SENTRON - Siemens€¦ · 9.1 Begriffe und Definitionen (entsprechend DIN VDE 0100-200) 75 9.2 Netzsysteme und Schutzeinrichtungen 78 9.2.1 TN-System 79 9.2.2 TT-System 80 9.2.3 IT-System

SENTRON

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FehlerstromSchutzeinrichtungen

TechnikFibel

Ausgabe 02/2018

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Ob Schützen, Schalten, Messen oder Überwachen – die Komponenten der Niederspannungs-Energieverteilung von Siemens bieten für alle Anwen-dungen in der elektrischen Installationstechnik das passende Gerät. Ob für industrielle Anwendungen, Infrastruktur oder Gebäude, sie garantieren ein Höchstmaß an Flexibilität, Komfort und Sicherheit. So haben Sie den gesamten Stromkreis sicher im Griff.

Das ist besonders wichtig, wenn es um die Auswahl und den Einbau der entsprechenden Fehlerstrom-Schutzeinrichtung geht. Mit dieser Fibel stellen wir Ihnen ein Hilfsmittel zur Verfügung, das es Ihnen leicht macht, den jewei-ligen FI-Schutzschalter optimal an die Erfordernisse der elektrischen Anlage anzupassen.

Neben allgemeinen Informationen über Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen finden Sie wichtige Installations- und Anwendungshinweise. So können Sie sicher sein, immer das passende Gerät für Ihren Einsatz auszuwählen.

Vorwort

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1. Produktportfolio 6

2. Einführung 8

3. Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 93.1 ZusätzlicherSchutzmitI

Δn≤30mA

(früher„SchutzbeidirektemBerühren”) 93.2 Fehlerschutz(früher„SchutzgegenindirektesBerühren”) 133.3 Brandschutz 14

4. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 154.1 TypenvonFI-Schutzschaltern 15

4.1.1 TypAC 174.1.2 TypA 174.1.3 TypF 174.1.4 TypB 174.1.5 TypB+ 184.2 EinteilungvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen 184.3 PrinzipiellerAufbauundWirkungsweise 21

4.3.1 FI-SchutzschalterTypA 214.3.2 SIQUENCEallstromsensitiveFI-SchutzschalterTypBundTypB+ 244.4 EigenschaftenundEinsatzgebiete 25

4.4.1 FI-Schutzschalter 254.4.2 FI/LS-SchalterTypAC,TypAundTypF 264.4.3 SIQUENCEallstromsensitiveFI-SchutzschalterTypBundTypB+ 294.4.4 SIQUENCEallstromsensitiveFI/LS-SchalterTypBundTypB+ 344.4.5 FI-BlöckefürdenAnbauanLeitungsschutzschalter 354.4.6 SIGRESFI-Schutzschalter(fürerschwerte

Umgebungsbedingungen) 364.4.7 Typ K superresistent 374.4.8 Typ S selektiv 394.4.9 Ausführungenfür50bis400Hz 404.4.10 Ausführungenfür500VBetriebsspannung 404.4.11 FI-SchutzschaltermitN-Anschluss,linksseitig 404.5 ZusatzkomponentenfürFI-Schutzschalter 41

4.5.1 Fernantrieb(RC) 414.5.2 Hilfsschalter 434.5.3 WeitereZusatzkomponenten 43

Inhalt

5

5. Installations- und Anwendungshinweise 445.1 AllgemeineHinweise 44

5.1.1 AuswahlvonSchutzeinrichtungen 445.1.2 EinsatzvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen 465.2 AuswahldergeeignetenFehlerstrom-Schutzeinrichtung 48

5.2.1 TypA,TypFoderTypBbzw.TypB+? 495.2.2 WelchesSchutzzielmusserreichtwerden? 495.2.3 WelcheStörbeeinflussungentretenaufundwiewerdendiese

beherrscht? 505.3 BesonderheitenbeimEinsatzvonSIQUENCEallstromsensitiven

FI-Schutzschaltern(TypBundTypB+) 53

5.3.1 Anwendungsfälle 535.3.2 FehlerströmeanunterschiedlichenFehlerortenamBeispieleines

Frequenzumrichters(FU) 545.3.3 Projektierung 615.3.4 UrsachenfürzuhoheAbleitströmeundMöglichkeitenzur

Reduzierung 625.4 Back-up-Schutz 645.5 SchutzvorthermischerÜberlastung 665.6 Fehlersuche 675.7 FI-Schutzschalter4-poligineinem3-poligenNetz 68

6. MRCD und RCM 696.1 ModulareFehlerstromgeräte(MRCD) 696.2 Differenzstrsom-Überwachungsgeräte(RCM) 70

7. Ausblick 73

8. Quellenangaben 74

9. Anhang 759.1 BegriffeundDefinitionen(entsprechendDINVDE0100-200) 759.2 NetzsystemeundSchutzeinrichtungen 78

9.2.1 TN-System 799.2.2 TT-System 809.2.3 IT-System 829.2.4 Zusammenfassung 839.3 BegriffeundDefinitionenfürdieAngabedesSchaltvermögens 849.4 ErrichtungsbestimmungenfürInstallationsanlagenmitFehlerstrom-

Schutzeinrichtungen 85

10. Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 87

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Produktportfolio

1. Produktportfolio

FI-Schutzschalter (RCCB) 5SM3 / 5SV• TypAC,TypAundTypF• I

n=16…125A

• IΔn

=10mA…1A• 2-polig(1+N)und4-polig(3+N)• N-Anschlusslinksundrechts• AusführungSIGRESfürerschwerte

Umgebungsbedingungen• AusführungK undS • Ausführungfür500V• Ausführung50…400Hz

SIQUENCE FI-Schutzschalter (RCCB)

5SM3/5SV3• TypB,TypB+• I

n=16…80A

• IΔn

=30,300und500mA• 2-polig(1+N)und4-polig(3+N)• AusführungK undS • inklusiveSIGRES-Funktionalität

SIQUENCE FI/LS-Schalter (RCBO) 5SU1• TypB,TypB+• I

n=100...125A

• IΔn

=30,300mAund1A• 4-polig• LS-CharakteristikCundD• Bemessungs-Schaltvermögen

10kA• AusführungK undS

7

Produktportfolio

FI-Block zur Kombination mit LS-Schalter (RC unit)

5SM2• ZumAnbauanLS-Schalter• KombinierterPersonen-und

Leitungsschutz• TypAC,TypAundTypF• I

n=0,3…100A

• IΔn

=10mA…1A• 2-,3-und4-polig• AusführungK undS

FI/LS-Schalter; kombinierte Geräte (RCBO)

5SU1• KombinierterPersonen-und

Leitungsschutz• TypAC,TypAundTypF• I

n=6…40A

• IΔn

=10…300mA• LS-CharakteristikBundC• Bemessungs-Schaltvermögen

4,5kA,6kAund10kA• 1+N-polig,2-polig• N-Anschlussrechtsundlinks

Differenzstrom-Überwachungs- geräte (RCM)

5SV8• Differenzstrom-Überwachung• TypACundTypA• I

Δn=0,03...30A

• Ansprechzeit0,02...10s• Summenstromwandler

20...210mm

8

Einführung

2. Einführung

SicherheitistbeimUmgangmitElektrizitätoberstesGebot.JederElektro-fachmannmussindieserHinsichtbesondersgewissenhaftseinunddiegeforder-tenSchutzmaßnahmenkorrektanwenden.InVerbraucheranlagenistdabeidenFehlerstrom-(FI-)SchutzeinrichtungenuneingeschränktderVorzuggegenüberalternativenSchutzeinrichtungenzugeben.

ÜberdenFehlerschutz(SchutzbeiindirektemBerühren)hinausbietenFI-Schutz-schaltermitBemessungs-Differenzströmenbis30mAauchden„zusätzlichenSchutz“(SchutzbeidirektemBerühren).AuchBrändedurchErdschlussströmekönnenimEntstehenverhindertwerden.

InvielenFällenverlangendieDINVDE-BestimmungendenEinsatzvonFI-Schutz-einrichtungen.DeshalbsolltesichjederElektroinstallateurintensivmitFI-Schutz-schalternbefassen.NebenderInformationzuderSchutzwirkungsollauchdasVerständnisfürdieGerätefunktionvermitteltwerden.

UmdenEinsatzoptimaldenErfordernissenderelektrischenAnlageanzupassen,werdendieunterschiedlichenAusführungenderFI-SchutzschalterinihrerFunk-tionerläutertunddemAnwenderInstallations-undPraxishilfengegeben.

9

Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

3. Schutz durch Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

BeiAusführungderSchutzmaßnahme„AutomatischeAbschaltungderStrom-versorgung“miteinerFehlerstrom-SchutzeinrichtungistdieGrundvoraussetzung,dasseinentsprechendgeerdeterSchutzleiterandiezuschützendenAnlagen-teileundBetriebsmittelgeführtist.EinStromflussübereinenMenschenkanndannnurbeimAuftretenvonzweiFehlern(zusätzlichzumIsolationsfehlerauchUnterbrechungdesPE-Leiters)oderbeimunbeabsichtigtenBerührenaktiverTeileauftreten.

3.1 Zusätzlicher Schutz mit IΔn ≤ 30 mA (früher „Schutz bei direktem Berühren”)

UnterzusätzlichemSchutzverstehtmaneinenSchutz,derwirkt,wennesdurchVersagendesBasis-und/oderFehlerschutzeszumdirektenKontakteinesMen-schenmiteinembetriebsmäßigunterSpannungstehendenaktivenTeilkommt.SoferneinMenschaktiveTeileberührt,bestimmenzweiinReiheliegendeWider-ständedieHöhedesfließendenStroms–derInnenwiderstanddesMenschenR

m

undderStandort-ÜbergangswiderstandRst,sieheBild1.

10


Direktes Berühren

IΔn ≤ 30 mA

RB Rst

Rm

IM

Bild1: SchutzbeidirektemBerühren:ZusätzlicherSchutzbedeutetdirekterKontaktmiteinembetriebsmäßigunterSpannungstehendenaktivenTeil

FürdieUnfallbetrachtungmussderungünstigsteFallmitStandortwiderstandnaheNullangenommenwerden.

DerKörperwiderstandistabhängigvomStromwegunddemÜbergangswiderstandderHaut.Messungenergabenz.B.ca.1000ΩfürdenStromwegHand-HandoderHand-Fuß.UnterdiesenAnnahmenergibtsichbeieinerBerührungsspannungvon230VeingefährlicherKörperstromvon230mA.Bild2zeigtdieStromstärke-/Ein-wirkungsdauer-KurveninBezugaufdiephysiologischenReaktionendesmensch-lichenKörpers.GefährlichsindStromstärkenundEinwirkungsdauern,dieindenBereichreichen.HierkannesdurchHerzkammerflimmernzumToddesBetroffe-nenkommen.EingetragensindauchderAuslösebereichevonFehlerstrom-Schutz-einrichtungenmitBemessungs-Differenzstromvon10mAund30mA.DabeisinddiemaximalzulässigenAuslösezeitennachVDE0664-10eingetragen.WieausdenAuslösekurvenzuentnehmenist,begrenzenFehlerstrom-SchutzeinrichtungennichtdieHöhedesFehlerstroms,sondernerzielendieSchutzwirkungdurchdierascheAbschaltungunddamitgeringeEinwirkungsdauerdesStroms.

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Schutz bei direktem Berühren (zusätzlicher Schutz) mit IΔn ≤ 30 mA

IM

10 mA 30 mA

ms

mA

t

10.000

1.000

100

100 0,1 1 10 100 1.000 10.000

Bild2: WirkungsbereichevonWechselstrom50/60HzaufdenMenschen

Bereich: Einwirkungensindüblicherweisenichtwahrnehmbar.Bereich: MedizinischschädlicheEinwirkungenundMuskelverkrampfungen

tretenüblicherweisenichtauf.Bereich: Muskelverkrampfungenkönnenauftreten.DieGefahrdesHerz-

kammerflimmernsbestehtüblicherweisenicht.Bereich: Herzkammerflimmernkannauftreten.

FI-SchutzeinrichtungenmiteinemBemessungs-DifferenzstromIΔn

≤10mAliegenmitderAuslösekennlinieimBereichunterhalbderLoslassgrenze.MedizinischschädlicheEinwirkungenundMuskelverkrampfungentretenüblicherweisenichtauf.SiesinddamitbesondersfürsensitiveBereichewieBadezimmergeeignet.

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FI-SchutzeinrichtungenmiteinemBemessungs-DifferenzstromIΔn

≤30mAerfüllendieBedingungenzumzusätzlichenSchutzgegenelektrischenSchlag(sieheBild2):• beiunbeabsichtigtem,direktemBerührenbetriebsmäßigunterSpannung

stehenderTeile(z.B.VersagenderBasisisolierung,nichtbestimmungsgemäßerBetrieb,UnwirksamkeitdesBasisschutzes)

• beiSorglosigkeitdesBenutzers(z.B.VerwendungdefekterGeräte,unsach-gemäßeReparaturenanAnlagenundBetriebsmitteln)

• beimBerührenfehlerhaftunterSpannungstehenderTeile(z.B.VersagendesFehlerschutzesbeiUnterbrechungdesSchutzleiters)

DerEinsatzvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungenmiteinemBemessungs-Differenzstrombis30mAhatsichdabeialszusätzlicherSchutzbeimVersagenderBasisschutzvorkehrung(SchutzgegendirektesBerühren)und/oderFehlerschutz-vorkehrung(SchutzbeiindirektemBerühren)ebensowiebeiSorglosigkeitdesBenutzersimUmgangmitelektrischenBetriebsmittelnbewährt.AllerdingsdarfdiesnichtdasalleinigeMitteldesSchutzesgegenelektrischenSchlagsein.DieAn-wendungeinernachDINVDE0100-410gefordertenweiterenSchutzmaßnahmewirddamitnichtersetzt.

DieForderungdes„zusätzlichenSchutzes“mitFehlerstrom-SchutzeinrichtungennachdenAbschnitten411.3.3und415.1inDINVDE0100-410bedeutetnicht,dassdieAnwendungdiesesSchutzesdemAnwenderfreigestelltist.VielmehrkanndieserzusätzlicheSchutzunterbestimmtenäußerenEinflüssenundinbestimmtenspeziellenBereichengemeinsammitweiterenSchutzmaßnahmengefordertsein.

InmehrerenTeilenderNormenderGruppen4und7vonDINVDE0100wirddieserzusätzlicheSchutzgefordertoderausdrücklichempfohlen(siehe„Anhang“).BeispielhaftwerdenhiereinigebedeutsameAnforderungennähererläutert.

InderallgemeingültigenErrichtungsnormfürdenSchutzgegenelektrischenSchlagDINVDE0100-410:2007-06wirdfürdenzusätzlichenSchutzderEinsatzvonFI-SchutzeinrichtungenmitBemessungs-Differenzstrom≤30mAgefordert:• FüralleSteckdosenmiteinemBemessungsstrom≤20A,wenndiesefürdie

BenutzungdurchLaienundzurallgemeinenVerwendungbestimmtsind.• FürEndstromkreisefürimAußenbereichverwendetetragbareBetriebsmittel

miteinemBemessungsstrom≤32A.

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AnmerkungInDINVDE0100-410:06-2007werdenzudiesenForderungenzwarzweiAusnahmengenannt,diesesindaberfürdieMehrzahlderAnwendungenüblicherweisenichtzutreffend.NurbeiSteckdosen,dieausschließlichdurchElektrofachkräfteundelektro-technischunterwiesenePersonenbenutztwerden(z.B.inelektrischenBetriebsstätten)oderwennsichergestelltist,dassdieSteckdosedauerhaftnurfürein„bestimmtesBetriebsmittel“genutztwird,darfvondernormativenForderungdeszusätzlichenSchutzesabgewichenwerden.

GemäßderNormDINVDE0100-723:2005-06„AnforderungenfürBetriebsstätten,RäumeundAnlagenbesondererArt–UnterrichtsräumemitExperimentier-einrichtungen“müssenzurVersorgungderExperimentiereinrichtungenundderenStromkreiseinTN-oderTT-SystemenFehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs B miteinemBemessungs-Differenzstrom≤30mAvorgesehenwerden.

3.2 Fehlerschutz (früher „Schutz gegen indirektes Berühren”)UnterFehlerschutzverstehtmandieVorkehrungzumSchutzbeiKontakteinesMenschenmiteinembetriebsmäßignichtunterSpannungstehendenelektrischleitfähigenTeil.GefordertistindiesenFällendieautomatischeAbschaltungderStromversorgung,wenndurcheinenFehleraufgrundderGrößeundDauerderauftretendenBerührungsspannungeinRisikoentstehenkann.

HierzusindauchFehlerstrom-SchutzeinrichtungenmitBemessungs-Differenz-strömenüber30mAgeeignet.UmdieSchutzwirkungzuerzielen,sinddieAbschaltbedingungeneinzuhalten.HierzudarfdiegefährlicheBerührungs-spannungunterBerücksichtigungdesErdungswiderstandesundBemessungs-Differenzstromsnichtunzulässiglangeanstehen.

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Indirektes Berühren

Rst

Rm

IM

RB

Bild3: SchutzbeiindirektemBerühren:UnterFehlerschutzverstehtmandenKontaktmiteinembetriebsmäßignichtunterSpannungstehenden,elektrischleitfähigenTeill

3.3 BrandschutzDINVDE0100-482fordertfür„feuergefährdeteBetriebsstätten“MaßnahmenzurVerhütungvonBränden,diedurchIsolationsfehlerentstehenkönnen.DanachmüssenKabel-undLeitungsanlageninTN-undTT-SystemenmitFehlerstrom-SchutzeinrichtungenmitBemessungs-DifferenzstromI

Δn≤300mA

geschütztwerden.AusgenommensinddavonmineralisierteLeitungenundStrom-schienensysteme.

BeiAnwendungen,indenenwiderstandsbehafteteFehlereinenBrandent-zündenkönnen(z.B.beiDeckenheizungenmitFlächenheizelementen),mussderBemessungs-DifferenzstromI

Δn=30mAbetragen.DerSchutzvorBrändendurch

Fehlerstrom-SchutzeinrichtungensollteabernichtnuraufdiefeuergefährdetenBetriebsstättenbeschränktbleiben,sonderngrundsätzlichgenutztwerden.

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Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

4. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

4.1 Typen von FI-SchutzschalternFI-SchutzschalterwerdenhinsichtlichihrerEignungzurErfassungvonunterschied-lichenFehlerstromformenunterschieden(Tabelle1).

Ordnungsgemäße Funktion der FI-Schutzschalter

Strom-form

Typ AC Typ A Typ F Typ B Typ B+ Auslöse strom

0,5–1,0IΔn

0,35–1,4IΔn

Anschnittwinkel

135°0,11–1,4IΔn

max.1,4IΔn

+6mA(TypA)

+10mA(TypF)

+0,4IΔn

(TypB/B+)

0,5–1,4IΔn

0,5–2,0IΔn

Tabelle1: EinteilungderFIsinunterschiedlicheTypenmitAuslösebereichen

JenachelektronischerSchaltungimStromkreiskönnenunterschiedlicheFehler-stromformenauftreten.DaFI-SchutzschaltersichinihrerEignungfürdieErfassungvonFehlerstromformenunterscheiden,istbeiihrerAuswahlderentsprechendeVerbraucher-Eingangskreiszuberücksichtigen.

Tabelle2zeigtelektronischeSchaltkreiseundderenmöglicheLast-undFehler-strömemitdemjeweilsdafürgeeignetenFI-Typ.

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Geeigneter FI-Typ

Schaltung Laststrom Fehlerstrom

Tabelle2: MöglicheFehlerstromformenundgeeigneteFI-Schutzschalter

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4.1.1 Typ AC FI-SchutzschalterdesTypsACsindlediglichzurErfassungvonsinusförmigenWechselfehlerströmen(sieheStromkreise1bis3ausTabelle1)geeignet.DieserGerätetypistinDeutschlandentsprechendDINVDE0100-530nichtzurReali-sierungderSchutzmaßnahmemitFehlerstrom-SchutzeinrichtungenzugelassenundkannkeinVDE-Zeichenerhalten.

4.1.2 Typ A FI-SchutzschalterdesTypsAerfassennebensinusförmigenWechselfehlerströmenauchpulsierendeGleichfehlerströme.DieserGerätetypistinDeutschlanddieüblicherweiseeingesetztepulsstromsensitiveFehlerstrom-Schutzeinrichtung.DamitwerdenauchdiebeieinphasigenVerbrauchernmitelektronischenBauteilenimNetzteil(z.B.EVG,Dimmer)möglichenFehlerstromformenbeherrscht.GlatteGleichfehlerströmebis6mAbeeinflussendieAuslöseeigenschaftennichtun-zulässig.DieserTypvonFI-SchutzschalternistgeeignetfürelektronischeBetriebs-mittelmitEingangsstromkreisenNr.1bis6ausTabelle2.

4.1.3 Typ F FI-SchutzschalterdesTypsFerfassenalleFehlerstromartenwieTypA.DarüberhinaussindsiezurErfassungvonFehlerströmengeeignet,dieauseinemFrequenzgemischvonFrequenzenbis1kHzbestehen.DamitwerdenauchdiemöglichenFehlerstromformenaufderAusgangsseitevoneinphasigangeschlos-senenFrequenzumrichtern(z.B.inWaschmaschinen,Pumpen)beherrscht.GlatteGleichfehlerströmebis10mAbeeinflussendieAuslöseeigenschaftennichtunzulässig.FI-SchutzschaltervomTypFbesitzenzusätzlicheinekurzzeitverzögerteAuslösungunderhöhteStoßstromfestigkeit.SiesindgeeignetfürelektronischeBetriebsmittelmitEingangsstromkreisenNr.1bis7ausTabelle2.

4.1.4 Typ B FI-SchutzschalterdesTypsBdienen,nebenderErfassungderFehlerstromformendesTypsF,auchzurErfassungvonglattenGleichfehlerströmen.DieFehler-strom-SchutzeinrichtungendiesesTypssindfürdenEinsatzimDrehstromsystemmit50/60Hz,abernichtinGleichspannungssystemenoderbeivon50/60HzabweichendenFrequenzen,wieaufderAusgangsseitevonFrequenzumrichtern,geeignet.SiekönnenfüralleinTabelle1aufgeführtenEingangsstromkreise,alsoauchfürdiemitdenNummern8bis13bezeichneten,verwendetwerden.Auslösewertesindbis1kHzdefiniert.

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4.1.5 Typ B+ FürFI-SchutzschalterdesTypsB+geltendieselbenBedingungenwiefürFehler-strom-SchutzeinrichtungendesTypsB.LediglichderFrequenzbereichfürdieErfassungvonFehlerströmengiltfüreinenerweitertenBereichbis20kHz:DieAuslösungerfolgtinnerhalbdiesesFrequenzbereichesunterhalb420mA.

4.2 Einteilung von Fehlerstrom-SchutzeinrichtungenFI-SchutzeinrichtungenwerdenentsprechendihrerunterschiedlichenAusführungunterteilt(sieheBild4).

• RCDistderOberbegrifffüralleArtenvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen.• RCCBsinddieinDeutschlandunterdemNamenFehlerstrom-Schutzschalter

(FI-Schutzschalter)bekanntenGeräteohneeingebauteÜberstrom-Schutz-einrichtung.

• RCBOsindGeräte,dienebendemSchutzvorFehlerströmenaucheineein-gebauteÜberstrom-SchutzeinrichtungfürdenÜberlast-undKurzschluss-schutzineinemGerätvereinen(FI/LS-Schalter).EineweitereVersionindieserGerätegruppesinddieFehlerstrom-Blöcke(FI-Blöcke,RCunits).AndieseFI-BlöckekönnendannvomKundendiefürdenAnwendungsfallgewünschtenAusführungenvonLeitungsschutzschaltern(Charakteristik,Bemessungsstrom,Schaltvermögen)angebautwerden.NachdiesemZusammenbaubietendieseGerätediegleichenFunktionenwiedieFI/LS-Schalter.DabeibeinhaltetderFI-BlockdieFehlerstromerfassung,jedochkeineKontakte.DerFI-BlocklöstimFehlerfallüberdieKopplungdenLeitungsschutzschalter(LS)aus,derdieKontakteöffnetunddenStromkreistrennt.

RCCBsundRCBOssindbezüglichderAuslösebedingungenfürwechsel-undpulsierendeFehlerströme(TypA)inDeutschlandundindenmeisteneuropäischenLändernfürdieSchutzmaßnahmemitAbschaltungnurinnetzspannungs-unabhängigerAusführungzugelassen.NurderartigeRCCBsundRCBOskönnendasVDE-Zeichenerhalten.

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• CBRssindLeistungsschaltermitFehlerstromschutznachDINEN60947-2(VDE0660-101),AnhangB.HierwirddieFehlerstrom-ErfassungfestaneinenLeistungsschalterangebautundstelltsodenFehlerstromschutzsicher.

• MRCDssindGeräte,diemodularaufgebautsind,dasheißtFehlerstrom-Erfassung(überWandler),AuswertungundAuslösung(überLeistungs-schalter)erfolgeningetrenntenBaugruppen(entsprechendDINEN60947-2(VDE0660-101),AnhangM).

CBRsundMRCDssindinsbesonderefürAnwendungenmithöherenBemessungs-strömen(>125A)vorgesehen.

• PRCDssindortsveränderlicheFehlerstrom-Schutzeinrichtungen,diez.B.inSteckeroderinSteckdosenleistenintegriertsind.

• SRCDsnachDINVDE0662sindortsfesteFehlerstrom-Schutzeinrichtungen,dieineineSteckdoseeingebautsindbzw.miteinerSteckdoseeineBaueinheitbilden.

PRCDsundSRCDssindzurSchutzpegelerhöhungbeiAnwendungeneinsetzbar,indenendiegeforderteSchutzmaßnahmeaufandereWeisesichergestelltist.FürdieRealisierungeinerSchutzmaßnahmemitAbschaltungsindsienichtzugelassen.

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RCD

RCCB RCBOCBR PRCD SRCDMRCD

Schutzziele• ZusätzlicherSchutzmitBemessungs-

DifferenzstromIΔn

≤30mA• FehlerschutzmitBemessungs-Differenzstrom

IΔn

>30mA• BrandschutzmitBemessungs-Differenzstrom

IΔn

≤300mA

Alle Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen ent-sprechen den DIN VDE-Bestimmungen.

NichtfürSchutz-maßnahmegemäßDINVDE0100-410,nurlokaleSchutzpegel-erhöhung

Bild4: EinteilungvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(RCDs)

ModulareFehlerstrom-Schutzgeräte(ohneintegrierteAbschaltvorrichtung) LeistungsschaltermitFehlerstromschutz FI-Schutzschalter* FI/LS-Schalter* ortsveränderlicheFehlerstrom-Schutzeinrichtung ortsfesteSteckdosen-Fehlerstrom-Schutzeinrichtung

*netzspannungsunabhängigeErfassungundAuslösung

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4.3 Prinzipieller Aufbau und Wirkungsweise

4.3.1 FI-Schutzschalter Typ AEinFI-SchutzschalterTypAbestehtimWesentlichenausfolgendenFunktions-gruppen:• SummenstromwandlerzurFehlerstromerfassung• AuslösekreismitBauelementenzurAuswertungundHaltemagnet-Auslöserzur

UmwandlungderelektrischenMessgrößeineinemechanischeEntklinkung• SchaltschlossmitKontakten

AnmerkungDerkonstruktiveAufbauderFI-SchutzschalterdesTypsACundTypsFsindbisaufdieAusführungdesAuslösekreisesmitdenendesTypsAidentisch.

DerSummenstromwandlerumfasstalleStromleiterdeszuschützendenStrom-kreisesinklusivedesNeutralleiters.IneinerfehlerfreienAnlagehebensichimSummenstromwandlerdiemagnetischenWirkungenderstromdurchflossenenLeiterauf.EsentstehtkeinRestmagnetfeld,daseineSpannungaufdieSekundär-wicklungdesWandlersinduzierenkönnte.

Erstwennz.B.durcheinenIsolationsfehlerinderzuschützendenAnlage(elek-trischgesehennachdemFI-Schutzschalter)einFehlerstromfließt,verbleibteinRestmagnetfeldimWandlerkern.DadurchwirdinderSekundärwicklungeineSpannungerzeugt,dieüberdenHaltemagnet-AuslöserunddasSchaltschlossdieAbschaltungdesfehlerhaftenStromkreisesmitderzuhohenBerührungsspannungbewirkt(sieheBild5).

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Prüfwiderstand

Prüftaste

SummenstromwandlerHaltemagnet-Auslöser

Mechanik der Schutzeinrichtung Sekundärwicklung

Bild5: PrinzipdarstellungeinesFI-Schutzschalters

DieAbschaltungmussentsprechendderGerätebestimmungDINEN61008-1(VDE0664-10)beimBemessungs-Differenzstrominnerhalbvon300mserfolgen.UmeinehoheZuverlässigkeitinderGeräteschutzfunktionzuerzielen,wirdvonFI-SchutzschalterndesTypsAundTypsFentsprechendderinDeutschlandgülti-genProduktnormverlangt,dasssieinallenFunktionsgruppen(Erfassung,Aus-wertung,Abschaltung)unabhängigvonderNetz-oderHilfsspannungarbeiten.

DieFunktioneinesAuslösers,derunabhängigvoneinerHilfs-oderNetzspannungarbeitet,wirdinBild6gezeigt.

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Anker

Erreger-wicklungDauer-magnet

Halte-fluss

Auslöse-fluss

Bild6: FunktionsprinzipeinesHaltemagnet-Auslösers

UnmittelbarüberdemDauermagnetenliegteinmagnetischerNebenschluss,derinersterLiniezurKonstanthaltungdermagnetischenKraftdesDauermagnetendient.AufdemeinenPolschenkelbefindetsicheineErregerwicklung,diemitderSekundärwicklungdesSummenstromwandlersverbundenist.BeieinemErdschlussimHauptstromkreiswirdinderSekundärwicklungdesSummenstrom-wandlerseineSpannunginduziert.

DielinkeDarstellungzeigtdieRuhestellungbeifehlerfreierAnlage.DerDauer-magnettreibteinenKraftflussdurchzweiSchenkelausweichmagnetischemMaterialundhältdabeieinerFederkraftentgegenwirkenddenAnkerfest.WirdinderSekundärwicklungdesWandlerseineSpannungerzeugt(mittlereDarstellung),sotreibtdieseeinenStromdurchdieErregerwicklung.DadurchwirdeinzweiterKraftflusserzeugt.DieWirkungdesDauermagnetfeldeswirdineinerHalbwellevondemzweitenMagnetfeldaufgehoben(rechteDarstellung).

DadurchkanndieFederdenAnkervondenPolflächenziehen.DerAnkerlöstüberdasSchaltschlossdieTrennungderKontakteaus.DerWandlermussdabeinurdiegeringeEnergiezurAufhebungdesHalteflusseserzeugen,derüberdenabfallen-denAnkerdieEntklinkungdesKraftspeichersimSchaltschlossauslöst,undnichtdiehoheEnergiefürdasÖffnenderKontakte.

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DieFunktionsfähigkeitderFehlerstrom-SchutzeinrichtunglässtsichüberdiebeijedemGerätvorhandenePrüftastekontrollieren.BeimDrückenderPrüftastewirdeinkünstlicherFehlerstromerzeugt,beidemdieFehlerstrom-Schutzeinrichtungauslösenmuss.UmdenSchutzvorgefährlichenKörperströmensicherzustellen,mussbeiInbetriebnahmederAnlageundinregelmäßigenAbständen–inAbhängigkeitvondenjeweiligenEinsatzbedingungen–dieFunktionsfähigkeitdesFI-Schutzschaltersüberprüftwerden.

4.3.2 SIQUENCE allstromsensitive FI-Schutzschalter Typ B und Typ B+ ,

DieserGerätetypbeinhaltetzweiErfassungssysteme,wobeientsprechendderinDeutschlandgültigenDINVDE0664-100dieErfassung,AuswertungundAb-schaltungderTypA-Anforderungennetzspannungsunabhängigerfolgt.LediglichfürdieErfassungvonglattenGleichfehlerströmenistausphysikalischenGründeneineSpannungsversorgungnotwendig.DieseerfolgtvonallenNetzleitungen.

A Haltemagnet-AuslöserM MechanikderSchutzeinrichtungE ElektronikfürAuslösungbei

glattenGleichfehlerströmenT Prüfeinrichtungn SekundärwicklungW1 SummenstromwandlerzurErfas-

sungsinusfürmigerFehlerströme

W2 SummenstromwandlerzurErfas-sungderglattenGleichstromfehler

Bild7: AufbaueinesSIQUENCEallstromsensitivenFI-SchutzschaltersTypBundTypB+

25


4.4 Eigenschaften und Einsatzgebiete

4.4.1 FI-SchutzschalterFI-SchutzschaltersindFehlerstrom-SchutzeinrichtungenohneintegriertenSchutzbeiÜberstrom(Überlastund/oderKurzschluss).IhnenmussdeshalbfürdenÜberstrom-SchutzjeweilseineentsprechendeÜberstrom-Schutzeinrich-tungzugeordnetwerden.DerzuerwartendeBetriebsstromdesStromkreiseskannalsBemessungsgrundlagefürdenÜberlastschutzherangezogenwerden.DieÜberstrom-SchutzeinrichtungmussnachdenAngabendesHerstellersdesFI-Schutzschaltersausgewähltwerden.UmdieseAnforderungeninBezugaufdieVerfügbarkeitderelektrischenAnlagezuerfüllen(sieheauchAbschnitt5.1.2),sindEndstromkreiseaufmehrereFehlerstrom-Schutzeinrichtungenaufzuteilen.

BeiAbschaltungderSchutzeinrichtungimFehlerfalloderbeinotwendigermanu-ellerAbschaltungwerdenalledemFI-SchutzschalternachgeschaltetenStromkreiseabgeschaltet.EswerdendabeidieAußenleiterundderNeutralleitergetrennt.DasistvonVorteilbeiderFehlersucheineinerAnlagemitfehlerbehaftetemNeutral-leiter.

BeiVerwendungvonFI-SchutzschalternmiteinemBemessungs-Differenzstromnichtüber30mAfürdenzusätzlichenSchutz,sollderFehlerschutzmiteinervorgeschaltetenselektivenFehlerstrom-SchutzeinrichtunghöherenBemessungs-DifferenzstromsodermiteinerÜberstrom-Schutzeinrichtungrealisiertwerden.DieSchutzeinrichtungmussdabeiamAnfangdesStromkreisesinstalliertwerden.

26


4.4.2 FI/LS-Schalter Typ AC, Typ A und Typ F , ,FI/LS-SchalterbeinhaltendieFehlerstromerfassungunddenÜberstromschutzineinemGerätundermöglichendamiteinenkombiniertenPersonen-,Brand-undLeitungsschutz.DerEinsatzvonFI/LS-SchalternbieteteineReihevonVorteilen:

• ZuordnungeineseigenenFI/LS-SchaltersfürjedenStromkreis:BeiAbschaltungaufgrundeinesFehlerstromswirdnurderbetroffeneStrom-kreisgetrennt,sowiediesseitJahrenbeiAbschaltungenaufGrundeinesÜberstromsdurchdenjeweilseinemStromkreiszugeordnetenLeitungsschutz-schalterüblichist.

• DurchdieAufteilungderStromkreiseprofitiertderAnwenderinsgesamtvoneinererhöhtenBetriebssicherheitundAnlagenverfügbarkeit,dasichbetriebs-bedingteAbleitströmeelektronischerBetriebsmittel,wiez.B.beiNetzteilen,nichtzuunzulässigenWertenaddierenunddenAuslösewertdesFI-Schutz-schaltersüberschreiten.

• DiePlanungwirdvereinfacht,daeineBerücksichtigungvonGleichzeitigkeits-faktorenwiebeiderBelastungvonFI-Schutzschalternnichterforderlichist.DerFI/LS-SchalterschütztsichselbstvorÜberlast.

• ImFehlerfallerfolgteineallpoligeAbschaltung.Damitwerdenallespannungs-führendenTeilesichervonderEinspeisunggetrenntunddieFehlersuchevereinfacht.

DiesegenanntenVorteileführtenineinerAnmerkungderDINVDE0100-410zuderEmpfehlung,fürdenzusätzlichenSchutzfürEndstromkreisefürdenAußen-bereichundSteckdosen,FI/LS-Schalterzuverwenden.AuchdieobengenanntenForderungen,dassineinerelektrischenAnlagedieStromkreiseimmeraufmehrereFehlerstrom-Schutzeinrichtungenverteiltwerdenmüssen,lassensichoptimaldurchdieVerwendungvonFI/LS-Schalternumsetzen.EinprinzipiellerVergleichderunterschiedlichenInstallationsweisensolldieUnterschiedeverdeutlichen.

27


Installation mit zentralen FI-SchutzschalternBild8zeigteinebisherhäufigdurchgeführteInstallationmitzweizentralenFI-Schutzschaltern,denenjeAußenleitermehrereLeitungsschutzschalternach-geschaltetsind.

kW/h

FI2FI1

LSLS LSLS LS LS LSLS LS LS

Was

ch-

mas

chin

e

Bad

Bele

uch

tun

g

Troc

kner

Her

d

Ges

fch

irr-

spü

ler

Stec

kdos

en

Bele

uch

tun

g

Bild8: InstallationmitzentralemFI-SchutzschalterundLS-SchalternfürAbzweige

DabeiübernimmtderFI-SchutzschalterdenPersonen-undBrandschutzsowiemitIΔn

≤30mAauchdenfürbestimmteStromkreise(z.B.Badezimmer)gefordertenzusätzlichenSchutzbeidirektemBerühren.DerLeitungsschutzschalterverhindertSchädendurchÜberlastoderKurzschluss.DasAuslösendesFI-SchutzschaltersaufgrundeinesErdschlussesineinemdernachgeschaltetenStromkreiseführtdazu,dassauchalleanderen,selbstdiefehlerfreienStromkreise,spannungs-freigeschaltetwerden.DerweitereBetriebdieserAnlagenteilekannerstnachderFehlerbeseitigungwiedererfolgen.BeidieserInstallationsartsindfolgendeGesichtspunktezuberücksichtigen:• FüreinekorrekteAnlagendimensionierunginBezugaufdenFI-Schutzschalter

istzubeachten,dassderFI-SchutzschalternichtdurchzuhoheLastströmeüberlastetwird(sieheAbschnitt5.5).

• DieeinpoligenLS-SchaltertrennenimausgeschaltetenZustandnurdenAußenleitervomNetz.DerNeutralleiterbleibtaufdieVerbraucherseitedurch-geschaltet.

• DasAuslöseneinesFIsdarfnichtdazuführen,dassalleStromkreiseeinerAnlageabgeschaltetwerden.

28


Installation mit FI/LS-SchalternBild9zeigteinBeispielfüreineInstallation,diealleAnforderungenderErrichtungsbestimmungenundPlanungsvorgabenumsetzt.

LS LS LS LS LS

kW/h

FI-Schutzschalter

Stec

kdos

en-

stro

mkr

eis

1

Stec

kdos

en-

stro

mkr

eis

2

Bad/

Au

ßen

Was

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mas

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e

Mik

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Her

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Bele

uch

tun

g 1

Bele

uch

tun

g 2

FI/L

S Ty

p A

FI/L

S Ty

p A

FI/L

S Ty

p A

FI/L

S Ty

p F

FI/L

S Ty

p A

FI/L

S Ty

p F

FI/L

S T

yp F

FI/L

S K

Ty

p A

Bild9: BeispieleinerInstallationmitFI/LS-Schaltern

JedereinzelneSteckdosen-StromkreisverfügtjetztübereineneigenenFI/LS-Schalter,derdenkomplettenFehler-,Brand-undLeitungsschutzsowiezusätz-lichenSchutzbeidirektemBerührenübernimmt.ImFehlerfallwirdnurderbetrof-feneStromkreisabgeschaltet.FürdieStromkreise„Waschmaschine“,„Trockner“und„Geschirrspüler“wirdderEinsatzvonFI/LS-SchalterndesTypsFempfohlen.BeidiesenBetriebsmittelnkönnenimFehlerfallStrömemitvon50Hzabweichen-denFrequenzenauftreten,fürderenErfassungFI/LS-SchalterdesTypsAnichtausgelegtsind.UmeineerhöhteSicherheitgegenunerwünschteAbschaltungen,z.B.durchBlitzüberspannungen,zuerhalten,wirdfürdenSchutzdesSteckdosen-StromkreisesfürKühl-undGefriereinrichtungenderEinsatzeinessuperresistentenFI/LS-SchaltersTypKempfohlen.BeiVerwendungvonFI/LS-SchalternmiteinemBemessungs-Differenzstromnichtüber30mAkannderzusätzlicheSchutzundderFehlerschutzmitdemselbenFI/LS-Schalterrealisiertwerden.DerFI/LS-SchaltermussamAnfangdeszuschützendenStromkreisesinstalliertwerden.

29


OptionalkanndergesamtenAnlagenocheinselektiverFI-SchutzschaltermitI

Δn=300mAvorgeschaltetwerden.DieserstelltbeiverzweigtenAn-

lagendenFehler-undBrandschutzderInstallationsicher.LegtmanfürdengleichenAusstattungsumfangbeigleicherWohnflächedieVorgabenderDIN18015-2:2000-08undRALRG678:2004-09zugrunde,sozeigtsich,dassderzusätzlichePlatzbedarfimStromkreisverteilerbeiderempfohlenenVerwendungvonFI/LS-SchalterngegenübereinerInstallationmitgetrenntenFI-SchutzschalternundLS-Schalternnurgeringfügighöherist.

4.4.3 SIQUENCE allstromsensitive FI-Schutzschalter Typ B und Typ B+ ,

MöglicheglatteGleichfehlerströmewerdenvonFI-SchutzschalterndesTypsA–fürsinusförmigeWechselfehlerströmeundpulsierendeGleichfehlerströme–nichterfasst.GleichfehlerströmekönnendurchVormagnetisierungdesWandlersdazuführen,dassdieSchutzfunktionenderFI-SchutzschalterTypAauchbeiWechsel-fehlerströmennichtmehrgewährleistetsind.DeshalbführteSiemensalsersterHerstellerbereits1994denallstromsensitivenFI-SchutzschalterTypB–auchfürglatteGleichfehlerströme–ein.SeitdemkanndiegeforderteFehlerstrom-Schutz-schalttechnikinvielenAnwendungen,beidenenglatteGleichfehlerströmeauf-treten,angewendetwerden.DaallstromsensitiveFI-SchutzschalterfürvielfältigsteAnwendungenverwendetwerden,sinddiesegrundsätzlichauchfürdenEinsatzuntererschwertenUmgebungsbedingungen,wieunsereSIGRES-Version(sieheAbschnitt4.4.6)ausgelegt.

DieneueGenerationderSIQUENCEallstromsensitivenFI-Schutzschalter(5SV)verfügtübereineninternenSelbstest.DieserSelbsttestwirdalle13StundenautomatischinitiiertumdieAnalog-ElektronikunddieDetektions-Algorithmenzutesten.HierbeiwerdenvonderSoftwareimMikrocontrollersynthetischeSignalegeneriert,diedenSignaleneinesFehlerstromsentsprechen.DiesewerdenhinterdenSensorenindenErfassungs-pfaddesSystemeingespeistundvonAnalog-SchaltungundMicrocontrollerausgewertet.

30


DahermussnunauchderAuslösebefehlvomMikrocontrollerzwingenderzeugtwerden.WährenddesSelbsttestswirdfürkurzeZeit(ms)derAuslösebefehlzumAuslöserelaisunterbundenumeinerealeAuslösungzuverhindern.Nachpositi-vemAbschlussdesTestswirdderAuslösepfadwiederfreigebegen.BeinegativemErgebnisdesTestserfolgtsofortdieAuslösungdesGeräts.ZurVervollständigungdesTest-KonzeptswurdenocheinexternerWatch-Dogimplementiert,deralle20msdenAblaufdesProgrammsunddieIntegritätderFirmwareüberprüft.

BeielektronischenBetriebsmittelnkönnen,wiezumBeispielaufderAbgangsseiteeinesFrequenzumrichters(sieheauchAbschnitt5.3.2),nebendenbeschriebenenFehlerstromformenauchWechselfehlerströmeunterschiedlichsterFrequenzenentstehen.FI-SchutzschalterdesTypsAsinddafürnichtausgelegt.

DieFI-SchutzschalterdesTypsB,diefürdenEinsatzimDrehstromsystemvor-gesehensind(nichtimGleichspannungsnetz),sinddeshalbinderDINEN62423(TypB)erweiterteAuslösebedingungenbis1kHzdefiniert.DieAuslösekennlinienderSIQUENCEallstromsensitivenFI-SchutzschalterTypBmitBemessungs-Differenzströmen30mAund300mAsindinBild10dargestellt.DerAuslösewertderSchutzschalterliegtimmerinnerhalbderGrenzwertederGerätevorschriftundfürdenBemessungs-Differenzstrom30mAauchdeutlichunterhalbderGrenz-kurvefürdasgefährlicheHerzkammerflimmern(nachIEC60479-2).

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Bild10: AuslösestromTypBinAbhängigkeitvonderFrequenz

FürdenSchutzgegenelektrischgezündeteBrändeinFolgevonErdfehlerströmenhabensichFI-SchutzschaltermiteinemBemessungs-Differenzstromvonmaximal300mAbewährt.DiesleitetsichausderAnnahmeab,dassfürdieEntstehungeinesBrandesca.70Wausreichenkönnen.DieAuslösewertederSIQUENCEFI-SchutzschalterTypBsteigenbeihöherenFrequenzenan.Daabernebenhoch-auchniederfrequenteAnteileimFehlerstromenthaltensind(sieheAb-schnitt5.3.2),kanneinwirksamerBeitragzumBrandschutzbeiErdfehlerströmenauchbeieinermitderFrequenzansteigendenAuslösekennlinieerzieltwerden.DerpositiveEffektdesansteigendenAuslösestromsisteinehöhereBetriebssicherheitderAnlage,dabetriebsmäßigvorhandeneAbleitströmeüberKondensatoreningeringeremMaßzuungewolltenAuslösungendesFI-Schutzschaltersführen.

32


DieAuslegungdesFrequenzgangesderSIQUENCEFI-SchutzschalterTypBträgtdiesenRandbedingungenRechnungundstellteinengutenKompromisszwischenBrandschutzundBetriebssicherheitdar.DabetriebsmäßigvorhandenekapazitiveAbleitströmeinihremEinflussaufdieFI-Auslösungdeutlichbegrenztwerden,erweiternsichdieEinsatzmöglichkeiten.

WirdentsprechendDINVDE0100-482„BrandschutzbeibesonderenRisikenoderGefahren“inVerbindungmitDINVDE0100-530derEinsatzvonFI-SchutzschaltermitBemessungs-Differenzströmenvonmaximal300mAgefordert,empfiehltsichdieVerwendungvonFI-SchutzschalterndesTypsB+.DieseerfüllenalleAn-forderungendesbekanntenTypsB,bleibenaberentsprechendderProduktnormDINVDE0664-400,sowiederVdS-Richtlinie3501,bis20kHzunterhalbeinesAuslösewertesvon420mAundbietendamiteinenvorbeugendengehobenenBrandschutz.

BeimEinschaltenvonKondensatoren,diegegendenSchutzleiterPEgeschaltetsind(z.B.beiEMV-FilterninVerbindungmitFrequenzumrichtern),könnenkurz-zeitighoheAbleitströmeauftreten.UmfürdieseFälleeinenstörungsfreienBetriebsicherzustellen,sinddieSIQUENCEallstromsensitivenFI-SchutzschalterTypBundTypB+grundsätzlichalssuperresistentausgeführtundinderAuslösungkurzzeit-verzögert(Typ K ).

33


Bild11: AuslösestromTypB+inAbhängigkeitvonderFrequenz

UmdieAbschaltbedingungenfürdenFehlerschutz(SchutzbeiindirektemBerühren)mitdemSIQUENCEFI-Schutzschalterzuerfüllen,istdessenAuslöse-verhaltenbeiunterschiedlichenFrequenzenunddieindemAnwendungsfallauf-tretendenFrequenzspektrenamFehlerortzuberücksichtigen.UnterderAnnahmevonungünstigenBedingungen(hoheTaktfrequenzeinesFrequenzumrichters,sieheauchAbschnitt5.3.2)werdennachstehendemaximalzulässigeErdungs-widerständeempfohlen.

34


Bemessungs-Differenzstrom

Maximal zulässiger Erdungswiderstand bei Berührungsspannung

50 V 25 V

30mA 120Ω 60Ω

300mA TypB:16ΩTypB+:120Ω

TypB:8ΩTypB+:60Ω

500mA 10Ω 5Ω

Tabelle3: EmpfohlenemaximaleErdunswiderständefürSIQUENCEFI-SchutzschalterTypBundTypB+

4.4.4 SIQUENCE allstromsensitive FI/LS-Schalter Typ B und Typ B+ ,

DasErfassungsprinzipderSIQUENCEallstromsensitivenFI/LS-SchalterTypBistidentischmitdemderSIQUENCEallstromsensitivenFI-Schutzschalterundent-sprichtderDINEN62423(TypB)bzw.derDINVDE0664-410(TypB+).

BezüglichdesVerhaltensbeiFehlerströmenundderSchutzfunktionengeltendieAussagenundAngabengenausowiefürdieSIQUENCEFI-SchutzschalterTypBbzw.TypB+.FI/LS-SchaltervereinigenineinerBaueinheitdieSchutzfunktionendesPersonen-undBrandschutzeszusätzlichmitdemLeitungsschutz.DurchdenintegriertenÜberstromschutzistderthermischeGeräteeigenschutzohneweitereAbstimmungmitvor-undnachgeschaltetenÜberlast-Schutzeinrichtungenauto-matischgegeben.

DiedirekteZuordnungeinesSIQUENCEallstromsensitivenFI/LS-SchaltersTypBzueinemStromkreisbietetgegenüberderInstallationspraxismiteinemFI-Schutz-schalterundmehrerenLS-SchalternimAbgang,nebendenimAbschnitt4.4.3genannten,insbesonderefolgendeVorteile:• InjedemAbzweigkanndermaximalmöglicheAbleitstrom(0,3*I

Δn)genutzt

werden.• WiebeiÜberstromwirdauchbeiAbschaltungdurchFehlerstromnurder

betroffeneZweigvonSpannunggetrennt.• HoheAnlagenverfügbarkeit,daderfehlerfreieTeilderAnlageversorgtbleibt.

35


4.4.5 FI-Blöcke für den Anbau an LeitungsschutzschalterFI-Blöcke(RCunits)sindzumAnbauanLeitungsschutzschalternachDINEN61009-1(VDE0664-20),AnhangGgeeignet.DieseFI-BlöckekönnenvomKundenmiteinemdafürvorgesehenenLeitungsschutzschalterzusammengebautwerdenundbildendanachdiegleicheFunktionalitätwiediefabrikfertigenFI/LS-Schalter(RCBOs).

AusdemvorhandenenProduktspektrumderFI-BlöckeundLS-SchalterlässtsicheinegroßeAnzahlunterschiedlichsterKombinationenbilden,ohnedasseingroßesSpektrumlagermäßiggehaltenwerdenmuss.DiesbietetwichtigeVorteile:

• HoheFlexibilitätinderAnwendung• KundenseitigeKombinationderGeräteeigenschaftenausFI-Block

(Bemessungs-Differenzstrom,unverzögertoderselektiv)undLS-Ausführung(Bemessungsstrom,Charakteristik,Schaltvermögen)

• GerätekombinationbietetalleVorteileeinesFI/LS-SchaltersbezüglichPerso-nen-,Brand-undLeitungsschutz

36


4.4.6 SIGRES FI-Schutzschalter (für erschwerte Umgebungsbedingungen)BeimEinsatzvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungeninerschwertenUmgebungenmiterhöhterSchadgasbeanspruchung,wiez.B.• Hallenbädern(Chlorgas;Ozon),• Landwirtschaft(Ammoniak),• Industrie(Schwefeldioxid)werdendieFehlerstrom-Schutzeinrichtungendeutlichhöherbeansprucht.AufalleMetallteile,unddamitauchaufdieMetallflächendesHaltemagnet-Auslösers,wirkendieseGaseinVerbindungmitLuftfeuchtekorrosiv.

MitdenSIGRESFI-SchutzschalternstehenfürderartigeAnwendungenGerätezurVerfügung,diedurchdenpatentiertenaktivenKondensationsschutzeineerheb-lichverlängerteLebensdaueraufweisen.DabeiwirddurcheinedirekteBeheizungdesHaltemagnet-AuslösersmitminimalerLeistungeinegeringfügigerhöhteTemperaturandenMetallteilenerzielt.DahierdurchdieKondensationdermitSchadgasenangereichertenfeuchtenLuftvermiedenwird,könnenauchdiekor-rosivenAuswirkungennichtentstehen.DiesführtzueinererhöhtenLebensdauerderGeräte.FürdieBeheizungwirdeineSpannungsversorgungbenötigt.WirdderFI-SchutzschalterauchinausgeschaltetemZustandlängereZeiteingesetzt,soistdieEinspeiserichtungzubeachten.Damitwirdsichergestellt,dassauchhierbeidieBeheizungerfolgenkann.DieSchutzfunktiondesFI-SchutzschaltersistdabeiweiterhinentsprechendderProduktnormabsolutnetzspannungsunabhängig.

37


4.4.7 Typ K superresistentBetriebsmäßigeAbleitströmeundFehlerströmekönnennichtunterschiedenwerden.DieReaktionistaufbeidegleich.BeieinemkurzzeitigenhohenAb-leitstromistkeineAbschaltungdesVerbrauchersnotwendigundgewünscht.BeiVerwendungvonelektronischenBetriebsmitteln,diezurEntstörunghäufiggegendenSchutzleitergeschalteteKondensatorennutzen,kannesbeimEinschaltenzuungewünschtenAuslösungendesFI-Schutzschalterskommen.ZurVermeidungdieserAbschaltungenempfiehltsichderEinsatzvonsuper-resistentenFehlerstrom-Schutzeinrichtungen.SiesinddazuinihremAbschalt-verhaltenkurzzeitverzögertundalsTyp K gekennzeichnet.

DieProduktnormnDINEN61008-1(FI-Schutzschalter)undDINEN61009-1(FI/LS-Schalter)kennennurzweiAusführungen:• Standard• Selektiv S

FürdieseAusführungensinddieGrenzwertefürdieAbschaltzeitendefiniert.ImSinnederNormhandeltessichbeidensuperresistentenFI-SchutzschalternumunverzögerteAusführungen.

38


tA

ms1.000

100

10

1

IΔn 300 mA S

IΔn 30 mA K

IΔn 30 mA

10 30 100 300 1.000 IΔ / mA

Bild12: AbschaltzeittAinAbhängigkeitdesAuslösestromsI

Δ

Bild12zeigtdieAuslösebereichederunterschiedlichenAusführungenvonFI-Schutzschaltern.Esistdeutlichsichtbar,dassdieAuslösebereichederStandard-ausführungunddersuperresistentenAusführungbezüglichMaximalwertidentischsind,nurderMinimalwertistbeimTyp K angehoben.ZudiesenbeidenAusführungenverhältsichderTyp S selektiv.

DiesuperresistentenFI-SchutzschalterTyp K nutzendenmaximalzulässigenAuslösebereichderNormaus.SiebesitzeneineminimaleZeitverzögerungvonca.10ms.Dasheißt,kurzzeitigeAbleitströmeundhoheStoßströme(8/20µs)werdenfürdiesenZeitraumignoriert.ErstwenneinFehlerstromlängeralsdieVerzögerungszeitfließt,wirddieAbschaltungeingeleitet.DieSchutzwirkunggegenelektrischenSchlagwirddurchdieseFI-Schutzeinrichtungerreicht.DieGerätedürfenuneingeschränktfüralleindenErrichtungsbestimmungengefor-dertenSchutzmaßnahmenmitAbschaltungeingesetztwerden.DieAnlagebleibtvonunerwünschtenAbschaltungenverschont–dieAnlagenverfügbarkeitwirddeutlicherhöht.

39


4.4.8 Typ S selektivUmbeiderReihenschaltungvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungenimFehler-falleineselektiveAbschaltungzuerreichen,müssendieGerätesowohlimBemessungs-DifferenzstromI

ΔnalsauchinderAuslösezeitgestaffeltsein.Die

unterschiedlichenzulässigenAusschaltzeitenderFehlerstrom-SchutzeinrichtungenkönnendemBild13entnommenwerden.AuchdiegeeigneteStaffelungbezüglichderBemessungs-DifferenzströmeistausBild13ersichtlich.SelektiveFI-Schutz-schalterdesTyp S weisenaußerdemeinesehrhoheStoßstromfestigkeitvon5kA(8/20µsStromform)auf.SiesindmitdemSymbol S gekennzeichnet.

Bild13: AnordnungunterschiedlicherFehlerstrom-SchutzeinrichtungenundderenAuslösezeiten

Vorgeschalteter FI-Schutzschalter

für selektives Abschalten S

Nachgeschalteter FI-Schutzschalter

unverzögerte Ausführung

superresistente Ausführung K

IΔn

Abschaltzeit bei 5 x I

Δn

IΔn


Δn


Δn

100mA300mA500mA

1000mA

50-150ms 10mA30mA

100mA300mA

≤40ms 20-40ms

40


4.4.9 Ausführungen für 50 bis 400 HzFehlerstrom-SchutzeinrichtungensindaufgrundihresFunktionsprinzipsinihrerStandardausführungaufdenmaximalenWirkungsgradim50-Hz-Netzausgelegt.AuchdieGerätebestimmungenundAuslösebedingungenbeziehensichaufdieseFrequenz.MitsteigenderFrequenznimmtdieEmpfindlichkeitüblicherweiseab.UmfürAnwendungsfälleinNetzenbis400Hz(z.B.Industrie)einenwirksamenFehlerstromschutzrealisierenzukönnen,sindentsprechendgeeigneteGerätezuverwenden.DerartigeFI-SchutzschaltererfüllenbiszurangegebenenFrequenzdieAuslösebedingungenundbietenentsprechendenSchutz.

4.4.10 Ausführungen für 500 V BetriebsspannungDieStandardausführungenderFehlerstrom-SchutzeinrichtungensindmitihrenKriech-undLuftstreckenfürNetzebis240/415VWechselspannungausgelegt.FürNetzebis500VsindgeeigneteFehlerstrom-Schutzeinrichtungenlieferbar.

4.4.11 FI-Schutzschalter mit N-Anschluss, linksseitigDaderFI-Schutzschalter(insbesondereinDeutschland)üblicherweiselinksvondenLeitungsschutzschalternangeordnetist,derN-Leiteranschlusssichjedochrechtsbefindet,werden4-poligeFI-SchutzschalterauchmitN-Anschlusslinksangeboten.FI-SchutzschalterinVerbindungmitLeitungsschutzschalternerforderndeshalbeinespezielleSammelschiene.UmjederzeitaufeineStandardsammelschienezurückgreifenzukönnen,werdenvierpoligeFI-SchutzschalterauchmitN-Anschlusslinksangeboten.DieInstallationsgewohnheitmitFI-SchutzschalterlinksvomLeitungsschutzschalterundderVerwendungvonstandardmäßigenSammelschienenverbindungenkanndamitbeibehaltenwerden.

41


4.5 Zusatzkomponenten für FI-Schutzschalter

4.5.1 Fernantrieb (RC)FavorisierteEinsatzfällefürFernantriebesindräumlichausgedehnteodernichtständigbesetzteBetriebsstätten,wiez.B.KläranlagenoderFunkstationensowieautomatisierteAnlagenfürdasEnergie-undBetriebsmanagement.

FernantriebewerdenzumFernschalten(EIN/AUS)vonLeitungsschutzschalternmitoderohneFI-Block,Fehlerstrom-Schutzschaltern,FI/LS-SchalternoderVerteiler-einbauschalterneingesetztundermöglichenaucheinmanuellesSchaltenvorOrt.ImFalleeinerAuslösungderKombinationistdasEinschaltenerstnacheinerQuittierungmöglich.DieGerätekombinationmitdenTypenautomatischeWiedereinschaltung(ARD)versuchtimFehlerfallbiszudreiMalwiedereinzuschalten.LiegtderFehlerweiter-hinvor,bleibtdieKombinationausgeschaltet.DerFernantriebhateinenBetriebs-wahlschaltermitdenFunktionen„Gesperrt“,„Manuell“und„Fernschalten“.StellungWahlschalter:OFF BeiGeräten177-270V:DerFernantriebPoweristausgeschaltet,

mechanischblockiertundkannplombiertund/oderabgesperrtwerden.RC OFF NurHandbetätigungistmöglich.RC ON SowohlHand-alsauchFernbetätigung(außerbeidenBasic12-48V

Geräten)istmöglich.

BeieinerFehlerauslösungnimmtderGriffdesGrundgerätsunddesFernantriebsdieSchaltstellungAUSein.HatjenachGerätevariantedieKombinationaus-geschaltet,kann–überARDoderausderFerne–versuchtwerden,wiedereinzuschalten.LiegtderFehlerweiterhinvor,wirddieGerätekombinationabgeschaltetundkannnurvorOrthändischwiedereingeschaltetwerden.DamitdieFernantriebemitdenFehlerstrom-Schutzschaltern,Leitungs-Schutz-schaltern,FI/LS-SchalternundEin-/Ausschalternkombiniertwerdenkönnen,sindpassendeAdapterdazuzubestellen.

42


Nutzen des FernantriebesFernantriebemitARDundPowerhabenintegrierteHilfsschalterundFehlersignal-schalter.AndenFernantriebkönnenrechtsseitigweitereZusatzkomponenten5ST3...,wiez.B.AS,FC,ST,URnachdemAnbaukonzeptangebautwerden.DieFernantriebemitARDundPowerhabenfrontseitigaufdemGeräteineLED-AnzeigezurDarstellungdesSchaltzustandesundzurDiagnose.

Bild14: BeispielfürFernantriebmitFI-Schutzschalter5SV3

DerEinsatzdesFernantriebserlaubtdemAnwendereinendirektenundun-mittelbarenZugriffaufdieAnlageauchanentlegenenoderschwerzugänglichenOrten.InsbesonderedieschnelleWiedereinschaltungnacheinemFehlerfallbieteterheblicheZeit-undKosteneinsparung.

43


4.5.2 HilfsschalterHilfsstromschaltersindüblicherweisenachträglichvomKundenandenFI-Schutz-schalteranbaubar.Siedienendazu,denSchaltzustanddesSchutzschalterszumelden.HierfürgibtesunterschiedlicheVersionen(1Schließer/1Öffner;2Öffner;2Schließer).

4.5.3 Weitere ZusatzkomponentenJenachAusführungderFehlerstrom-SchutzeinrichtungsindfolgendeZusatz-komponentennachträglichfreianbaubar:• Fehlersignalschalter• Unterspannungsauslöser• Arbeitsstromauslöser• Brandschutzschalter(AFDD,sieheauchdiebetreffendeTechnik-Fibel)

44

Installations- und Anwendungshinweise

5. Installations- und Anwendungshinweise

5.1 Allgemeine Hinweise5.1.1 Auswahl von SchutzeinrichtungenBeiderSchutzmaßnahme„AutomatischeAbschaltungderStromversorgung“nachDINVDE0100-410sindfürdenFehlerschutzbeiderAuswahldergeeig-netenSchutzeinrichtungabhängigvomNetzsystemdieAbschaltbedingungenzubeachten.Tabelle4stelltdieentsprechendenKenngrößenfürdieAbschalt-bedingungenzusammen.

Kenngrößen Werte im TN-System Werte im TN-System

ImpedanzderFehler-schleifeZS(Messwerte)

einige10mΩbisetwa2Ω

bis100Ω

Fehler-strom

IF=230V

ZS

etwa115Abiszueinigen1.000A

mindestens2,3A

maximal zulässige Abschaltzeit ta

nach Tabelle 41.1 in DIN VDE 0100-410 *

0,4 s 0,2 s

BerührungsspannungUT(Erfahrungswerte)

80Vbis115V 160Vbis230V

Berüh-rungs-strom

UT1.000Ω

IT=

80mAbis115mA 160mAbis230mAKörperimpedanzbeiHand-Fuß-Durchströmung(Richtwert)

*FürEndstromkreismiteinemNennstromnichtgrößerals32Aim230/400-V-Netz(50Hz)

Tabelle4: KenngrößenfürdieAbschaltbedingungenimTN-SystemundimTT-SystemmitNennspannungen230/400Va.c.

Tabelle4zeigtdendeutlichenUnterschiedbezüglichBerührungsspannungenunddarausresultierendenBerührungsströmenimTN-undTT-System.Darauslässtsicherklären,dassdiemaximalzulässigenAbschaltzeitenimTT-SystemkürzeralsimTN-Systemseinmüssen,umdenselbenSchutzzubieten.

45


AufBasisdieserKenntnissesinddiegeeignetenSchutzeinrichtungenauszuwählen.Tabelle5gibthiereineÜbersicht.

TN-System TT-System

Abschalt-strömeIavonÜberstrom-Schutz-einrichtungenzurSicher-stellungdergefordertenAbschaltzeitta

Ia≥230V

ZS

IF=230V

ZS

Schutzein- richtung

Ia ta *DienotwendigenAbschalt-strömeIavonÜberstrom-Schutzeinrichtungenwer-dendurchdieFehlerströmeIFimAllgemeinennichterreicht.

LS-SchalterTypB

≥5In <0,1s

LS-SchalterTypC

≥10In <0,1s

Schmelz-sicherunggG

ca.>14In <0,4s

Abschalt-bedingungenvonFehlerstrom-Schutz-einrichtungenzurSicher-stellungdergefordertenAbschaltzeitta

Ia≥230V

ZS

ImTN-SystemsinddieFehler-strömeIFwesentlichhöherals5IΔn

IΔn≤50V

RA

ImFehlerfallstehen230VanderFehlerstellean.DamitgiltfürdenAuslöse-stromIa:

Ia=230V50V

IΔn=4,6IΔn

Typ Ia ta * Typ Ia ta *

FIallgemein >5IΔn ≤0,04sFIallge-mein

>2IΔn ≤0,15s

FIselektiv >5IΔn ≤0,15s FIselektiv >2IΔn ≤0,2s

*DieWertefürtabeziehensichaufdieFestlegungenindenrelevantenProdukt-normen.

RA–SummederWiderständeinΩdesErdersunddesSchutzleitersderKörperIΔn–Bemessungs-DifferenzstrominAderFehlerstrom-Schutzeinrichtung.

Tabelle5: AuswahlderSchutzeinrichtungenimTN-SystemundimTT-SystemmitNennspannungenAC230/400V

46


5.1.2 Einsatz von Fehlerstrom-SchutzeinrichtungenFehlerstrom-SchutzeinrichtungenlassensichmitallenanderenSchutzeinrichtun-genkombinieren.IneinerbestehendenAnlagemiteineranderenSchutzmaß-nahmekannfürdieseAnlageoderAnlagenteilederFehlerstromschutztrotzdemangewandtwerden.PraktischjedevorhandeneSchutzmaßnahmelässtsichohnegrößerenAufwandaufdenFehlerstromschutzumstellen.

DieVorschriftDINVDE0100-530erlaubt,dassbeiVerwendungeinerFehler-strom-SchutzeinrichtungmiteinemBemessungs-DifferenzstromI

Δn≤30mAdiese

gleichzeitigdenSchutzdurchautomatischeAbschaltungderStromversorgungzumFehlerschutzunddenzusätzlichenSchutzbeidirektemBerührenübernehmenkann.DaaberderzusätzlicheSchutzdurchFehlerstrom-SchutzeinrichtungenmiteinemBemessungs-Differenzstrom,der30mAnichtüberschreitet,alszusätz-licherSchutzbeimVersagenvonVorkehrungenfürdenBasisschutzund/odervonVorkehrungenfürdenFehlerschutzvorgesehenist,empfiehltsichtrotzdemzumErfüllendieserbeidenSchutzzieleeineAufteilungaufunterschiedlicheGeräte.UmeinemöglichsthoheVerfügbarkeitundBetriebssicherheitzuerzielen,istaufeinesinnvolleAufteilungderStromkreiseaufmehrereFI-Schutzschalterzuachten.DieseForderungensindinunterschiedlichenSchriftengestellt:• DIN18015-1:2013-09„ElektrischeAnlageninWohngebäudenTeil1:Planungs-

grundlagen“fordertdieZuordnungvonAnschlussstellenfürVerbrauchsmittelzueinemStromkreissovorzunehmen,dassdurchdasautomatischeAbschaltenderdiesemStromkreiszugeordnetenSchutzeinrichtung(z.B.Überstrom-Schutzeinrichtung,Fehlerstrom-Schutzeinrichtung)imFehlerfalloderbeinotwendigermanuellerAbschaltungnureinkleinerTeilderKundenanlageabgeschaltetwird.

• DerMusterwortlautderTAB2007fordertbeiAufteilungvonStromkreisendieZuordnungvonAnschlussstellenfürVerbrauchsgerätezueinemStromkreissovorzunehmen,dassdurchdasautomatischeAbschaltenderdiesemStromkreiszugeordnetenSchutzeinrichtungimFehlerfalloderbeinotwendigermanuellerAbschaltungnureinTeilderKundenanlageabgeschaltetwird.

Dasbedeutet:AußerbeiselektivenFI-SchutzeinrichtungenistdieAufteilungderStromkreisesovorzunehmen,dassdasAbschalteneinerFehlerstrom-Schutz-einrichtungnichtzumAusfallallerStromkreiseführt.

47


WenneinerFehlerstrom-SchutzeinrichtungfürdenzusätzlichenSchutz(Bemessungs-Differenzstrom≤30mA)eineweitereFehlerstrom-Schutzeinrich-tungfürandereSchutzaufgaben(Fehlerschutz,Brandschutz)vorgeschaltetist,mussdieseeinselektivesAbschaltverhalten(z.B.Typ S )haben.

WieTabelle5zeigt,erfüllenFI-SchutzeinrichtungeninStandard-undselektiverAusführungdiemaximalzulässigenAbschaltzeiteninbeidenNetzsystemen.InDeutschlandsindbeimEinsatzvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungenfürFehler-schutz,BrandschutzundentsprechendDINVDE0100-530fürdenzusätzlichenSchutzfolgendePunktezubeachten:• DieallpoligeAbschaltungalleraktivenLeiter,d.h.auchdesNeutralleiters,ist

immergefordert.• NurspannungsunabhängigeFI-Schutzschalter(TypA)sinderlaubt.• ReinwechselstromempfindlicheFI-SchutzschalterdesTypsACsindaus-

geschlossen.

48


5.2 Auswahl der geeigneten Fehlerstrom-SchutzeinrichtungBild15unterstütztbeiderAuswahldergeeignetenFI-Schutzeinrichtung:

Bemessungsstrom In

Ausführung

K S SIGRES 500V 50-400Hz

Typ

AC A F B B+

Polzahl

1+N 2 3 3+N 4

Bauform

RCCB (FI-Schutz-schalter)

RCBO (FI/LS-Schalter)

RCunit (FI-Block)

Bemessungs-Differenzstrom IΔn

->Schutzziel

zusätzlicherSchutzIΔn≤30mA

Fehler-schutz*IΔn≤30mA

Brand-schutzIΔn≤300mA

nur bei FI/LS-SchalterCharakteristik LS

B C D

Auswahlkriterium

Betriebsmittel,SchaltungnachTabelle1

Netz,Betriebsmittel,Umgebungsbedingungen

Betriebsmittel

EinrichtungsbestimmungenVDE0100-410,VDE0100-530VDE0100-7xx,VDE0100-482

VDS3501

Betriebsmittel

AbschaltbedingungennachVDE0100-410

(sieheTabelle4)Betriebsmittel

Bild15: AuswahlhilfezurBestimmungdergeeignetenFI-Schutzeinrichtung

NachstehendwirdaufeinzelneThemendetaillierteingegangen.

49


5.2.1 Typ A, Typ F oder Typ B bzw. Typ B+?DieAuswahldesfürdieAnwendunggeeignetenTypsderFehlerstrom-Schutz-einrichtungerfolgtnachTabelle2(entsprechendDINEN50178/VDE0160„AusrüstungvonStarkstromanlagenmitelektronischenBetriebsmitteln“bzw.nachDINVDE0100-530).

BeidirektamDrehstromnetzbetriebenenelektronischenBetriebsmitteln(z.B.Frequenzumrichter)mitSchaltungenderEingangsstromkreiseNr.8bis13(sieheTabelle2)wirdderEinsatzvonallstromsensitivenFI-Schutzschaltern(TypBoderB+)notwendig.IstmithöherenFrequenzanteilenimFehlerstromzurechnen(z.B.Frequenzumrichterim1+N-Netz)sindFehlerstrom-SchutzeinrichtungendesTypsFzuverwenden(Eingangsstromkreis7inTabelle2).IndenübrigenAnwendungsfällenistderEinsatzvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungendesTypsA(pulsstromsensitiv)ausreichend.

5.2.2 Welches Schutzziel muss erreicht werden?JenachAnwendungsfallundEinsatzbereichsinddievorgesehenenSchutzzieleeinzuhalten:• Zusätzlicher SchutzmitBemessungs-DifferenzstromI

Δn≤30mA:

DieseRCDssindalszusätzlicherSchutzgegenelektrischenSchlagbeimVer-sagendesBasisschutzes(SchutzgegendirektesBerühren)und/oderfürdenFehlerschutz(SchutzbeiindirektemBerühren)oderbeiSorglosigkeitdurchdenBenutzeranerkannt.DieseSchutzwirkunggiltfürFrequenzenbis100Hz.BeihöherenFrequenzenlassensichderzeitnurbegrenzteAussagenbezüglichderGefahrdesHerzkammerflimmerns(bis1kHz)treffen.ZuweiterenEffekten(thermisch,elektrolytisch)sindkeinesicherenAussagenzumEinflussaufdenmenschlichenOrganismuszumachen.

• FehlerschutzmitBemessungs-DifferenzstromIΔn

>30mA:BeidiesenBemessungs-DifferenzströmenkannSchutzgegenelektrischenSchlagunterFehlerbedingungengebotenwerden.HierzusinddieAbschalt-bedingungendesNetzsystemseinzuhalten.

FürhöhereFrequenzenals100HzistderSchutzbeiindirektemBerührenunterBeachtungdesFrequenzgangesdesFI-Schutzschalters,dermaximalzulässigenBerührungsspannung(z.B.50V),dermaßgeblichenFrequenzanteiledesFehler-stromsunddesdarauszubestimmendenzulässigenErdungswiderstands(sieheauchAbschnitt4.4.3)zurealisieren.

50


Brandschutz mit Bemessungs-Differenzstrom IΔn ≤ 300 mAInAnlagen• mitbesonderemBrandrisiko(feuergefährdeteBetriebsstätten),• dievorwiegendausbrennbarenBaustoffenhergestelltsind,• mitunersetzbarenGüternvonhohemWertwirdentsprechendDINVDE0100-482inVerbindungmitDINVDE0100-530derEinsatzvonFI-SchutzschalternmitBemessungs-Differenzströmenvonmaximal300mAgefordert.AusnahmensindnurerlaubtbeiVerwendungvonmineral-isoliertenLeitungenundStromschienensystemen.

FürdengehobenenvorbeugendenBrandschutzvonelektrischenBetriebsmittelnmitEingangsstromkreisenNr.8bisNr.13(sieheTabelle1)istindenobengenann-tenAnlagendieVerwendungvonFI-SchutzeinrichtungenTypB+notwendig.

5.2.3 Welche Störbeeinflussungen treten auf und wie werden diese beherrscht?

AbleitströmeUnterAbleitströmenverstehtmanStröme,diezurErdeabfließen,ohnedasseinIsolationsfehlervorliegt.SiekönnenalsstatischeoderdynamischeAbleitströmeauftretenundbeiÜberschreitungdesAuslösewertesdenFI-SchutzschalterzumAbschaltenveranlassen.SiesinddeshalbbeiderAuswahldesBemessungs-DifferenzstromsI

Δndes

FI-Schutzschalterszuberücksichtigenunderforderlichenfallssozuminimieren,dassdasgewünschteSchutzzielzuerreichenist.

• Statische AbleitströmeStatischeAbleitströmefließenbeimBetriebdesVerbrauchersohneVorliegeneinesIsolationsfehlersständiggegenErde/PE-Leiterab.HäufighandeltessichdabeizueinemhohenAnteilumAbleitströmeüberLeitungs-undFilter-kapazitäten.

FüreinenproblemlosenBetriebvonFI-SchutzschalternimpraktischenEinsatzsolltederstatischeAbleitstrom≤0,3*I

Δnsein.

51


• Dynamische AbleitströmeBeidynamischenAbleitströmenhandeltessichumkurzzeitigauftretendeStrömegegenErde/PE-Leiter.InsbesonderebeimSchaltenvonGerätenmitFilterbeschaltungentretendieseAbleitströmeimBereichvonwenigenµsbisindenms-Bereichauf.DieZeitdauerhängtnebenderZeitkonstante,diesichausImpedanzendesStromkreisesergibt,insbesonderevomSchaltgerätab,mitdemderFilteranSpannunggelegtwird.DurchdieungleichmäßigeKontaktgabedereinzelnenSchaltkontakteergebensichjenachAufbauderFilterbeschaltungkurzzeitiggroßeKapazitätswertegegenPE,diesichnachvollständigemEinschaltendurchSternschaltungderKapazitätenaufkleineRestkapazitätengegenPEverringern.

DieHöhedieserdynamischenAbleitströmekanneinigeAmperebetragenundso-mitauchunverzögerteFI-SchutzschaltermitI

Δn=300mAzumAuslösenbringen.

DerSpitzenwertdesdynamischenAbleitstromsistoszilloskopischimPE-Leiterzuermitteln.DabeiistaufeineisolierteAufstellungderBetriebsmittelzuachten,sodassdergesamteAbleitstromüberdenMesspfadzurückfließenkann.UmungewünschteAuslösungenindiesenAnwendungsfällenzuvermeiden,wirdderEinsatzvonsuperresistentenFI-Schutzschalter(Typ K )empfohlen.

Hohe LastströmeAuchohneAbleitströmekanneszuungewolltenAuslösungeneinesFI-Schutz-schaltersdurchhoheLastströme(>6-fachenI

n)kommen.Durchdiesehohen

LaststromspitzenkannesaufgrunddernichtabsolutsymmetrischangeordnetenPrimärleiterundnichtvollständiggeschlossenenSekundärwicklungaufdemUmfangdesFI-SummenstromwandlerszuunterschiedlichenMagnetisierungenimmagnetischenBandkernkommen,dieeinAuslösesignalerzeugen.AuchdirekteEinstrahlungendesmagnetischenFeldesumdenstromführendenLeiteraufdenHaltemagnet-AuslöserkönnenzurAuslösungführen.HoheLaststromspitzenwerdenerzeugtinsbesonderebeimDirektanlaufvonMotoren,Lampenlasten,Heizwicklungen,kapazitivenLasten(KapazitätenzwischenLundN),BetriebvonmedizinischenGerätenwieKernspintomograf,Röntgenanlagen.

FI-SchutzschaltersindnachProduktnormbiszum6-fachenBemessungsstromgegenungewolltesAuslösenresistent.

52


Überspannungen und StoßstrombelastungBeiGewitternkönnenatmosphärischeÜberspannungeninFormvonWander-wellenüberdasVersorgungsnetzindieInstallationeinerAnlageeindringenunddabeiFehlerstrom-Schutzeinrichtungenungewolltauslösen.ZurVermeidungdieserunerwünschtenAbschaltungenwerdenunsereFehlerstrom-Schutz-einrichtungeneinerPrüfungmitdergenormtenStromform8/20µs(sieheBild16)unterzogen.DiesePrüfungistindenGerätebestimmungenDINEN61008(VDE0664)nurfürselektiveFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(i=3kA)gefordert.UnsereFI-SchutzschalterdesTypsAundBbieteninallenAusführungendeutlichhöhereStoßstromfestigkeit.DadurchsinktdieNeigungzuFehlauslösungeninderPraxisdeutlich.

DieStoßstromfestigkeitendereinzelnenGerätereihenbetragen:• unverzögertmindestens1kA• TypFundsuperresistenterTyp K mindestens3kA• selektiv(Typ S )mindestens5kA

MitdiesenWertenistbereitsbeiderStandardausführungeinehoheSicherheitgegenFehlauslösungengegebenunddieAnwendungderSchutzmaßnahmeauchmitBemessungsströmenvon30mAsogarfürsensibleVerbraucherstromkreise(z.B.Kühlschränke)möglich.

Kenngrößen eines Stromstoßes nach DIN VDE 0432 Teil 2T

s Stirnzeitins

Tr Rückenhalbwertzeitins

01 Nennbeginn

Im

Scheitelwert

Bild16: FormdesStoßstroms8/20µs

53


5.3 Besonderheiten beim Einsatz von SIQUENCE allstromsensitiven FI-Schutzschaltern (Typ B und Typ B+)

5.3.1 AnwendungsfälleBeispielefürAnwendungsfälle,indenenauchglatteGleichfehlerströmeentstehenkönnen,sind:• FrequenzumrichtermitDrehstrom-Anschluss• MedizinischeGerätewieRöntgengeräteoderCT-Anlagen• Photovoltaik-oderUSV-Anlagen• Anschlussstellen(Wallboxen,Ladestationen)fürElektrofahrzeuge• Aufzugsteuerungen• Rohrbegleitheizungen• VersuchsanlageninLabors• BaustellengemäßMerkblattBGI608(ElektrischeBetriebsmittelaufBaustellen)• LadestationenfürbatteriebetriebeneGabelstapler• KräneallerArt• Mischinstallationen,wennentsprechendeVerbraucherangeschlossensind• DrehzahlgeregelteWerkzeugmaschinen,wieFräs-,Schleifmaschinenund

Drehbänke

54


5.3.2 Fehlerströme an unterschiedlichen Fehlerorten am Beispiel eines Frequenzumrichters (FU)

AlstypischesBeispieleinesBetriebsmittels,beidemjenachFehlerortunter-schiedlicheFehlerstromformenauftretenkönnen,solleinFrequenzumrichter(FU)betrachtetwerden(sieheBild17).

Net

z (L

1/L2

/L3)

Net

zfilt

er

Frequenzumrichter

AC / DCGleichstrom-

zwischenkreisDC / AC

Steuerkreis

Moto

Au

sgan

gs-

/Si

nu

sfilt

er

PE

Fehlerort 1:Wechsel und Pulsfehlerströme

Fehlerort 2:glatte Gleichfehlerströme

Fehlerort 3:höherfrequente Fehlerströme

Bild17: StromkreismitSIQUENCEFI-SchutzschalterundFrequenzumrichter

55


Fehlerorte im Bereich 1 (vor dem FU)ZwischenFI-SchutzeinrichtungundFrequenzumrichtertretennetzfrequenteWechselfehlerströmeauf(sieheBild18).Diesereinsinusförmigen50-Hz-Fehler-strömebeherrschenalleFI-Schutzschalter(TypAC,A,FundB).BeiErreichendesAuslösewertesimBereich0,5bis1I

ΔnerfolgtdieAbschaltungdesgefährdeten

Bereichs.

Bild18: FehlerstromformamFehlerort1

56


Fehlerorte im Bereich 2 (innerhalb des FU)InnerhalbdesFU(zwischenEingangsgleichrichterundAusgangselektronik,d.h.imGleichstromzwischenkreis)tretennahezuglatteGleichfehlerströmeauf(sieheBild19).BeiVerwendungeinerallstromsensitivenFI-SchutzeinrichtungvomTypBerfolgtimBereich0,5bis2I

ΔnzuverlässigeAbschaltung.


57


FI-SchutzschalterdesTypsAC,AundFkönnenindiesenFällenkeinenSchutzbieten.EserfolgtkeineAbschaltung,daderGleichfehlerstromkeinezeitlicheVeränderungderInduktionindemWandlerdernachdemInduktionsprinziparbei-tendenFI-Schutzschalterbewirkt.EinglatterGleichfehlerstrom(oderAbleitstrom)inFolgeeinesschleichendenIsolationsfehlersführtzueinerVormagnetisierungdesWandlermaterialsderFI-SchutzeinrichtungTypAC,AundF.Bild20zeigtdenUnterschiedzwischeneinemWandlersignalohneundmitGleichfehlerstrom-Überlagerung.OhneGleichfehlerstrom(I

ΔDC)erzeugteinWechselfehlerstrom

(IΔDC

)eineAussteuerungaufderFeldstärkeachseHvonderGrößeI.EntsprechendderMagnetisierungskennlinieMdesWandlerswirdeineSpannungderGrößeIIinduziert.EinüberdieFI-SchutzeinrichtungfließenderGleichfehlerstrom(I

ΔDC)

verschiebtdenWandlerarbeitspunktaufderH-Achse.EinWechselfehlerstrom(IΔDC

)mitgleichgroßemWertwieimFallohneGleichfehlerstromerzeugteinegleich-großeAussteuerungaufderFeldstärkeachseHvonderGrößeIII.ObwohldieÄnderungIIIdengleichenWertwieIaufweist,wirdimWandlereinewesentlichkleinereSpannungderGrößeIVinduziert.UnterderAnnahme,dasseinSignalvonderGrößeIIfürdieAuslösungnotwendigist,wirdklar,dassdasdeutlichkleinereSignalIVdafürnichtausreicht.ErstweithöhereWechselfehlerströmewürdenzumErreichendernotwendigenSignalhöheführen.Dieszeigt,dasseineFI-SchutzeinrichtungdesTypsAC,AoderFbeieinemgleichzeitigauftretenden,reinsinusförmigenFehlerstrom,dersonstproblemlosabgeschaltetwird,nichtmehrauslösenkann.DiegewünschteSchutzwirkungderFI-Schutzeinrichtungistdamitnichtgegeben.

58


B

H

IV

II

IIII

M

I∆ = I

∆ACI∆ = I

∆DC + I

∆AC

I AussteuerungmitWechselfehler-stromI

ΔAC

II AuslösesignaldurchIΔAC

erzeugtIII ÜberlagerungGleichfehlerstrom

IΔDC

mitWechselfehlerstromIΔAC

IV AuslösesignalbeiÜberlagerungGleichfehlerstromI

ΔDCmitWechsel-

fehlerstromIΔAC

IΔ Gesamtfehlerstrom

B InduktionH FeldstärkeM Magnetisierungskennliniedes

Wandlers

Bild20: VormagnetisierungdurchGleichfehlerstrom

59


Fehlerorte im Bereich 3 (nach dem FU)AufderAbgangsseitedesFrequenzumrichtersbiszumMotortretenvonderNetzfrequenzundSinusformabweichendeWechselfehlerströmeauf.EshandeltsichhierbeiumeinFrequenzgemischmitunterschiedlichenAnteilendereinzelnenFrequenzen(sieheBild21).JenachBetriebsartdesFrequenzumrichters(z.B.alsGleichstrombremse,Gleichstromvorheizung)kannesauchzuglattenGleichfehler-strömenkommen.


FI-SchutzschalterdesTypsAC,AundFsindentsprechendderProduktnormnurfürdieErfassungvonFehlerströmenmit50Hzbzw.50/60Hzausgelegt.DerAus-lösewertsteigtdeshalbfürhöhereFrequenzanteiledesFehlerstromsundefiniertan.DiegewollteSchutzwirkungistdannmeistnichtmehrgegeben.FürFI-Schutz-schalterdesTypsBsindAuslösebedingungenfürFrequenzenbis2kHzdefiniert.

60


Frequenzanteile im Fehlerstrom eines FrequenzumrichtersUmdieSchutzwirkungdesFI-SchutzschaltersbeiEinsatzeinesFrequenzumrichtersbeurteilenzukönnen,sindnebendemAuslöseverhaltendesFI-SchutzschaltersauchdieFrequenzanteileimFehlerstromzuberücksichtigen.AmFehlerort3tretenfolgendemaßgeblichenFrequenzanteileauf:• TaktfrequenzdesFrequenzumrichters(einigekHz)• Motorfrequenz(meist0bis50Hz,maximalbis1kHz)• 3.Oberwellevon50Hz(150Hzbei3-Phasen-AnschlussdesFrequenz-

umrichters)

Bild22zeigtbeispielhaftdieeinzelnenFrequenzanteile,dieübereinenFehler-widerstandvon1kΩimBereichdesFehlerorts3(sieheBild21)fließen.MitsteigenderMotorfrequenznimmtderAnteilderTaktfrequenzamGesamt-fehlerstromab,derAnteilderMotorfrequenzzu.DiesesVerhaltenistrepräsentativfürFrequenzumrichterinunterschiedlichenAusführungen.

Frequenzumrichter mit 3-phasiger VersorgungFehlerströme mit R =1kΩ

250

200

150

100

50

0 10 20 30 40 50 600

Effe

ktiv

wer

t (m

A)

Motorfrequenz (Hz)

Bild22: FrequenzanteiledesFehlerstromsamBeispieleinesFrequenzumrichters

61


5.3.3 ProjektierungAllstromsensitiveFI-SchutzschalterdesTypsBbzw.TypsB+müsseneingesetztwer-den,wennbeiBetriebvonelektronischenBetriebsmittelnimFehlerfallauchglatteodernahezuglatteGleichfehlerströmeentstehenkönnen(EingangsstromkreiseNr.8bis13ausTabelle2).

FI-SchutzschalterdesTypsAC,AoderFdürfenindiesenFällennichtfürdieReali-sierungderSchutzmaßnahmeverwendetwerden,dadiesedurchdiemöglichenglattenGleichfehlerströmeinihrerAuslösefunktionsobeeinträchtigtwerdenkönnen,dasssieauchbeimAuftretenvonFehlerströmen,fürdiesiegeeignetsind,nichtmehrabschaltenkönnen.

AusdiesemGrundistinAnlagenmitmehrerenVerbraucherstromkreisenbeiderKoordinationvonFI-SchutzschalterdesTypsAoderFmitTypB(oderB+)zube-achten,dasseinFI-SchutzschalterdesTypsBoderTypsB+grundsätzlichvordemeinesTypsAoderTypsFabgezweigtwird.Bild23zeigteinProjektierungsbeispiel.

Sn

n n

≥

≤ ≥

I2_1

3610

a

TypAC/A

300 mA

TypAC/A

100 mA

TypB/B+

30 mA

Wh

AC 230/400 V, 3-phasig

Wh

TypAC/A

n 300 mA

TypAC/A

n 100 mA

Typ

n 30 mA

≥

≤ ≥

S

I2_1

3611

a

AC 230/400 V, 3-phasig

B/B+

Bild23: ProjektierungsbeispielmitFI-SchutzschalterdesTypsAundB

62


5.3.4 Ursachen für zu hohe Ableitströme und Möglichkeiten zur Reduzierung

Ursachen von Ableitströmen Auswirkungen

EMV-(Eingangs-)FilterkapazitätenzwischenAußenleiterundPE-Leiter

hohedynamischeundstatischeAbleitströme

Leitungskapazitäten vorwiegendstatischeAbleitströme

Ein-undAusschaltungssymmetrien hohedynamischeAbleitströmemöglich

SummierungvonAbleitströmendurchAn-schlussmehrererVerbraucher(insbesondereFrequenzumrichter)aneinemFI-Schutzschalter

hohedynamischeundstatischeAbleitströme

TaktfrequenzvonFrequenzumrichtern statischeAbleitströmeüberKabelkapazität

Erdungsverhältnisse statischeAbleitströme

OberschwingungsanteilderAusgangsspannungdesFrequenzumrichters

statischeAbleitströmeüberKabelkapazität

Tabelle6: UrsachenvonAbleitströmen

Abhilfemaßnahmen• EinsatzableitstromarmerFilter.• KlärungmitdemUmrichterhersteller,obFiltermitniedrigeremEntstörgrad

(KlasseBbzw.C3/C4stattKlasseAbzw.C1)oderVerzichtaufEMV-Eingangs-filtermöglichist,z.B.wenndieVerwendungvonausgangsseitigemSinusfilteroderdu/dt-FilteroderMotordrosselnmöglichist.

• Leitungslängenminimieren(mitderLängederLeitungnimmtentsprechenddesKapazitätsbelagesproMeterdieGesamtkapazitätunddamitdergegenPEabfließendeAbleitstromzu–AbleitstromgeschirmterLeitungenvonca.0,2mA/mbis1mA/m).

• LeitungenmitgeringerLeiter-Erde-Kapazitätauswählen.SymmetrischeKabelerreichengünstigeWerte.EinzeladerverlegungbewirkthöhereAbleitströme.

• VerzichtaufdenEinsatzgeschirmterLeitungen,z.B.,wenndieEMV-ForderungenauchmitungeschirmtenLeitungenerfülltwerden(z.B.beiSinusfilternimAusgang).

63


• VorhandenenLeitungsschirmentsprechenddenHerstellerangabendesFrequenzumrichtersanschließen.

• VerzichtaufdenEinsatzhandbetätigterSchaltgerätefürdasbetriebsmäßigeSchalten,damitEin-undAusschaltungssymmetrienzeitlichengbegrenztbleiben.

• VerwendungvonallpoligenSchützenoderSchaltgerätenmitSprungschalt-werk.

• EigenerNetzanschlussfürdenAntrieb(UnsymmetrieimNetzverursachtzusätzlicheAbleitströme).

• EinschaltstrombegrenzungzurReduzierungderdynamischenAbleitströmebeimEinschalten.

• AufteilungderStromkreiseaufmehrereFI-Schutzschalter(AnzahlderAntriebenacheinemFI-Schutzschaltermöglichstgeringhalten).

• MehrereFrequenzumrichterhintereinemFI-SchutzschalternichtgleichzeitiginBetriebsetzen(oderzumindestEinschaltstrombegrenzungeinsetzen).

• BeimehrerenVerbraucherneinengemeinsamenEMV-Filternutzen(Ableit-strommeistniedrigeralsdieSummeeinzelnerFilter).

InsbesonderefürFI-SchutzschalterTypB+dieTaktfrequenzmöglichstniedrigwählen(sofernfürdieAnwendungumsetzbar).BeiFI-SchutzschalternTypB,dieeinenmitderFrequenzansteigendemAuslösewertaufweisen,kannunterUmständenmithöherenTaktfrequenzentrotzhöhererkapazitiverAbleitströmeinsgesamteingünstigeresVerhaltenerzieltwerden.InallenFällenistbeiderAbstimmungmitEMV-Filterdaraufzuachten,dassResonanzfrequenzbereichevermiedenwerden.MöglichstalleAbleitströmeüberdenPE-AnschlusszumFrequenzumrichterzurückführen,damitdieFiltermaßnahmenoptimalwirkenundkeineundefiniertenAbleitströmeauftreten.SinusfilterimAbgangdesFrequenzumrichtersfilterndieSchaltfrequenzundderenOberschwingungenzuverlässigausunderzeugendamitnahezusinusförmigeAusgangsspannungenund-ströme.DamitkönnendieEMV-ForderungenmeistauchmitungeschirmtenLeitungenerfülltwerden.DiesführtzueinerdeutlichenReduzierungderkapazitivenAbleitströmenachdemFrequenzumrichter(z.B.überKapazitätsbelägederLeitung).TeilweisekannsogaraufdeneingangsseitigenNetzfilterverzichtetwerden,waszuweitererReduzierungderstationärenunddynamischenAbleitströmeführt.AlternativzudenSinusfilternkönnen,allerdingsmitgeringererWirkung,Ausgangsdrosseln,du/dt-FilteroderNanoperm-Filtereingesetztwerden.

64


5.4 Back-up-SchutzJenachNetzsystemundAnlagenkonfigurationkönnenKurzschluss-undFehler-strömebiszumehrerenhundertAmpèrebetragen.SofließtbeispielsweisebeieinemIsolationsfehlergegendengeerdetenKörpereineselektrischenBetriebs-mittelsbeientsprechendgeringemWiderstandeinkurzschlussartigerStromüberdieFehlerstrom-Schutzeinrichtung.DieKontakte,diesichdabeigeradeöffnen,müssendieserBeanspruchungstandhalten.

DieserforderteineentsprechendhohesBemessungs-Schaltvermögen.DasBemessungs-SchaltvermögenImvonFI-SchutzschalternmussentsprechenddergültigenGerätebestimmung(DINEN61008-1/VDE0664-10)mindestens500Aoder10*I

n,jenachdemwelcherWerthöherist,betragen.FürunsereFI-Schutz-

schalterliegtdasBemessungs-Schaltvermögenüberwiegendbei800AunddamitfürGerätebis63ABemessungsstromdeutlichüberderMindestforderungvon500Abzw.630A.

EntsprechenddenErrichtungsbestimmungen(VDE0100-410;DINVDE0100-530)sindFehlerstrom-SchutzeinrichtungeninallenNetzformen(TT-,TN-,IT-System)einsetzbar.InsbesondereimTN-SystemkönnennebenKurzschlussströmenauchFehlerströmeauftreten,dieüberdemBemessungs-SchaltvermögendesFI-Schutz-schaltersliegen.UmdieEnergieundHöhedesKurzschlussstromsaufverträglicheWertezubegrenzen,isteineÜberstrom-SchutzeinrichtungalssogenannterBack-up-Schutzvorzuschalten.

AufdemFI-SchutzschalterwirdinFormeinesSymbolesderbedingteBemessungs-KurzschlussstrominVerbindungmiteinemmaximalzulässigenBemessungsstromderSicherung(SchmelzsicherungenderBetriebsklassegG)angegeben.

MitdemfolgendenBeispielsolldieserläutertwerden:

100

10.000

BeiVerwendungeinerSicherungmitmaximal100AbeträgtderbedingteBemessungs-KurzschlussstromdesFI-Schutzschalters10kA.

65


InFällen,indenenkeinSicherungsnennstromgenanntist,giltinDeutschlandautomatischeinMindestwertvon63A.FürdenbedingtenBemessungs-Kurz-schlussstromisteinMindestwertvon6kAgefordert.BeiFehlerstrom-SchutzeinrichtungenvonSiemenswerdenkeineunterschied-lichenAngabenfürBemessungs-SchaltvermögenundBemessungs-Fehlerschalt-vermögensowiefürbedingtenBemessungs-KurzschlussstromundbedingtenBemessungs-Fehlerkurzschlussstromgemacht.Diesistdurchaussinnvoll,daindenjeweiligenFällenFehler-undKurzschlussstromingleicherHöheliegenkönnen.

BeiEinsatzvonLeitungsschutzschalternoderLeistungsschalternstattderge-nanntenSicherungenergebensichaufgrundderhöherenDurchlasswertebiszurAbschaltungdesStromkreisesteilweisedeutlichniedrigereBemessungswerte.EinedirekteAngabefürdenzulässigenBemessungsstromdieserSchutzschalterlässtsichwegendersehrunterschiedlichenKonstruktionenundAuslöse-charakteristikenhiernichtgeben.DermaximalzulässigeBemessungsstromderzugeordnetenÜberstrom-SchutzeinrichtunglässtsichaberunterBerücksichtigungdermaximalzulässigenGrenzwertedesFI-Schutzschaltersfestlegen.AufBasisderaufFI-SchutzschalterngenanntenmaximalzulässigenKurzschlussvorsicherunglässtsichderBemessungsstromderzugeordnetenÜberstrom-Schutzeinrichtungbestimmen.EssinddabeidienachstehendenMaximalwerteeinzuhalten.

Baureihe max. zul. Kurzschluss- vorsicherung

maximum I²t-Wert

max. Strom- Scheitelwert Ip

5SM3 63A 25.000A²s 6,0kA

5SM3 80A 40.000A²s 7,0kA

5SM3 100A 70.000A²s 7,5kA

5SM3 125A 94.000A²s 8,0kA

Baureihe max. zul. Kurzschluss- vorsicherung

maximum I²t-Wert

max. Strom- Scheitelwert Ip

5SV 63A 15.000A²s 5,4kA

5SV 80A 30.000A²s 6,2kA

5SV 100A 55.000A²s 7kA

Tabelle7: Maximalwerte

66


DasBemessungs-SchaltvermögenvonFI/LS-SchalterngegenüberFI-Schutz-schalternistdeutlichhöher,dadieKurzschlussabschaltungdurchdenLS-Teilüber-nommenwird,derspeziellfürdenKurzschlussschutzvorgesehenist.ReichtdiesesEigenschaltvermögennichtaus,soistauchhierentsprechendderHersteller-angabengegebenenfallseinBack-up-Schutzvorzusehen.

5.5 Schutz vor thermischer ÜberlastungDerSchutzvorthermischerÜberlastungdesFI-SchutzschaltersmussprimärdurchsorgfältigePlanungderVerbraucherstromkreisenachdemFI-SchutzschaltersunterBeachtungvonHerstellerangabenerfolgen.

DINVDE0100-530erlaubtineinerAnmerkung,dassderzuerwartendeBetriebs-stromalsBemessungsgrundlagezurVermeidungderÜberlastungdesFI-Schutz-schaltersherangezogenwerdenkann,wenndieAngabendesHerstellerszuBemessungsstromundArtderÜberstrom-Schutzeinrichtungbeachtetwerden.

UmeineÜberlastungdesFI-Schutzschalterszuvermeidenistgrundsätzlichzubeachten:• DerBemessungsstromdesFI-SchutzschaltersgiltalsmaximalzulässigerDauer-

betriebsstromunddarfdauerhaftnichtüberschrittenwerden.• MitdemaufdemTypenschildangegebenenWertderVorsicherung(63Abis

125A)wirdausschließlichderBack-up-SchutzdesFI-Schutzschalterssicher-gestellt(sieheAbschnitt5.4).

BeiEinsatzvonFI/LS-SchalternentfallendieBetrachtungenbezüglichderther-mischenBelastung,daderLS-TeildurchseinenthermischenAuslöserdenÜberlast-schutzübernimmt.

67


5.6 FehlersucheSollteeineFehlerstrom-Schutzeinrichtungauslösen,solässtsichdieFehlersucheineinemerstenSchrittentsprechenddemnachstehendenDiagramm(Bild24)vornehmen.

BeiunveränderterAnlageFI-Schutzschalterwieder

einschalten

FI-Schutzschalterhatausgelöst;Isolationsfehler

inderAnlage

LäßtsichderFI-Schutz-schaltereinschalten?

Ja

AlleSicherungenbzw.LS-Schalternachdem

FI-Schutzschalterausschalten

VorübergehendeStörung.AnlageundVerbrauchereinerIsolations-prüfungunter-

ziehen.AuchN-PE.


NeinJa

DieeinzelnenStrom-kreisederReihenach

wiedereinschalten,bisderFI-Schutzschalteranspricht.DerStromkreis,beidemder

FI-Schutzschalterauslöst,hateinenIsolationsfehler.

WeitereOrtungdesFehlers:AlleVerbraucherdieses

Stromkreisesausschaltenbzw.Netzsteckerziehen.


Nein

AbgangsseitedesFI-Schutz-schaltersabklemmen

Nein Ja


FI-Schutz-schalter

fehlerhaft

Isolations-fehlerzw.FI-Schutz-

schalterundSicherun-genbzw.

LS-Schalterbzw.imN

FehlerliegtinderfestverlegtenLeitungdiesesStromkreises.Fehlerort

durchIsolationsmessungundLeitungsauftrennungin

denAbzweigdosenorten.

DieeinzelnenVerbraucherderReihenachwiedereinschaltenbzw.Netz-

steckereinsteckenbisderFI-Schutzschalterauslöst.

DasGerät,beidemderFI-Schutzschalteranspricht,

istschadhaft.

Ja

Bild24: AblaufdiagrammzurFehlersuche

68


5.7 FI-Schutzschalter 4-polig in einem 3-poligen NetzDieFI-Schutzschalterin4-poliger(3+N)-Ausführungkönnenauch3-poligbetrie-benwerden.Der3-poligeAnschlussmussandenKlemmen1,3,5und2,4,6erfolgen.

DieGerätefunktionistdadurchnichtbeeinträchtigt.UmdieFunktiondesPrüf-stromkreisessicherzustellen,musseineBrückezwischendenKlemmen3undNangebrachtwerden(diesistindenBetriebsanleitungenbeschrieben).

1 3 5 N

6 N2 4

L1 L2 L3 N

3 x 230 V AC + N

1 3 5 N

6 N2 4

L1 L2 L3

3 x 400 V AC + N

3 x 230 V AC

3 x 400 V AC

I2_0

7557

Bild25: FI-Schutzschalter4-poligin3-poligemNetz

69

MRCD und RCM

6. MRCD und RCM

NormenunterscheidenzwischenmodularenFehlerstromgeräten(MRCD,IEC60947-2,AnhangM)undDifferenzstrom-Überwachungsgeräten(RCM,IEC62020)undbestimmendamitauchderenEinsatz.

DieFunktionsweisevonMRCDundRCMistgleich.SowohlbeidenMRCDsalsauchbeidenRCMswirdderDifferenzstromüberexterneSummenstromwandlergemessen.DieSummenstromwandlersindmitverschiedenenInnendurchmessernverfüg-bar.DadurchkönnenauchInstallationenmitBemessungsströmenvonmehrerenhundertAmpèreüberwachtwerden.UmFehlauslösungeninAnlagenmithohenAnlaufströmen(z.B.Schweißanlagen)zuvermeiden,werdenauchgeschirmteSummenstromwandlerangeboten.

6.1 Modulare Fehlerstromgeräte (MRCD)EinMRCD(„ModularResidualCurrentDevice“)gehörtzurFamiliederRCDs.AlleGerätesindinderLage,einenFehlerstromzuerkennenundimFehlerfalldenüberwachtenStromkreisvonderSpannungsquellezutrennen.EserfolgtsomiteinegeforderteAbschaltungnachDINVDE0100-410bzw.IEC60364-4-41.DieseGerätesindinvielenBereichengefordertundempfohlen(VDE0100-530).IhrEinsatzbietetsichvorallemdannan,wenninfolgehoherLastströmeoderNetzspannungenkeineRCCBoderCBRgenutztwerdenkönnen.

Bild26: MRCDTypBundSummenstromwandler

70

MRCD und RCM

SiemensgibtgeprüfteKombinationenausMRCD,LeistungsschalterundArbeits-stromauslöserbzw.Unterspannungsauslöseran,fürdiebeieinem5-fachenBemessungsfehlerstromeineAbschaltunginnerhalbvon40msgewährleistetist,sodassmitdiesenGerätekombinationendieVorgabenzum„Schutzdurchautoma-tischeAbschaltungderStromversorgung“erfülltwerden.

AußerdemkanneinAlarmwert(in%vomeingestelltenDifferenzstrom)undeineZeitverzögerungenfürdieAuslösung(außerfürPersonenschutz)eingestelltwer-den.DieMöglichkeitderEinstellungeinesAlarmsistsinnvoll,weilbeimErreichenderAlarmschwellenochkeineAbschaltungdurchdasMRCDerfolgt.EinAnlagen-fehlerwirdfrühzeitigerkanntundderBetreiberhatdieMöglichkeit,dieelektrischeAnlageherunterzufahrenbzw.ProduktionsprozessezubeendenunddanacherstdieAnlageabzuschalten,damitderFehlerlokalisiertundbehobenwerdenkann.EinMRCD–kombiniertmiteinerAlarmierung–isteinsichererundzuverlässigerPersonen-undAnlagenschutz.

6.2 Differenzstrsom-Überwachungsgeräte (RCM)AndersistesbeieinemDifferenzstrom-Überwachungsgerät(RCM).EinRCM(ResidualCurrentMonitor).istnurinderLage,Differenzströmezuüberwachenundzumelden,wenndieseeinenfestgelegtenWertüberschreiten.EserfolgtimFehlerfallalsokeineAbschaltung,sondernlediglicheineMeldung.DieseGerätegehörennichtzurProduktgruppeRCD.

NebendemPersonenschutzdurchFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(RCD)gewinntdiepermanenteDifferenzstrom-ÜberwachungzurErhöhungderAn-lagen-undBetriebssicherheitundÜberwachungderStromversorgungverstärktanBedeutung.

Differenzstrom-Überwachungsgeräte,auchResidualCurrentMonitor(RCM)genannt,überwachenDifferenzströmeinelektrischenAnlagenundmelden,wenndieseeinenfestgelegtenWertüberschreiten.NachProduktnormfürDifferenz-strom-ÜberwachungsgeräteDINEN62020(VDE0663)bzw.IEC62020,sindRCMsnichtzurRealisierungderSchutzmaßnahme„automatischeAbschaltungderStromversorgung“zugelassen.EinRCMkannjedochgemeinsammitSchutz-einrichtungenverwendetwerden.

71

MRCD und RCM

DurchdiepermanenteÜberwachungderDifferenzströmekönnenFehlerschonvorAnsprechenderSchutzeinrichtungerkanntundgemeldetwerden.DadurchkanneineplötzlicheAnlagen-Abschaltungoftvermiedenwerden.Differenzstrom-ÜberwachungsgerätewerdendahervorwiegendinAnlageneingesetzt,indenenimFehlerfalleineMeldung,jedochkeineAbschaltungerfolgensoll.ZusätzlichgiltdieDifferenzstrom-ÜberwachunginelektrischenAnlagenalseineMaßnahmedervorbeugendenInstandhaltung.

DieFunktionsweisederDifferenzstrom-ÜberwachungsgeräteistdieGleichewieauchbeidenFehlerstrom-Schutzeinrichtungen.DerSummenstromwandlererfasstallezurStromführungbenötigtenLeiter,alsoggf.auchdenNeutralleiter.IneinerfehlerfreienAnlagehebensichfürdenWandlerdiemagnetisierendenWirkungenderstromdurchflossenenLeiterauf,unddieSummeallerStrömeistgleichNull(1.Kirchhoff’scherSatz).WennaufgrundeinesIsolationsfehlerseinDifferenzstromfließt,verbleibteinRestmagnetfeldimWandlerkern,welcheseineSpannunger-zeugt.DieseSpannungwirdvonderElektronikdesRCMausgewertetundderge-schalteteKontaktkannz.B.zurAnsteuerungeinesakustischen/optischenMelders,einerübergeordnetenSteuerungodereinesLeistungsschaltersverwendetwerden.RCMsverfügennichtübereinedirektabschaltendeFunktion.

RCMssindalsAusführungmitintegriertemStromwandlerundauchexternemSummenstromwandlerverbreitet.ExterneSummenstromwandlersindmitver-schiedenenInnendurchmessernverfügbar.DadurchkönnenauchInstallationenmitBemessungsströmenvonmehrerenhundertAmpèreüberwachtwerden.WeiterhinzeichnensichDifferenzstrom-ÜberwachungsgerätedurcheinstellbareWertefürAnsprechdifferenzstrom,Ansprechzeitundggf.Anzeigedesmomenta-nenWertesdesDifferenzstromsaus.

EinwesentlicherVorteilderRCMsliegtindieserEinstellbarkeitdesAnsprech-differenzstromsunddesZeitverhaltens.HierdurchwirdeineanlagenspezifischeEinstellungermöglicht,unddauerhaftvorhandeneAbleitströmekönnenberück-sichtigtwerden.Diesewerdenz.B.durchKapazitätenindenKabelnundLeitun-genoderinelektrischenBetriebsmittelnverursacht.

72

MRCD und RCM

RCM als zusätzlicher BrandschutzEntsprechendDINVDE0100-530könnenRCMs,gekoppeltmiteinemSchaltgerätmitTrennfunktion,alsAlternativezumBrandschutzeingesetztwerden,wennFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(RCDs)zumBrandschutznichteingesetztwerdenkönnen,weilz.B.derBetriebsstromdeszuschützendenStromkreisesgrößeristalsdergrößteBemessungsstromvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(RCDs).Voraussetzunghierfürist,dassderAnsprechdifferenzstrom300mAnichtübersteigtundbeiAusfallderVersorgungsspannungdesDifferenzstrom-Über-wachungsgeräts(RCM)eineAbschaltungdesüberwachtenNetzeserfolgt.

73

Ausblick

7. AusblickFehlerstrom-SchutzeinrichtungenwerdenwegendeshohenSchutzniveaus,dassiebieten,weiterhininimmermehrAnlagengefordert.

DarüberhinausstelltdiebreiteAnwendungvonFI-SchutzschalternzumSchutzvonunterschiedlichstenVerbrauchernimmerhöhereAnforderungenandieFunktionderGeräte.DerEinsatzvonallstromsensitivenFI-SchutzschalterndesTypsB,fürerschwerteUmgebungsbedingungenisteinBeispielfürdiegestiegenenAnsprüche,dieauchinZukunftnochzunehmenwerden.

DerTrendzuFI/LS-Kombinationen–entwederalsKompaktgerätoderalsFI-BlockinVerbindungmitfreianbaubaremLS-Schalter–wirdzunehmen.

ImSinneeinermodernenElektroinstallationwerdendieseFI/LS-KombinationenproStromkreisvorgesehenundbietendamiteinehoheBetriebssicherheitbeigleichzeitigemPersonen-undLeitungsschutz.

74

Quellenangaben

8. QuellenangabenBeiderErstellungdieserTechnik-FibelwurdenunteranderemdiefolgendeQuellenverwendetundkönnenauchfürweitereInformationengenutztwerden:

• DIN18015-1:2013-09• DIN18015-2:2000-08• DINEN50178(DINVDE0160)• DINEN60947-2(VDE0660-101)• DINEN61008-1(VDE0664-10)• DINEN61009-1(VDE0664-20)• DINEN62020(VDE0663)• DINEN62423• DINVDE0100-300• DINVDE0100-410• DINVDE0100-482• DINVDE0100-530• DINVDE0100-530• DINVDE0662• DINVDE0664-100• DINVDE0664-400• DINVDE0664-410• IEC60479-2• IEC62020• RALRG678:2004-09• VdS-Richtlinie3501

75

Anhang

9. Anhang

9.1 Begriffe und Definitionen (entsprechend DIN VDE 0100-200)

Außenleiter (Symbol L1, L2, L3)Leiter,dieStromquellenmitVerbrauchsmittelnverbinden,abernichtvomMittel-oderSternpunktausgehen.

Neutralleiter (Symbol N)MitdemMittelpunktbzw.SternpunktverbundenerLeiter,dergeeignetist,zurÜbertragungelektrischerEnergiebeizutragen.

Schutzleiter (Symbol PE)Leiter,derfüreinigeSchutzmaßnahmengegengefährlicheKörperströmeer-forderlichist,umdieelektrischeVerbindungzueinemdernachfolgendenTeileherzustellen:• KörperderelektrischenBetriebsmittel• FremdeleitfähigeTeile• Haupterdungsklemme• Erder• GeerdeterPunktderStromquelleoderkünstlicherSternpunkt

PEN-LeiterGeerdeterLeiter,derzugleichdieFunktionendesSchutzleitersunddesNeutral-leiterserfüllt.

Nennspannung (einer Anlage)Spannung,durchdieeineAnlageodereinTeileinerAnlagegekennzeichnetist.

BerührungsspannungSpannung,diezwischengleichzeitigberührbarenTeilenwährendeinesIsolations-fehlersauftretenkann.

Aktives TeilLeiteroderleitfähigesTeil,der/dasdazubestimmtist,beiungestörtemBetriebunterSpannungzustehen,einschließlichdesNeutralleiters,abervereinbarungs-gemäßnichtderPEN-Leiter.

76

Anhang

Körper (eines elektrischen Betriebsmittels)Berührbares,leitfähigesTeileineselektrischenBetriebsmittels,dasnormalerweisenichtunterSpannungsteht,dasjedochimFehlerfallunterSpannungstehenkann.

Elektrischer SchlagPathophysiologischerEffekt,derdurcheinenelektrischenStromausgelöstwird,derdenmenschlichenKörperoderdenKörpereinesTieresdurchfließt.

Zusätzlicher SchutzErgänzendeMaßnahmezumVerringernvonGefahrenfürPersonenundNutztiere,diesichbeiUnwirksamkeitdesBasisschutzesund/oderdesFehlerschutzesergebenkönnen.

BasisschutzSchutzgegenelektrischenSchlag,wennkeineFehlerzuständevorliegen.Basis-schutzentsprichtimAllgemeinendemSchutzgegendirektesBerühren,wieerinDINVDE0100-410verwendetwird.

FehlerschutzSchutzgegenelektrischenSchlagunterdenBedingungeneinesEinzelfehlers(z.B.fehlerhafteBasisisolierung).FehlerschutzentsprichtimAllgemeinendemSchutzbeiindirektemBerühren,wieerinDINVDE0100-410verwendetwird.

Gefährlicher KörperstromStrom,derdenKörpereinesMenschenoderTieresdurchfließtundderMerkmalehat,dieüblicherweiseeinenpathophysiologischen(schädigenden)Effektaus-lösen.

Ableitstrom (einer Anlage)Strom,derineinemfehlerfreienStromkreiszurErdeoderzueinemfremdenleitfähigenTeilfließt.

DifferenzstromSummederMomentanwertevonStrömen,dieaneinerStellederelektrischenAnlagedurchalleaktivenLeitereinesStromkreisesfließen.BeiFehlerstrom-SchutzeinrichtungennachdenNormenderReiheDINVDE0664(VDE0664)wirdderDifferenzstrommit„Fehlerstrom“bezeichnet.

77

Anhang

BetriebsstromStrom,denderStromkreisinungestörtemBetriebführensoll.

ErdeLeitfähigesErdreich,dessenelektrischesPotenzialanjedemPunktvereinbarungs-gemäßgleichNullgesetztwird.

ErderLeitfähigesTeilodermehrereleitfähigeTeile,dieingutemKontaktmitErdesindundmitdiesereineelektrischeVerbindungbilden.

GesamterdungswiderstandWiderstandzwischenderHaupterdungsklemme/-schieneundErde.

78

Anhang

9.2 Netzsysteme und SchutzeinrichtungenDieunterschiedlichenNetzsystemesindinDINVDE0100-300definiert.DiedafürzulässigenSchutzeinrichtungensindinDINVDE0100-410benannt.DieNetzsystemesindmitKurzzeichengekennzeichnet,wobeidieeinzelnenBuch-stabenfolgendeBedeutunghaben:

1. Buchstabe ErdungsverhältnissederStromquelle

T DirekteErdungeinesPunktes

IEntwederIsolierungalleraktivenTeilevonErdeoderVer-bindungeinesPunktesmitErdeübereineImpedanz

2. Buchstabe ErdungsverhältnissederKörperderelektrischenAnlage

TKörperdirektgeerdet,unabhängigvonderetwabestehen-denErdungeinesPunktesderStromquelle

NKörperdirektmitdemBetriebserderverbunden(InWechselspannungsnetzenistdergeerdetePunktimAllgemeinenderSternpunkt.)

Weitere Buchstaben

AnordnungdesNeutralleitersunddesSchutzleitersimTN-System

SNeutralleiter-undSchutzleiterfunktiondurchgetrennteLeiter

CNeutralleiter-undSchutzleiterfunktionkombiniertineinemLeiter(PEN-Leiter)

79

Anhang

9.2.1 TN-SystemAlleKörperderAnlagemüssenmitdemgeerdetenPunktdesspeisendenNetzes,deramoderinderNähedeszugehörigenTransformatorsoderGeneratorsgeerdetseinmuss,durchSchutzleiterverbundensein.Bild27,Bild28undBild30zeigendieunterschiedlichenAusführungendesTN-Systems.

Bild27: TN-S-System

Bild28: TN-C-S-System

80

Anhang

Bild29: TN-C-System

ZulässigeSchutzmaßnahmeninTN-Systemen:• Überstrom-Schutzeinrichtungen• Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen(allerdingsnichtimTN-C-System)

9.2.2 TT-SystemAlleKörper,diedurchdiegleicheSchutzeinrichtunggeschütztsind,müssendurchSchutzleiteraneinengemeinsamenErderangeschlossenwerden(sieheBild30).

Bild30: TT-System

ZulässigeSchutzmaßnahmen:• Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen• Überstrom-Schutzeinrichtungen

81

Anhang

UmdieAbschaltbedingungenzuerfüllen,ergebensichbeiderVerwendungvonFehlerstrom-SchutzeinrichtungeninAbhängigkeitdesBemessungs-Differenz-stromsunterschiedlichemaximalzulässigeErdungswiderstände(sieheTabelle8).

Bemessungs-Differenzstrom IΔn

Max. zulässiger Erdungswiderstand bei einer max. zulässigen Berührungsspannung von

50 V 25 V

10mA 5.000Ω 2.500Ω

30mA 1.660Ω 830Ω

100mA 500Ω 250Ω

300mA 170Ω 85Ω

500mA 100Ω 50Ω

1A 50Ω 25Ω

Tabelle8: Max.zulässigeErdungswiderständeinAbhängigkeitvonIΔn

FürSIQUENCEallstromsensitiveFI-SchutzeinrichtungenTypBundTypB+sindbeimEinsatzvonBetriebsmittelnmitunterschiedlichenFrequenzanteilenimmög-lichenFehlerstromdieAngabeninAbschnitt4.4.3zubeachten.

82

Anhang

9.2.3 IT-SystemInIT-Systemen(sieheBild31)müssendieaktivenTeileentwedergegenErdeisoliertseinoderübereineausreichendhoheImpedanzverfügen.DieKörpersindeinzeln,gruppenweiseoderinGesamtheitzuerden.

Bild31: IT-System

ZulässigeSchutzmaßnahmen:• Isolations-Überwachungseinrichtungen• Überstrom-Schutzeinrichtungen• Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

DieAbschaltungbeimerstenFehleristnichtgefordert.EssindaberMaßnahmenzutreffen,sodassbeimAuftretendeszweitenFehlersdasRisikogefährlicherphysiologischerEinwirkungenaufPersonenvermiedenwerden.EineIsolations-Überwachungseinrichtungmussvorgesehenwerden,damitderersteFehlerdurcheinakustischesoderoptischesSignalangezeigtwirdundderFehlersoraschwiemöglichbeseitigtwird.NachdemerstenFehlersindjenachErdungderVerbraucher(einzeln,gruppen-weiseoderinGesamtheit)bestimmteBedingungenzuerfüllen.KönnendiesenichtmitÜberstrom-Schutzeinrichtungenerfülltwerden,sindfürjedesVer-brauchsmittelFI-SchutzschaltervorzusehenoderesisteinzusätzlicherPotenzial-ausgleichdurchzuführen.DergemeinsameEinsatzvonIsolations-Überwachungs-einrichtungenundFI-SchutzschalterhatkeinegegenseitigeBeeinflussungzurFolge.

83

Anhang

9.2.4 ZusammenfassungFehlerstrom-SchutzeinrichtungenkönneninallenNetzsystemen(TN-,TT-,IT-System)einesWechsel-oderDrehstromnetzeseingesetztwerden(sieheBild32).DabeisindFehlerstrom-SchutzeinrichtungendenweiterenzugelassenenSchutz-einrichtungeninihrerSchutzwirkungüberlegen,dasienebendemFehlerschutz(SchutzbeiindirektemBerühren)beiVerwendungvonFehlerstrom-Schutzeinrich-tungenmitI

Δn≤30mAauchzusätzlichenSchutz(SchutzbeidirektemBerühren)

bietenundmitIΔn

≤300mAfürdenvorbeugendenSchutzvorelektrischenge-zündetenBrändendurchErdfehlerströmeeinenwirksamenBeitragliefern.

Bild32: Fehlerstrom-SchutzeinrichtungeninallenNetzsystemen

84

Anhang

9.3 Begriffe und Definitionen für die Angabe des Schaltvermögens

Bemessungs-Schaltvermögen Im des FI-Schutzschalters (DIN EN 61008-1)UnbeeinflussterEffektivwertdesKurzschlussstroms,denderFI-SchutzschalterunterfestgelegtenBedingungeneinschalten,führenundausschaltenkann.

Bemessungs-Schaltvermögen Icn des FI/LS-Schalters (DIN EN 61009-1)DasBemessungs-SchaltvermögeneinesFI/LS-SchaltersistdervomHerstellerbestimmteWertdesGrenz-Kurzschlussschaltvermögens.

Bemessungs-Fehlerschaltvermögen IΔm (DIN EN 61008-1,DIN EN 61009-1)UnbeeinflussterEffektivwertdesFehlerstroms,dendieFehlerstrom-Schutz-einrichtungunterfestgelegtenBedingungeneinschalten,führenundausschaltenkann.

Bedingter Bemessungs-Kurzschlussstrom Inc (DIN EN 61008-1)UnbeeinflussterStrom,denderFI-SchutzschalterinVerbindungmiteinerKurz-schlussvorsicherungohnenachfolgendeFunktionsbeeinträchtigungaushaltenkann.

Bedingter Bemessungs-Fehlerkurzschlussstrom IΔc (DIN EN 61008-1)UnbeeinflussterFehlerstrom,denderFI-SchutzschalterinVerbindungmiteinerKurzschlussvorsicherungohnenachfolgendeFunktionsbeeinträchtigungaus-haltenkann.

85

Anhang

9.4 Errichtungsbestimmungen für Installationsanlagen mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen

Bestimmung (DIN VDE ... oder BGI ...)

Anwendungsbereich Geforderter IΔn [mA]

Empfohlene Siemens FI-Schutz-einrichtung(Mögliche Art des Differenzstroms des Betriebsmittels berücksichtigen)

Typ A Typ F SIQUENCETyp B/B+

SIGRES

0100-410 SchutzgegenelektrischenSchlag

30...500 + + + +

Steckdosenbis20A,AnlagenimFreien

10...30 + +

0100-482 Brandschutzbeibesonde-renRisikenoderGefahren

30und300 + + +

0100-701 RäumemitBadewanneoderDusche,SteckdosenimBereich3

10...30 + +

0100-702 BeckenvonSchwimm-bädernundandereBecken

10...30 + +

0100-703 RäumeundKabinenmitSaunaheizungen

10...30 + +

0100-704undBGI608

Baustellen,Steckdosen-stromkreisebis32AundfürhandgehalteneBetriebsmittel,Steckvor-richtungenIn>32A

≤30mA

≤500mA

+

+

+

+

+

+

+

+

0100-705 LandwirtschaftlicheundgartenbaulicheAnwesenallgemein,Steckdosen-stromkreise

≤300

10...30

+

+

+

+

+

+

0100-706 LeitfähigeBereichemitbegrenzterBewegungs-freiheitfestangebrachteBetriebsmittel

10...30 +

0100-708 ElektrischeAnlagenaufCampingplätzen,jedeSteckdoseeinzelnundjederEndstromkreisfürdiefesteVerbindungzurVersorgung

10...30 + +

86

Anhang

Bestimmung (DIN VDE ... oder BGI ...)

Anwendungsbereich Geforderter IΔn [mA]

Empfohlene Siemens FI-Schutz-einrichtung(Mögliche Art des Differenzstroms des Betriebsmittels berücksichtigen)

Typ A Typ F SIQUENCETyp B/B+

SIGRES

0100-710 MedizinischegenutzteBereicheimTN-S-SystemjenachAnwendungs-gruppe1oder2undnachBetriebsmittel

10...30oder≤300

++

++

0100-712 Solar-PV-Stromversor-gungssysteme(ohneeinfacheTrennung)

≤300 +

0100-723 UnterrichtsräumemitExperimentierständen

10...30 +

0100-739 ZusätzlicherSchutzbeidirektemBerühreninWohnungen

10...30 +

DINEN50178(VDE0160)

AusrüstungvonStark-stromanlangenmitelekt-ronischenBetriebsmitteln

AllgemeineAnforderungenankorrekteAuswahlbeiEinsatzvonFI

+ + +

0832-100 Straßenverkehrs-SignalanlagenKlasseT1KlasseU1

≤300≤30

++

++

Nahrungsmittel-undchemischeIndustrie

empfohlen:≤30mA

+ +

Tabelle9: ErrichtungsbestimmungenfürInstallationsanlagenmitFehlerstrom-Schutzeinrichtungen

AnmerkungAusGründendesgrundsätzlichenBrandschutzeswirdderEinsatzvonFehler-strom-Schutzeinrichtungenmitmaximal300mABemessungsdifferenzstromempfohlen.

87

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

Bild1: SchutzbeidirektemBerühren:ZusätzlicherSchutzbedeutetdirekterKontaktmiteinembetriebsmäßigunterSpannungstehendenaktivenTeil 10

Bild2: WirkungsbereichevonWechselstrom50/60HzaufdenMenschen 11

Bild3: SchutzbeiindirektemBerühren:UnterFehlerschutzverstehtmandenKontaktmiteinembetriebsmäßignichtunterSpannungstehenden,elektrischleitfähigenTeill 14

Tabelle1: EinteilungderFIsinunterschiedlicheTypenmitAuslösebereichen 15

Tabelle2: MöglicheFehlerstromformenundgeeigneteFI-Schutzschalter 16Bild4: EinteilungvonFehlerstrom-Schutzeinrichtungen(RCDs) 20Bild5: PrinzipdarstellungeinesFI-Schutzschalters 22Bild6: FunktionsprinzipeinesHaltemagnet-Auslösers 23Bild7: AufbaueinesSIQUENCEallstromsensitivenFI-Schutzschalters

TypBundTypB+ 24Bild8: InstallationmitzentralemFI-SchutzschalterundLS-Schaltern

fürAbzweige 27Bild9: BeispieleinerInstallationmitFI/LS-Schaltern 28Bild10: AuslösestromTypBinAbhängigkeitvonderFrequenz 31Bild11: AuslösestromTypB+inAbhängigkeitvonderFrequenz 33Tabelle3: EmpfohlenemaximaleErdunswiderständefürSIQUENCE

FI-SchutzschalterTypBundTypB+ 34Bild12: Abschaltzeitt

AinAbhängigkeitdesAuslösestromsI

Δ 38

Bild13: AnordnungunterschiedlicherFehlerstrom-SchutzeinrichtungenundderenAuslösezeiten 39

Bild14: BeispielfürFernantriebmitFI-Schutzschalter5SV3 42Tabelle4: KenngrößenfürdieAbschaltbedingungenimTN-Systemund

imTT-SystemmitNennspannungen230/400Va.c. 44Tabelle5: AuswahlderSchutzeinrichtungenimTN-Systemund

imTT-SystemmitNennspannungenAC230/400V 45Bild15: AuswahlhilfezurBestimmungdergeeigneten

FI-Schutzeinrichtung 48Bild16: FormdesStoßstroms8/20µs 52Bild17: StromkreismitSIQUENCEFI-Schutzschalterund

Frequenzumrichter 54Bild18: FehlerstromformamFehlerort1 55Bild19: FehlerstromformamFehlerort2 56Bild20: VormagnetisierungdurchGleichfehlerstrom 58Bild21: FehlerstromformamFehlerort3 59

10. Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

88

Anhang

Bild22: FrequenzanteiledesFehlerstromsamBeispieleinesFrequenzumrichters 60

Bild23: ProjektierungsbeispielmitFI-SchutzschalterdesTypsAundB 61Tabelle6: UrsachenvonAbleitströmen 62Tabelle7: Maximalwerte 65Bild24: AblaufdiagrammzurFehlersuche 67Bild25: FI-Schutzschalter4-poligin3-poligemNetz 68Bild26: MRCDTypBundSummenstromwandler 69Bild27: TN-S-System 79Bild28: TN-C-S-System 79Bild29: TN-C-System 80Bild30: TT-System 80Tabelle8: Max.zulässigeErdungswiderständeinAbhängigkeitvonI

Δn 81

Bild31: IT-System 82Bild32: Fehlerstrom-SchutzeinrichtungeninallenNetzsystemen 83Tabelle9: ErrichtungsbestimmungenfürInstallationsanlagenmit

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen 86

89

Anhang

HerausgeberSiemens AG 2018

Siemens AGEnergy ManagementSiemensstr. 1093055 RegensburgDeutschland

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Die Informationen in diesem Dokument enthalten allgemeine Beschreibungen der technischen Möglichkeiten, welche im Einzelfall nicht immer vorliegen. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind daher im Einzelfall bei Vertragsschluss festzulegen.

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SENTRON - Siemens€¦ · 9.1 Begriffe und Definitionen (entsprechend DIN VDE 0100-200) 75 9.2 Netzsysteme und Schutzeinrichtungen 78 9.2.1 TN-System 79 9.2.2 TT-System 80 9.2.3 IT-System