Was
und wofür ist überhaupt ein FI Schalter ?
Erst einmal der Begriff "
FI-Schalter" dabei steht "F" für Fehler und "I" ist das
Formel Zeichen für Strom also Fehlerstromschalter.Oft verwendet man auch den Begriff aus dem englischen "RCD" Residual Current protective Device (sinngemäß, Reststromschutzgerät) .
Es gibt auch FI-Schalter für Drehstrom (Starkstrom) .
Die sehen eigentlich genauso aus sind nur etwas breiter und haben mehr Anschlüsse.
Bild 1a zeigt das dazugehörige Schaltsymbol an.
Bild 1a
In der Hin-Leitung die meist schwarz oder braun gekennzeichnet ist fließt der Strom zum Verbraucher, sprich in unseren Fall
zur Glühbirne ( Waschmaschine usw.) auf der anderen Leitung die blau
gekennzeichnet ist fließt der Strom wieder zurück .
Die Leitung zum Verbraucher ( Glühbirne) hin bezeichnen wir als L und die Rückleitung als N .
L steht für Leitung und N für Neutral .
Weiter gibt es noch einen sogenannte PE Leiter ( aus dem englischen PE für Protection Earth ) das ist eine Erdschutzleitung
die grün/gelb gekennzeichnet sein muss.
PE Leiter ist immer eine grün/gelb gekennzeichnete Leitung die auf eine Seite eine Verbindung mit dem metallischen Gehäuse
des Verbrauchers ( Lampe, Waschmaschine oder ähnliches) hat.
Diese Leitung wird nicht für die Funktion der Lampe benötigt sondern dient "nur" der Sicherheit.
Bild 2
Und so funktioniert’s
Der Fehlerstromschutzschalter
vergleicht permanent den hereinfließenden Strom auf der
L - Leitungmit dem zurückfließenden Strom auf der N - Leitung ( Bild 3).
Im "Normal" Fall ist der Strom auf beiden Leitungen gleich groß.
Die Meßspule besteht aus einen Eisenkern der von einer Spule umwickelt ist durch die dann der zum Verbraucher fließende
Strom ein Magnetfeld erzeugt.
Das gleiche Magnetfeld wird auch beim Rückfluss des Stromes in der Zweiten Spule erzeugt.
Da beide Magnetfelder gleich groß sind aber entgegen gesetzt verlaufen heben sich diese Felder auf und es herrscht ein
magnetisches Gleichgewicht bei dem der Schalter nicht reagiert.
Bild 3
wie auch immer gearteten anderen Weg wählen so fehlt dieser Strom auf der Rückleitung.
(Bild 4)
Die beiden Messpulen erzeugen verschieden große Magnetfelder die sich nicht mehr vollständig aufheben
und dadurch den Schalter zum auslösen bewegen.
FI-Schalter haben einen "Test" Taster, mit deren Hilfe ein Fehlerstrom simuliert wird
und die Funktion überprüft werden kann.
Sollte er dann nicht ausschalten ist er entweder defekt oder aber falsch angeschlossen.
Bild 4
geflossen ist.
Man erkennt das der FI all polig abschaltet, was bei einen normalen Haushaltsautomaten nicht der Fall wäre.
Bild 5
der Fi Schalter auslösen.
Das kann getestet werden wenn mit einen Duspol zwischen L und PE gemessen wird und die Lastspule des Duspol aktiviert wird.
In der Regel zieht die Lastspule einen höheren Strom als 30 mA womit man in der Lage ist, zumindest einen
FI Schalter kleiner 30mA aus zu lösen.
Leider ist das nicht immer der Fall, weil einige der heutigen modernen Duspols oft sogar diese 30mA nicht erreichen.
Das ist auch der Grund weshalb ich einen 70 Jahre alten Duspol benutze.
Der Strom durch durch den Duspol nimmt dann seinen Weg zur Erde und nicht zurück durch den Neutralleiter ( blau)
dadurch erfährt die Messspule eine Stromdifferenz und löst aus .
genau wie der Schutzleiter ja nicht Spannungs behaftet sind.
dann fließt der Strom von L1 ausgehend durch die Messspule zur Steckdose und anschließend durch die angeschlossene Glühbirne
über den Nullleiter zurück bis zum Duspol und dann ein Teil des Stromes zur Erde ab.
Dieser Teil fehlt dann auf der weiterführenden Rückleitung und die Messpule erfährt wieder eine Differenz
und löst damit aus.
Das
schreibt der Gesetzgeber vor:
Nach der aktualisierten
Sicherheitsnorm DIN VDE 0100-410 vom Juni 2007müssen folgende Bereiche mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
ausgestattet werden:
- • Alle Steckdosenstromkreise im Laienbereich bis 20 Ampere und alle Endstromkreise im Außenbereich
- • Räume mit Badewanne und Dusche
- • Becken von Schwimmbädern und andere Becken
- • Feuchte und nasse Bereiche sowie Räume und Anlagen im Freien. Damit werden auch Hobbyräume,Garagen und Gartenbereiche von der Schutznorm erfasst.
benutzt werden können über einen Fehlerstromschutzschalter mit IΔn ≤ 30mA vorzusehen sind.
Formal müssen alle Steckdosen bis 20A Nenn- bzw. Bemessungsstrom, die man im Innenbereich errichtet,
mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCD) mit einem Bemessungsdifferenzstrom von ≤30mA geschützt werden.
Ausnahmen:
Steckdosen, die durch Elektrofachkräfte oder elektrotechnisch unterwiesene Personen überwacht werden.
Die dazugehörige Anmerkung grenzt diese Ausnahme weiter ein: »Dieses gilt z.B. für Industriebetriebe, deren elektrische
Anlagen und Betriebsmittel ständig überwacht werden. Als ständig überwacht gelten elektrische Anlagen und
Betriebsmittel, wenn sie von Elektrofachkräften in Stand gehalten werden und durch messtechnische Maßnahmen
sichergestellt ist, dass dadurch Schäden rechtzeitig entdeckt und behoben werden können.
Als messtechnische Maßnahme sieht das zuständige Unterkomitee der DKE den Einsatz einer
Differenzstromüberwachungseinrichtung (RCM) an.
Steckdosen, die für den Anschluss nur jeweils eines bestimmten elektrischen
Betriebsmittels /Verbrauchsmittel errichtet werden. Auch hierzu enthält die Norm eine Anmerkung, in der empfohlen
wird, auf diese Ausnahme soweit wie möglich zu verzichten. Für welche Art von Steckdosen, bzw. welche bestimmten
Betriebsmittel gemeint sind, findet man keine Angabe in der Norm.
Außerdem existiert noch die Forderung, alle Stromkreise mit Steckdosen – in der Norm »Endstromkreise« zu denen
Steckdosen gehören – die für die Versorgung von tragbaren (ortsveränderlichen) Verbrauchsmitteln bis zu
einem Betriebsstrom von 32 A, die im Freien zum Einsatz kommen ohne Ausnahmen mit Fehlerstrom- Schutzeinrichtungen
(RCD) mit einem Bemessungsdifferenzstrom von ≤30mA zu schützen.
z.B Tauchpumpe im Keller - Waschküche - Badewannen Duschen - Schwimmbereiche - Sauna und dergleichen.
Betrachten wir L3 so fließt der Strom über die Sicherung (F1) , dann über den FI (F2) Automat
durch eine zusätzliche Sicherung (F5)
und anschließend durch den Verbraucher hier als Glühlampe dargestellt.
und über den Null Leiter wieder zurück.
Der Stromverlauf ist ähnlich wie in der ersten Schaltung, allerdings teilt sich jetzt der Strom auf
sobald er den Verbraucher ( Glühlampe) verlässt.
Dann nämlich fließt eine Teil durch den Nullleiter, und ein Teil durch die Erdverbindung (PE) ,
dessen Stromanteil am FI fehlt und diesen dann auslöst.
Betrachten wir in die nächste Schaltung.
Der eingerahmte Teil auf der linken Seiten stellt meine eigene Wohnung dar, während der rechte Teil
die Wohnung des Nachbar darstellt.
Eines nämlich hat der Nachbar mit meinen Stromnetz gemeinsam, beide benutzen den gleiche Nullleiter.
So kann also der Strom folgenden Verlauf nehmen und meinen FI - Schalter auslösen obwohl alle meine HLS Automaten ausgeschaltet sind.
Verfolgen wir den Stromfluss einmal ausgehend von L1.
Dann fließt der Strom in die Nachbar Wohnung durch dessen Fi Sicherung dann durch dessen 16 A HLS Automaten und anschließend
durch dessen Verbraucher hier als Leuchte dargestellt.
Dann fließt der Strom durch den Nullleiter zurück , gleichzeitig liegt er aber auch an meinen FI- Schalter an und durchquert ihn um an
meiner defekten Leuchte zu gelangen.
Es fließt also eine Strom durch meinen FI - Schalter aber nur hin zu meiner Leuchte.
Weil diese Leuchte aber einen defekt aufweist fließt der Strom direkt zur Erde somit aber nicht zurück durch meinen FI Schalter und löste meinen FI aus
Das gleiche würde auch passieren wenn ich beispielsweise ein angeschlossenes Kabel mit der Zange durchschneiden würde.
Dann stelle ich beim durchtrennen kurzzeitig eine Verbindung zwischen Erde und Null her und der FI löst aus obwohl alle Haushalt Sicherungen ausgeschaltet sind.
Diese Phänomen konnte ich schon bei vielen Elektrofachkräfte beobachten, die dann immer sehr verwundert waren.
Das gleiche passiert auch wenn alle HLS Sicherungen ausgeschaltet sind und mit dem Duspol eine Prüfung zwischen Null und Erde getätigt wird.
Auch dann passiert es das je nach Art des Duspol der FI auslöst.
- Er löst immer dann aus wenn mit dem Duspol zwischen L (Phase) und PE (Erde) gemessen wird und gleichzeitig die Magnetspule im Duspol aktiviert wird.
- Er löst aus wenn mit dem Duspol zwischen N und PE gemessen wird und gleichzeitig irgendwo ein Last am gleichen Stromkreis angeschlossen ist.
- Er löst aus wenn ein geerdetes Gerät einen Masseschluss ausweist.
- Er löst auch aus wenn alle
Sicherungen ausgeschaltet sind und ich dann mit dem
Duspol zwischen Null und PE messe und evtl. noch ein
Verbraucher am gleichen Neutralleiter angeschlossen
ist.
Man sollte sich erst einmal einige Grundlegende Fragen stellen.
- Seit wann löst der FI aus ?
- Wurde etwas an der Verdrahtung geändert ?
- Wurde etwas neues angeschlossen ?
- Wann oder wie oft löst der FI aus.?
nicht so relevant zu sein, bietet aber mitunter einen wichtigen Aspekt um die Fehlerursache ein zu grenzen.
Bekommt man beispielsweise die Antwort , das der Fehler schon seit Tagen immer mal wieder auftritt, sollte man sich die Wetterbedingungen anschauen.
Hat es zum Beispiel viel geregnet, kann man seine Suche oft beschränken auf Dinge die im Zusammenhang mit dem Regen stehen.
Als erstes wäre da zu nennen die Heber pumpe , die natürlich bei Regen Wetter sehr viel mehr Pumpen muss.
Oder wenn jemand aus dem Urlaub zurück gekommen ist, und bedingt mehr waschen muss als üblich.
Was also vermehrt die Ursache sein kann wenn es viel geregnet hat, ist auch alles das was außerhalb des Hauses passiert, also alles das was dem Regen besonders ausgesetzt ist
Steckdosen im Außenbereich, oder eine Außen leuchte die evtl. voll Wasser gelaufen ist.
Die nächste Frage die beantwortet werden sollte "Wurde etwas an der Verdrahtung geändert"
Wurde etwas verändert , erweitert, oder erneuert !
Wurden evtl. neue Steckdosen angebracht oder ausgetauscht oder wurde ein Steckdosenleiste hinzugefügt usw.
Bei Änderung der Elektrik passiert es schon mal das der Null mit den PE vertauscht wird.
Die Steckdose kann dann trotzdem noch ihre Funktion haben solange kein Strom über 20 mA
bezogen wird was in etwas 5 Watt entspricht.
In der folgende Skizze ist Schuko 1 richtig angeschlossen, aber an Schuko 2 ist der N mit PE vertauscht .
Stecke ich nun ein Gerät an Schuko 2 an so passiert noch nichts, erst wenn ich das eingesteckte Gerät
einschalte und es ca. mehr als 5 Watt benötigt registriert das der FI und schaltet ab.
jede Phase mit einen Zangenampermeter zu messen und mit dem Messwert des dazugehörigen Null Leiter zu
vergleichen.
Damit würde der oben angegebene Fehler der falsch angeschlossenen Schuko Steckdose zu finden sein.
| Bestimmung |
Anwendungsgebiet |
max zulässiger Fehlerstrom |
| VDE0100, Teil 410 |
FI Schutz Allgemein |
0,5A |
| VDE 0100 Teil 701/5,84 |
Badezimmer |
0,03A |
| VDE 107/8.81 §5 |
Medizinische Räume |
0,03A |
| VDE 0730, Teil2 |
Pumpen |
0,03A |