Fehlerstromschutzeinrichtungen (RCDs) sind elektrische Stromschutzeinrichtungen, die auf Ableitströme (Differenzströme) ansprechen. Unter Leckage versteht man Notströme, die zwischen den Netzleitern und der „Erde“ fließen. Abhängig von der Größe des Fehlerstroms kann ein RCD-Schaltkreis einen Stromschlag für eine Person oder einen Brand aufgrund von Verdrahtungsfehlern verhindern.
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RCD-Anschlussdiagramme in einem einphasigen Netzwerk
Die Industrie stellt Fehlerstromschutzschalter her, die für den Betrieb in einem einphasigen oder dreiphasigen Netz ausgelegt sind. Einphasige Geräte haben 2 Pole, dreiphasige - 4. Im Gegensatz zu Leistungsschaltern müssen Neutralleiter zusätzlich zu Phasendrähten an Trennvorrichtungen angeschlossen werden. Die Klemmen, an denen die Nullleiter angeschlossen sind, sind mit dem lateinischen Buchstaben N gekennzeichnet.
Um Menschen vor Stromschlägen zu schützen, werden am häufigsten RCDs verwendet, die auf Ableitströme von 30 mA ansprechen. In Feuchträumen, Kellern, Kinderzimmern werden auf 10 mA eingestellte Geräte eingesetzt. Trennvorrichtungen zur Brandverhütung haben eine Auslöseschwelle von 100 mA oder mehr.
Neben der Auslöseschwelle ist das Schutzgerät durch ein Nennschaltvermögen gekennzeichnet. Dieser Begriff bezieht sich auf den maximalen Strom, dem die Unterbrechungsvorrichtung auf unbestimmte Zeit standhalten kann.
Eine wichtige Voraussetzung für das zuverlässige Funktionieren des Schutzes gegen Kriechströme ist die Erdung von Metallgehäusen elektrischer Geräte. Die TN-Erdung kann mit einer separaten Leitung oder über den Erdungskontakt der Netzsteckdose erfolgen.
In der Praxis werden zwei Methoden verwendet, um Fehlerstromschutzschalter in einen Stromkreis einzubinden:
- RCD-Anschlussplan mit Einzelschutz;
- Gruppen-Verbraucherschutzsystem.
Die erste Schaltmethode wird am häufigsten verwendet, um leistungsstarke Stromverbraucher zu schützen. Es kann auf Elektroherde, Waschmaschinen, Klimaanlagen, elektrische Heizkessel oder Warmwasserbereiter aufgetragen werden.
Der Einzelschutz sieht den gleichzeitigen Anschluss des RCD und der Maschine vor, die Schaltung ist eine Reihenschaltung zweier Schutzgeräte. Sie können in einem separaten Kasten in unmittelbarer Nähe des elektrischen Empfängers platziert werden. Die Auswahl der Trennvorrichtung erfolgt nach Bemessungs- und Differenzstrom.Besser ist es, wenn das Bemessungsausschaltvermögen der Schutzeinrichtung eine Stufe höher ist als die Bemessungsleistung des Leitungsschutzschalters.
Beim Gruppenschutz wird eine Gruppe von Automaten, die verschiedene Lasten versorgen, an den RCD angeschlossen. Die Schalter sind dabei mit dem Ausgang der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung verbunden. Der Anschluss eines RCD in einer Gruppenschaltung reduziert Kosten und spart Platz in Schaltschränken.
In einem einphasigen Netz erfordert der Anschluss eines RCD für mehrere Verbraucher die Berechnung des Bemessungsstroms der Schutzeinrichtung. Seine Belastbarkeit muss gleich oder größer als die Summe der Nennwerte der angeschlossenen Leistungsschalter sein. Die Wahl der Differenzialschutzschwelle richtet sich nach ihrem Verwendungszweck und der Gefährdungskategorie der Räumlichkeiten. Das Schutzgerät kann in der Schalttafel im Treppenhaus oder in der Schalttafel in der Wohnung angeschlossen werden.
Das Schema zum Anschließen von RCDs und Maschinen in einer Einzel- oder Gruppenwohnung muss den Anforderungen der PUE (Electrical Installation Rules) entsprechen. Die Regeln schreiben eindeutig die Erdung von durch RCDs geschützten elektrischen Anlagen vor. Die Nichteinhaltung dieser Bedingung stellt einen groben Verstoß dar und kann negative Konsequenzen nach sich ziehen.
RCD-Anschlussdiagramme in einem dreiphasigen Netzwerk
Städtische Wohnungen werden in der Regel über ein einphasiges Dreileiternetz mit Strom versorgt. Im vorherigen Abschnitt wurde beschrieben, wie ein RCD in einer Wohnung angeschlossen wird.
Landhäuser und Haushalte verbrauchen oft viel mehr Strom. Sie sind oft an ein Drehstromnetz angeschlossen. In einem Landhaus können elektrische Heizkessel, leistungsstarke Warmwasserbereiter für die Warmwasserversorgung eingesetzt werden.In den Hinterzimmern werden oft Werkstätten organisiert, die mit Maschinen für verschiedene Zwecke ausgestattet sind.
Viele leistungsstarke Lasten sind für eine Spannung von 380 V ausgelegt. Um sie mit Strom zu versorgen, muss eine Verkabelung verwendet werden, die aus fünf Leitern besteht - drei Phasen, Null und einem Schutzleiter. Vielerorts werden veraltete Vierleiternetze betrieben, die über keinen separaten Erdleiter verfügen. Um in diesem Fall einen dreiphasigen RCD zu verwenden, müssen die Eigentümer selbst eine Erdungsschleife herstellen und ein Erdungsnetz verlegen.
Bei vorhandener Erdung unterscheidet sich die Installation eines RCD in einem dreiphasigen Netz nicht vom Anschluss einphasiger Schutzerdungsgeräte. Anschlussschemata und Auswahlkriterien für Schutzgeräte bleiben gleich.
Liegt ein Leistungswert eines dreiphasigen Verbrauchers vor, der von einem 380-V-Netz gespeist wird, kann der Nennstrom mit der Formel berechnet werden:
Ich \u003d P / 1,73 U,
wobei I der Nennstrom ist; P ist die Leistung der dreiphasigen Last; U ist die Spannung eines Drehstromnetzes.
Fehler beim Anschluss des RCD
Elektriker und Heimwerker wissen oft nicht, wie man RCDs und Maschinen richtig anschließt. Beim Anschluss von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind folgende Regeln unbedingt zu beachten:
- Schutzabschalteinrichtungen müssen in Reihe mit Leistungsschaltern geschaltet werden;
- geschützte elektrische Betriebsmittel müssen geerdet werden.
Trotz der Einfachheit der Regeln sind wiederholte Fehler üblich. Viele Handwerker glauben, dass Trennvorrichtungen funktionieren sollten, wenn eine Person Teile elektrischer Geräte berührt, die aufgrund eines Isolationsfehlers unter Spannung stehen.Dies ist eine falsche Meinung. Der Schutz sollte nicht bei Berührung durch eine Person funktionieren, sondern im Moment einer Isolationsverletzung. Daher wird in Verbindung mit dem RCD eine Schutzerdung verwendet.
Der zweite häufige und gefährliche Fehler ist die Verwendung von „Zeroing“. In diesem Fall wird der Neutralleiter mit dem Körper des geschützten elektrischen Betriebsmittels verbunden. Ein solches Schema ist gefährlich, da bei einem Bruch des Neutralleiters die Möglichkeit besteht, dass am geschützten Gerät eine Phase auftritt.
Ein weiterer häufiger Fehler besteht darin, Neutralleiter anzuschließen, die von verschiedenen Schutzgeräten gespeist werden. Eine solche Verbindung führt zwangsläufig zum Auftreten von Leckströmen und zum Betrieb von Schutzgeräten.
RCD-Installation
Die Lösung der Frage, wie ein RCD oder eine automatische Maschine angeschlossen werden soll, ist selten schwierig. Moderne Schutzgeräte sind in modularen Standardgehäusen erhältlich und werden auf einer Hutschiene montiert. Für die Montage auf einer Schiene sind sie mit praktischen Verriegelungen ausgestattet. Zum Anschluss der Leiter verwenden sie Schraubklemmen oder Federklemmen, die eine schraubenlose Montage ermöglichen.
Die Hersteller bieten DIN-Schienen-Schalttafeln für den Innen- und Außenbereich an. Solche Geräte sehen ästhetisch aus und ermöglichen eine schnelle Installation in einer Stadtwohnung und in einem einzelnen Privathaus.
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