So wählen Sie einen FI aus und schließen ihn richtig an

In diesem Artikel werden wir den Zweck und das Prinzip der Funktionsweise eines RCD betrachten. Lassen Sie uns herausfinden, wie sich Geräte verschiedener Typen unterscheiden. Wir werden bestimmen, unter welchen Bedingungen sie verwendet werden. Lassen Sie uns separat über das Anschließen dieser Schutzvorrichtungen sprechen..

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Ein FI-Schutzschalter ist ein Schaltgerät, das die Kontakte öffnet und das Netzwerk oder seinen Abschnitt von der Stromversorgung trennt, wenn der Differenzstrom (Leckstrom) den eingestellten Wert erreicht und überschreitet. Dieses Produkt hat mehrere Namen: „Fehlerstromschutzschalter“, „Fehlerstromschutzschalter“, „Schutzschalter“. Auf die eine oder andere Weise, aber Hunderte Millionen von weltweit verwendeten FI-Schutzschaltern erfüllen zwei Aufgaben: Sie schützen eine Person bei direktem und indirektem Kontakt vor Stromschlägen und verhindern, dass ein Feuer die Verkabelung entzündet. In vielen Industrieländern ist die Verwendung von Differenzschaltern obligatorisch.

Fehlerstromschutzschalter sind so ausgelegt, dass sie Ströme bei Schäden an elektrischen Anlagen aller Art neutralisieren. Trotz der Tatsache, dass dies nur ein Teil umfassender Maßnahmen ist, bleibt der FI in einigen Fällen das einzige Schutzmittel, beispielsweise wenn: der Isolationspegel gesenkt, der neutrale Schutzleiter unterbrochen oder bei niedrigen Werten des Fehlerstroms. Daher unterbrechen die Sicherungen (Leistungsschalter) den Stromkreis bei Stromwerten (Kurzschlüssen oder Überströmen), die um ein Vielfaches höher sind als die kritische Schwelle für eine Person, bei der eine Fehlfunktion des Herzmuskels auftritt, während RCDs in Millisekunden ausgelöst werden und selbst auf den kleinsten Strom reagieren.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Es kann tödlich sein, die stromführenden Elemente in der Schalttafel oder die Gehäuse elektrischer Geräte zu berühren, die unter Spannung stehen. Wenn beispielsweise die Isolierung beschädigt ist, besteht immer die Gefahr, dass die Ummantelungen der verborgenen Kabel mit einem Werkzeug beschädigt werden. Ein Strom von 5 mA wird bereits von einer Person gefühlt, bei 10 mA ziehen sich die Muskeln zusammen und die Schwelle für „Nicht loslassen“ setzt ein, 30 mA verursachen Atemversagen, 50 mA verursachen Herzrhythmusstörungen, 100 mA – ein tödliches Ergebnis ist möglich. Aus diesem Grund sollte ein RCD zum Schutz von Personen gemäß US-amerikanischen Standards in Europa mit Strömen von 4 bis 5 mA betrieben werden – 10 mA. In Russland gibt es keine strengen Normen – Fehlerstromschutzschalter müssen gemäß den staatlichen Anforderungen in Metallkonstruktionen oder Gebäuden mit Metallrahmen verwendet werden. Nach der Veröffentlichung der siebten Ausgabe des PUE änderte sich jedoch die Haltung gegenüber RCDs in unserem Land dramatisch zum Besseren.

Es ist zu beachten, dass das Fehlerstromschutzgerät die Leistungsschalter, die die Verkabelung schützen, nicht ersetzen kann, da es Fehlfunktionen „nicht bemerkt“, die nicht mit Leckströmen einhergehen, beispielsweise im Falle eines Kurzschlusses zwischen der Leitung und dem Neutralleiter.

Das Funktionsprinzip des FI

Der Betrieb eines FI-Schutzschalters basiert auf der Überwachung des Gleichgewichts der Ströme zwischen den darin enthaltenen Leitern. Mögliche Stromunterschiede werden erkannt und mit den angegebenen Werten verglichen. Balance Verletzung ist ein Hinweis für die Betätigung des Executive Part (Breaker).

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Die Haupt- „Nachführ“ -Einheit des FI ist ein Differentialtransformator mit drei Wicklungen des ferromagnetischen Kerns: Einlass, Auslass und Steuerung. Der durch das Gerät fließende Strom (vom Phasenleiter zur Stromversorgung des Verbrauchers zum vom Verbraucher kommenden Neutralleiter) regt Magnetflüsse mit entgegengesetzten Polen an den Wicklungen an. Wenn Haushaltsgeräte und Verkabelungszubehör in gutem Zustand sind, die Verkabelung im geschützten Bereich nicht beschädigt ist und keine Erdlecks vorhanden sind, ist die Summe der Ströme Null. Wenn zum Beispiel eine Person, die auf einem nassen Boden steht, einen blanken Draht berührt, fließt ein Teil des Stroms durch ihren Körper zum Boden, und die Summe der Flüsse im Gerät ist größer als Null (der Strom fließt mehr in den FI, als er verlässt). Das Auftreten einer positiven Summe von Strömen bedeutet, dass der Strom auch durch den FI fließt, dh es liegt eine Leckage und eine Beschädigung des Stromkreises vor. In diesem Fall ist das Gleichgewicht in der Steuerwicklung des Transformators gestört, es entsteht eine Kraft, die auf das EMF-Relais übertragen wird und den Kontakt zwischen Leitung und Neutralleiter unterbricht. Die elektromotorische Kraft kann vom Tracker erfasst werden, was zu einem Signal zum Ausschalten des Magneten (Leistungsaktuators) wird, der die Kontakte hält – der Stromkreis wird geöffnet.

RCD-Typen

Fehlerstromschutzschalter können sich in vielen Eigenschaften von der Art ihrer Installation bis zu ihrem allgemeinen Zweck unterscheiden. Die Klassifizierung umfasst Hunderte von RCD-Typen mit eigenen Merkmalen. Wir schlagen vor, die wichtigsten zu berücksichtigen, um das richtige Gerät auszuwählen, das unter bestimmten Bedingungen ordnungsgemäß funktioniert..

Durch die Art des Leckstroms

Nach diesem Kriterium werden FI-Schutzschalter in Geräte vom Typ AC, A und B unterteilt. AC-Geräte unterbrechen den Stromkreis mit AC-Lecks, wenn sie plötzlich oder reibungslos wachsen. Diese RCDs sind kostengünstig, am häufigsten und werden für die meisten Betriebsbedingungen als akzeptabel angesehen..

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

FI-Schutzschalter vom Typ A werden nicht nur durch Wechselstrom ausgelöst, sondern auch durch pulsierenden Gleichstrom, der plötzlich gleichmäßig ansteigt oder ansteigt. Solche Geräte sind für Wohngebäude vorzuziehen, da einige Haushaltsgeräte die Quelle eines konstanten pulsierenden Stroms sind, z. B. Computer, Dimmer, Fernseher, einige Waschmaschinen (alle mit Halbleiterstromversorgungen). Übrigens zeigen die Anweisungen für einige dieser Verbraucher, dass sie nur über einen FI-Schutzschalter vom Typ A angeschlossen werden dürfen. Diese Schutzvorrichtungen sind erheblich teurer als die AC-Klasse.

Typ B wird für Gleich-, Wechsel- und Gleichstrom verwendet, hauptsächlich solche FI-Schutzschalter werden in Industrieanlagen verwendet.

Durch Auslösen von Technologie

Abhängig von dem Prinzip, nach dem die Schaltung unterbrochen ist, wird ein FI unterschieden:

  • elektronisch
  • elektromechanisch

Elektromechanische Differentialschutzvorrichtungen benötigen keine vollständige Netzversorgung. Sie werden nur durch einen Leckstrom ausgelöst, der einen hochpräzisen mechanischen Aktuator antreibt. Diese Geräte sind relativ teuer, nur wenige Hersteller stellen sie her, gelten jedoch als die zuverlässigsten, da sie unter allen Bedingungen funktionieren und nicht von Leistungsparametern abhängig sind..

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Elektronische FI-Schutzschalter sind um ein Vielfaches billiger als elektromechanische und machen daher den Löwenanteil unseres Marktes aus. Damit diese Geräte funktionieren, wird eine externe Stromversorgung benötigt, die ihre Elektronik mit einem Verstärker „animiert“. Das Hauptproblem besteht darin, dass bei Spannungsabfällen im Netzwerk der Wirkungsgrad des elektronischen FI (es besteht eine Abhängigkeit vom Triggermoment) spürbar abnimmt. Darüber hinaus besteht immer die Gefahr, dass ein direkter oder indirekter Kontakt mit einem unter Spannung stehenden Element (Kabel, Anschluss oder Gerätegehäuse) auftritt, wenn der Neutralleiter beschädigt wird und der FI-Schutzschalter dementsprechend nicht unter Spannung steht – und nicht funktioniert. Elektronische FI-Schutzschalter schützen nicht vor allen Risiken, sondern vor den meisten. Wenn Sie also Geld sparen müssen, ist dies auch eine gute Option. Es ist auch sinnvoll, kein Geld für ein elektromechanisches Gerät auszugeben, wenn das interne Netzwerk eine unterbrechungsfreie Stromversorgung oder einen Spannungsstabilisator enthält.

Durch Reaktionsgeschwindigkeit (Verzögerung)

Der Buchstabe S bezeichnet RCDs, die mit einer eingestellten Verzögerung von bis zu 0,5 Sekunden arbeiten – „selektiv“. Mit diesem Gerätetyp können Sie mehrstufige „Kaskaden“ -Schutzsysteme mit mehreren geschützten Schaltkreisen erstellen. Jeder Notfallabschnitt des Netzwerks wird abhängig von den Aufgaben und der Implementierung des Schemas separat getrennt, während die allgemeine Stromversorgung des Raums erhalten bleibt. RCDs mit Index G haben ebenfalls eine Verzögerung, die jedoch viel geringer ist.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern 1 – Einführungskabel; 2 – Einführungsmaschine; 3 – Zähler; 4 – RCD Typ S; 5 – Maschinen; 6 – Nullbus; 7 und 8 – RCD Typ AC; 9 – dreiadrige elektrische Verkabelung; 10 – Erdungsbus

Selektive FI-Schutzschalter werden normalerweise oben in der Kaskade installiert. Bei Undichtigkeiten werden daher zunächst nicht selektive Geräte betrieben, ohne dass alle geschützten Stromkreise abgeschaltet werden.

Hochwertige moderne nichtselektive FI-Schutzschalter arbeiten in weniger als 0,1 Sekunden.

Durch die Anzahl der Pole

Für ein dreiphasiges Netzwerk werden RCDs mit vier Polen verwendet. Sie schützen mehrere einphasige Netze oder separate dreiphasige Verbraucher (Elektromotor, Kochfeld …). In Verbindung mit diesem RCD-Typ sollte ein vierpoliges automatisches Gerät funktionieren.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Für ein einphasiges Netzwerk von Wohngebäuden werden normalerweise Geräte mit zwei Polen (Leitung und Neutralleiter) verwendet.

Leckstrom

Der Leckstrom (Bemessungsreststrom oder „Sollwert“) unter bestimmten Betriebsbedingungen ist einer der Hauptparameter, die die Funktionsmerkmale des Fehlerstromschutzes charakterisieren. Die Grenzbarriere für die Klassifizierung ist ein Strom von 30 mA. FI-Schutzschalter, die an niedrigeren Kriechpunkten arbeiten, gelten als solche, die eine Person vor einem elektrischen Schlag schützen. Geräte, deren Betriebsstrom höher als 30 mA ist, gelten als Brandbekämpfung, da eine relativ große Last an sie angeschlossen werden kann, die von ihnen zugelassenen Differenzströme jedoch für den Menschen gefährlich sind. Manchmal werden 30-mA-RCDs als universell angesehen, sie sind am häufigsten.

Feuerfeste FI-Schutzschalter sind die erste Schutzstufe in der Schalttafel. Sie werden normalerweise im gesamten internen Netzwerk installiert. Sie können jedoch auch verwendet werden, um einzelne schwere und gefährliche Verbraucher vor Entzündung zu schützen (z. B. eine Heizlüfter mit offener Spirale). Der Leckstrom von FI-Schutzschaltern wird normalerweise bei 100-300 mA gemessen, manchmal werden auch 500-mA-Geräte als Brandbekämpfungsgeräte verwendet. FI-Schutzschalter mit einem niedrigeren Strom können in diesen Positionen nicht normal arbeiten, da aufgrund der Überschreitung der zulässigen Lasten Fehlalarme auftreten.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

FI-Schutzschalter mit einem Leckstrom von 10 mA werden normalerweise in der zweiten oder dritten Schutzstufe verwendet. Sie werden entweder zum Anschluss von Beleuchtungselementen oder für einzelne Elektrogeräte verwendet, die sich in explosionsgefährdeten Bereichen befinden, z. B. in einem Badezimmer, einer Dusche, einem Schwimmbad … Jedoch einem Heizkessel oder einer Waschmaschine Die Leistung durch sie wird höchstwahrscheinlich nicht erfolgreich sein, da die Arbeitslast auf 1,8 Kilowatt begrenzt sein wird.

Beachten Sie, dass die Nennstromstärke nur die untere Auslösegrenze anzeigt, sodass ein 30-mA-FI den Stromkreis nicht mit einer Leckage von 25 mA trennt, sondern bei Strömen auslöst, die den 30-mA-Schwellenwert überschreiten.

Mit welchem ​​Leckstrom muss im Einzelfall ein FI angelegt werden? Zunächst wird der Leckstrom des Stromkreises oder Geräts bestimmt, dies kann durch Messung oder gemäß den aktuellen Vorschriften erfolgen. Gemäß SP 31-110-2003 wird der Leckstrom des Geräts für jede 1 A seiner Leistung gleich 0,4 mA angenommen. Dies addiert auch 10 & mgr; A für jeden Meter Phasenleiter. Beispielsweise sollte für ein Elektrogerät mit einer Leistung von 16 A, das von einem 20-Meter-Kabel gespeist wird, der erwartete Leckstrom gleich 4,2 mA sein. Jetzt können Sie einen FI-Schutzschalter aufnehmen, dies geschieht jedoch so, dass der Leckstrom des Geräts nicht mehr als 33% des Betriebsstroms des Fehlerstromschutzgeräts beträgt. In unserem Fall sind dies 12,6 mA. Ein 10-Ampere-Gerät ist nicht mehr geeignet, so dass ein FI-Schutzschalter mit einem Triggerstrom von 16 mA versorgt werden muss.

Betriebsstrom

Der Betriebsstrom des FI (oder die maximal zulässige Last) bestimmt, wie viel und welche Leistung die Verbraucher über dieses Gerät mit Strom versorgen können. Diese Eigenschaft zeigt den Strom an, der lange Zeit durch den FI laufen kann, ohne ihn zu zerstören..

Die Berechnung des erforderlichen FI erfolgt anhand der Merkmale der damit verbundenen Verbraucher. In Stromnetzen für Privathaushalte werden häufig FI-Schutzschalter mit einem Betriebsstrom von 10 A verwendet. Differentialschutzvorrichtungen mit einer zulässigen Last von 16 bis 32 A gelten als mittlere Leistung. Geräte für 40 A und mehr werden als leistungsstark bezeichnet.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Es ist bemerkenswert, dass in der Praxis ein klarer Zusammenhang zwischen dem Abschaltstrom und dem Betriebsstrom besteht. Hersteller stellen RCDs her, bei denen der andere umso höher ist, je höher ein Indikator ist..

Es ist nicht schwierig, den erforderlichen Betriebsstrom des FI zu berechnen. In jedem Fall muss er der Nennleistung des Leistungsschalters des geschützten Stromkreises entsprechen oder diese überschreiten.

Wenn möglich, regelt der Nennleckstrom des FI:

  • ungeregelt
  • einstellbar (stufenlose Einstellung, Stufeneinstellung)

Bei vorhandenem Kurzschlussschutz liegt ein FI vor:

  • mit Überstromschutz (Differenzschalter)
  • mit Überhitzungsschutz
  • ohne Überstromschutz

Entsprechend der Installationsmethode ist der RCD unterteilt in:

  • stationär in Form einer automatischen Maschine, die auf einer Schiene in der Montageplatte montiert sind;
  • tragbar – an einem Verlängerungskabel oder in einer Unterbrechung des Versorgungskabels montiert;
  • RCD in Steckdose (in den USA weit verbreitet).

Installation und Anschluss des FI

Außerdem werden wir nur über die Schutzvorrichtungen sprechen, die im Schild installiert sind, da sie in unserem Land am aktivsten eingesetzt werden.

In einem Haushaltsnetzwerk werden normalerweise zweipolige FI-Schutzschalter verwendet, die zwei Stellen (36 mm) auf einer Din-Schiene einnehmen. Sie befinden sich normalerweise in der Nähe der Leitungen der geschützten Stromkreise, mit Ausnahme von Feuerlöschgeräten mit einem Abschaltstrom von 100-500 A, die in der Nähe der Eingabemaschine installiert sind. RCDs können sich auch in Gruppen-ASUs von Wohngebäuden und Bodenplatten eines Privathauses befinden.

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Wenn die Verkabelung in Gruppen unterteilt ist, wird empfohlen, einen FI-Schutzschalter am Eingang und mehrere Geräte in verschiedenen Gruppen zu installieren und dabei deren Selektivität zu gewährleisten – Kaskadentrennung. Zu diesem Zweck wird auf jeder nächsten Stufe ein FI-Schutzschalter mit einem niedrigeren Auslösestrom oder einer höheren Auslösegeschwindigkeit installiert.

Ein FI-Schutzschalter wird gemäß einem vorentwickelten Leckstromschutzschema angeschlossen. Das Schutzsystem ist abhängig von den vom Gerät ausgeführten Funktionen und den spezifischen Eigenschaften des Netzwerks ausgelegt. Im Folgenden finden Sie ein einfaches Diagramm zum Anschließen eines FI-Schutzschalters an eine elektrische Anlage mit Erdung. Es kann zum Schutz einzelner Schaltkreise in mehrstufigen Kaskadensystemen verwendet werden:

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern 1 – Einführungskabel; 2 – Einführungsmaschine; 3 – Zähler; 4 – RCD; 5 – Maschinen; 6 – Nullbus; 7 – dreiadrige elektrische Verkabelung; 8 – Erdungsbus; 9 – Erdungskabel

Wie Sie sehen, gibt es nichts Kompliziertes. Lassen Sie uns Ihre Aufmerksamkeit auf einige Punkte lenken:

  1. Für den korrekten Betrieb des FI sollten in den geschützten Stromkreisen kein Kontakt des arbeitenden Neutralleiters mit geerdeten Elementen oder des Schutzleiters aus PE bestehen. Für jeden von ihnen wird ein eigener Bus in der Abschirmung verwendet (GOST R 50571.3-94)..
  2. Der Erdungsleiter ist am Anschluss des FI nicht beteiligt.
  3. Die Stromversorgung für den FI-Schutzschalter ist an die oberen Klemmen angeschlossen. Anschlüsse für den Phaseneingang am FI-Schutzschalter werden normalerweise mit „1“ bezeichnet, für den Ausgang mit „2“..
  4. Der Neutralleiter der Stromversorgung (Null, Kabel mit blauer Isolierung) muss an den mit „N“ gekennzeichneten Stecker angeschlossen werden. Diese Regel muss für FI-Schutzschalter jeder Marke, Bewertung und jedes Zwecks beachtet werden..
  5. Der wichtigste Punkt! Der Nennbetriebsstrom des FI muss gleich oder größer sein als der Betriebsstrom der Leistungsschalter. Nur dann können die Maschinen teure RCDs vor Überlastung schützen..
  6. Der installierte FI-Schutzschalter muss auf Funktionsfähigkeit überprüft werden.

RCD überprüfen

Nach dem Schalten aller Stromkreise muss das interne Netzwerk mit Strom versorgt werden. Wenn die Leistungsschalter oder FI nicht ausgelöst haben, liegt kein Kurzschluss vor und der Neutralleiter berührt nicht die Masse.

Drücken Sie anschließend die Taste „TEST“ oder „T“ auf der Vorderseite des Geräts. Auf diese Weise simulieren wir zwangsweise das Auftreten eines Leckstroms. Ein wartungsfähiger FI-Schutzschalter sollte sofort funktionieren und den geschützten Bereich abschalten. Wenn dies nicht der Fall ist, hilft das Gerät im Notfall nicht, das Problem zu lösen..

Die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern

Die letzte Stufe der Prüfung kann als Versorgung des FI mit einer Last betrachtet werden. Es ist erforderlich, alle Geräte, die in einem bestimmten Schaltkreis und im gesamten Netzwerk funktionieren, einzeln einzuschalten. Bei möglichen Fehlfunktionen müssen Änderungen an der Schutzschaltung oder die Nennwerte der Fehlerstromschutzschalter vorgenommen werden.

RCDs sind nicht die einzige Möglichkeit, eine Person vor Stromschlägen und Netzwerküberlastungen zu schützen, die zu einem Brand führen können. Aber oft sind es diese Geräte, die Leben retten und die Sicherheit des Eigentums der Bürger gewährleisten..

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