FI-Schutzschalter: Aufbau in 3D
Wie erkennt ein FI-Schutzschalter einen Fehlerstrom? Hier öffnest du einen vierpoligen RCD in 3D, vom Schaltschloss bis zum Summenstromwandler. Danach geht es um die RCD-Typen, das Messen mit dem Prüfgerät und die Suche, wenn der FI immer wieder fliegt.
Lädt einmalig rund 0,2 MB. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne 3D-Modell.
FI-Schutzschalter (RCD)
Er vergleicht den Strom, der hinfließt, mit dem, der zurückkommt. Fehlt etwas, fließt es woanders ab, womöglich durch einen Menschen, und er schaltet ab. Mit Weiter wird er Schritt für Schritt geöffnet, mit Prüftaste drücken löst er aus.
Die Bauteile im Überblick
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Gehäuse und Frontteil
Ein vierpoliger RCD ist vier Teilungseinheiten breit, rund 72 mm, und sitzt auf der 35-mm-Hutschiene. Auf der Front stehen Bemessungsstrom, Bemessungsfehlerstrom IΔn und der Typ, zum Beispiel A oder B. Im Modell ist das Frontteil abgenommen.
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Schaltknebel und Schaltschloss
Wie beim LS-Schalter hält das Schaltschloss die Kontakte gegen eine Federkraft geschlossen. Der Auslöser muss es nur freigeben, die Kraft zum Öffnen steckt in der gespannten Feder. Auch hier gilt die Freiauslösung: Wer den Knebel festhält, verhindert das Abschalten nicht.
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Prüftaste mit Prüfwiderstand
Die Prüftaste schickt über einen Widerstand einen kleinen Strom am Summenstromwandler vorbei. Für den Wandler sieht das aus wie ein Fehlerstrom, der RCD muss auslösen. Das geht nur, wenn Spannung anliegt. Nach DGUV Vorschrift 3 wird sie in stationären Anlagen alle 6 Monate gedrückt, in nichtstationären wie auf Baustellen arbeitstäglich. Sie prüft nur, ob die Auslösemechanik funktioniert. Die Messung von Auslösestrom und Auslösezeit mit dem Prüfgerät bleibt trotzdem nötig.
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Hauptkontakte
Vier Kontaktpaare, je eines für L1, L2, L3 und N. Die beweglichen Kontakte sitzen auf einem gemeinsamen Träger und öffnen zusammen. Der Neutralleiter wird also immer mitgeschaltet.
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Summenstromwandler
Das Herz des RCD: ein Ringkern, durch den alle aktiven Leiter laufen, also die drei Außenleiter und der Neutralleiter. Ohne Fehler ist die Summe der Ströme in jedem Augenblick null, ihre Magnetfelder heben sich auf. Fließt ein Teil über einen Fehler zur Erde ab, fehlt er auf dem Rückweg: Im Kern entsteht ein Magnetfeld, und die Sekundärwicklung liefert eine Spannung an den Auslöser. Der Schutzleiter läuft nie durch den Wandler.
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Auslöser
Ein Haltemagnet hält einen Anker gegen eine Feder fest. Die Spannung aus der Sekundärwicklung schwächt sein Feld, der Anker springt ab und stößt das Schaltschloss an. Dafür braucht der RCD keine eigene Versorgung. Ausgelöst wird zwischen der Hälfte und dem vollen Bemessungsfehlerstrom, bei einem 30-mA-RCD also zwischen 15 und 30 mA.
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Anschlussklemmen
Oben 1, 3, 5 und N, unten 2, 4, 6 und N. Ob der N links oder rechts sitzt, ist je nach Hersteller verschieden, deshalb immer die Beschriftung lesen. Läuft ein Neutralleiter am RCD vorbei oder ist er mit einem anderen Stromkreis verbunden, stimmt die Summe nicht mehr: Der RCD löst aus, sobald Last fließt.