetriebsspannung zur Funktion der Prüfeinrichtung beträgt AC 100 V. 3-poliger Anschluss L1 L2 L3 N 1 3 5 N L1 L2 L3 1 3 5 N 2 4 6 N 2 4 6 4-polige FI-Schutzeinrichtungen können auch in 3-poligen Netzen betrieben werden. Dabei muss der Anschluss an den Klemmen 1, 3, 5 und 2, 4, 6 erfolgen. Die Funktion der Prüfeinrichtung ist nur gewährleistet, wenn eine Brücke zwischen den Klemmen 3 und N angebracht wird. Selektive Abschaltung FI-Schutzeinrichtungen haben normalerweise eine unverzögerte Auslösung. Dies bedeutet, dass eine Reihenschaltung von derartigen FI-Schutzeinrichtungen mit dem Ziel einer selektiven Abschaltung im Fehlerfall nicht funktioniert. Um bei einer Reihenschaltung von FI-Schutzeinrichtungen Selektivität zu erreichen, müssen die in Reihe geschalteten Geräte sowohl in der Auslösezeit als auch im Bemessungsfehlerstrom eine Staffelung aufweisen. Selektive FI-Schutzeinrichtungen haben eine zeitliche Auslöseverzögerung. Außerdem müssen selektive FI-Schutzeinrichtungen nach IEC/EN 61008-1 (VDE 0664-10) eine erhöhte Stoßstromfestigkeit von mindestens 3 kA aufweisen. ABL-SURSUM-Geräte haben eine Stoßstromfestigkeit von ≥5 kA. Selektive FI-Schutzeinrichtungen sind mit dem Kennzeichen versehen. N
RCCB L1 L2 L3 N PE Indirektes Berühren Direktes Berühren RCCB Die nach VDE 0664 bzw. EN 61 008 oder IEC 61 008 zulässige Auslösezeit von max. 0,3 s (300 ms) wird nicht beansprucht. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit Bemessungsfehlerstrom 10 bzw. 30 mA bieten auch zuverlässig Schutz, wenn beim unbeabsichtigten direkten Berühren aktiver Teile ein Strom über den Menschen fließt. Diese Schutzwirkung wird durch keine andere vergleichbare Maßnahme zum Schutz bei indirektem Berühren erreicht. In jedem Fall ist bei Anwendung des FI-Schutzes ein entsprechend geerdeter Schutzleiter an die zu schützenden Anlagenteile und Betriebsmittel zu führen. Ein Stromfluss über einen Menschen kann also nur beim Vorhandensein von zwei Fehlern oder beim unbeabsichtigten Berühren aktiver Teile auftreten. Nebenstehende Abbildung zeigt die in Stromstärkebereiche zusammengefassten physiologischen Reaktionen des menschlichen Körpers bei Stromfluss. Gefährlich sind Strom-/Zeitwerte im Bereich 4, da sie Herzkammerflimmern auslösen können, was zum Tod des Betroffenen führen kann. Auch der Auslösebereich der FI-Schutzeinrichtung mit Bemessungsfehlerstrom 10 mA und 30 mA ist eingezeichnet. Die Auslösezeit liegt im Mittel zwischen 10 ms und 30 ms. L1 L2 L3 N PE Fehlerstromschutzschalter (RCCB) Allgemeine Daten Schutz gegen gefährliche Körperströme nach DIN VDE 0100-410 Anwendung • Schutz bei indirektem Berühren (indirekter Personenschutz) – als Fehlerschutz durch Abschaltung bei unzulässig hoher Berührungsspannung durch Körperschluss am Betriebsmittel. • Beim Einsatz von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit IΔn ≤ 30 mA auch weitestgehend Schutz bei direktem Berühren (direkter Personenschutz) – als Zusatzschutz durch Abschalten beim Berühren aktiver Teile. Schutzwirkung Während Geräte für Bemessungsfehlerstrom IΔn > 30 mA Schutz bei indirektem Berühren bieten, wird beim Einsatz von Geräten mit IΔn ≤ 30 mA auch ein weitestgehender zusätzlicher Schutz beim unbeabsichtigten direkten Berühren aktiver Teile erreicht. 10000 ms 5000 2000 t 1000 500 200 100 50 10 mA 30 mA 1 2 3 4 20 0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 Bereich Einwirkungen sind üblicherweise nicht wahrnehmbar. Bereich Medizinisch schädliche Einwirkungen treten üblicherweise nicht auf. 500 1000 2000 mA 10000 I M Bereich Die Gefahr des Herzkammerflimmerns besteht üblicherweise noch nicht. Bereich Herzkammerflimmern kann auftreten. 2/3
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