RCD, Fehlerstromschutzschalter anschliessen

FI-Schutzschalter Funktionsprinzip, Einbau und Verdrahtung


Ausgeschrieben Fehlerstromschutzschalter, auch bekannt als FI-Schalter oder FI-Schutzschalter. F steht für Fehler und I für Strom. I ist das Formelzeichen für Stromstärke in Ampere. Auch RCD genannt (Englisch), bedeutet Residual Current Protective Device (Reststromschutzgerät).

Es kommt leider immer wieder vor, dass Personen durch unglückliche Ereignisse direkten Kontakt mit einer Stromführenden Leitung haben und elektrisiert werden. Ohne Frage, sind solche Elektrounfälle sehr gefährlich. Doch es gibt Sicherheitsmassnahmen wie der Fehlerstromschutzschalter, der eventuelle Verletzungen bei solchen Unfällen vermeidet.

Der FI-Schalter hat sich als besonders guter Schutz vor der Einwirkung des elektrischen Stromes auf Personen erwiesen. Er ist in der Lage, den Stromkreis rechtzeitig zu unterbrechen, wenn Personen in Berührung mit einer Stromführenden Leitung kommen. Auch im Brandschutz Bereich ist der Fehlerstromschalter sehr wirksam.

Heutzutage wird der FI-Schalter in jeder Elektrischen Hausinstallation eingesetzt. Besonders Nassräume wie Bad- und Duscheinrichtungen müssen FI geschützt sein.

Fehlerstromschutzschalter dürfen nur von Fachkundigen Personen installiert werden. Für nicht Fachkundige Personen besteht die Möglichkeit, steckbare, mobile FI’s zu verwenden.

Das Prinzip des FI-Schalter (Stromkreis ohne FI-Schalter)

Jeder Verbraucher hat hinfliessende und wegfliessende Ströme. Der Strom fliesst duch L (Leiter) zum Verbraucher und zurück durch N (Neutralleiter). Ähnlich wie bei einer Batterie, die eine Glühbirne Leuchten lässt, auch hier sind zwei Drähte von Nöten. Daher auch der Begriff “Stromkreis”.

Stromkreis ohne Fi
Erklärungen zu Symbolen in Elektroschaltplänen

  1. Sicherung
  2. Schalter
  3. Leuchte (Verbraucher)

Die oben gezeigte Zeichnung, stellt nun einen solchen Stromkreis dar, im Prinzip aufgebaut wie in einer üblichen Hausinstallation. Der Strom fliesst von Leiter (L) über die Sicherung (1) über Schalter (2) der geschlossen sein muss, über den Verbraucher, also die Leuchte (3) zurück über den Neutralleiter (N). Ist der Schalter geöffnet, ist der Stromkreis unterbrochen und es fliesst kein Strom.

Man sollte sich vom Schutzleiter (PE) nicht verwirren lassen. Der Schutzleiter dient zum Schutz von Personen, vor dem direkten Berühren eines Verbrauchers der durch einen Fehler unter Strom steht. Würde z.B. der Leiter durch einen Fehler auf das Leitende Gehäuse Kontakt machen, würde der Strom nun über den PE Leiter abfliessen, da er mit dem Gehäuse verbunden ist. Der Stom fliesst ohne Widerstand ab und wird daher so Gross, bis der Nennauslösestrom der vorgeschalteten Sicherung erreicht wird, die Sicherung löst aus. Das geschieht innert einer sehr kurzen Zeit. Ist kein Schutzleiter angebracht, würde das Gehäuse unter Strom stehen.

 

Das Prinzip des FI-Schalter (Stromkreis mit FI-Schalter)

Stromkreis mit Fi
Erklärungen zu Symbolen in Elektroschaltplänen

  1. Sicherung
  2. Schalter
  3. Leuchte (Verbraucher)
  4. Schalter im FI
  5. Auslöser
  6. Auslösespule
  7. Sekundärspule 
  8. Summenstromwandler
  9. Prüftaste

Hier sieht man den oben beschriebenen Stromkreis mit einem Fehlerstromschutzschalter.

Die durch den FI-Schalter geführten Leiter (Polleiter L und Neutralleiter N) erzeugen je ein elektromagnetisches Feld. Da nun der Strom im Polleiter zum Neutralleiter entgegengesetzt fliesst, hebt sich dieses Magnetfeld wieder auf. In diesem Fall ist keine Stromdifferenz vorhanden. Die hin- und zurückfliessenden Ströme sind gleich. Würden jetzt aber durch einen Fehler die zurückfliessenden Ströme nicht mehr durch N zurückfliessen, sondern gegen PE abfliessen, entsteht eine Differenz zwischen den beiden Leitern und somit ein messbares Magnetfeld im FI-Schalter, der nun durch den Summenstromwandler gemessen wird. Jetzt wird in der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers eine Spannung induziert, die einen Strom durch die Auslösespule fliessen lässt. Dies hat zur Folge, dass der Auslöser sofort den Schalter des FI’s schaltet und den Stromkreis innert Sekundenbruchteilen unterbricht. Die Auslösezeiten, die nach Vorschrift eingehalten werden müssen, sind je nach Land verschieden und werden nach der Installation vom Fachmann überprüft. Die eben gennannte Stromdifferenz wird je nach Personen- (10mA, 30mA) oder Sachschutz (300mA bei Brandschutz) festgelegt.

Prüftaste

Mit der Prüftaste kann ein Fehlerstrom simuliert werden, der korrekt funktionierende Fehlerstromschutzschalter löst bei betätigen der Prüftaste aus. Der Hersteller empfiehlt die Prüftaste halbjährlich oder sogar monatlich zu betätigen. Dabei wird nur die Funktionsfähigkeit des FI-Schalter selbst geprüft. Die Installation als Ganzes muss bei Neuinstallationen und Periodischen Kontrollen durch den Fachmann geprüft werden.

FI-Einbau, Anschliessen eines FI-Schalters

Anhand dieses Beispiels, wird hier der Einbau und die Verdrahtung eines Fehlerstromschutzschalters erklärt. Bei diesem Einbau handelt es sich um die einfachste und am meisten angewendete Variante. Der FI-Schutzschalter wird vor die Sicherungen geschaltet. Zu dieser Demonstration wurde eine DIN35 Grundplatte eines Wohnungsverteilers auf eine Holzwand geschraubt. In diesem Beispiel wird also von einem Wohnungsverteiler ausgegangen. Dieser Wohnungsverteiler soll drei FI geschützte Lichtgruppen haben, bei dem jede Gruppe separat über eine Phase (L1, L2, L3) aufgeteilt wird. Wie geht man nun vor?

Zuerst wird der Verteiler mit den erforderlichen Komponenten bestückt. Bevor man den Verteiler bestückt, muss man wissen, woher die Zuleitung kommt und wohin die Abgänge zu den Verbrauchern gehen. Kommt die Zuleitung von unten, so setzt man auch die Anschlussklemmen unten. Das ist nicht zwingend nötig, jedoch wird das Anschliessen des Zuleitungskabels vereinfacht. Die Abgangsklemmen wurden oben gesetzt, in diesem Fall gehen die Kabel die zur Installation führen nach oben.

Fi-schalter einbauen, anschliessen 1.1

  1. Angefangen bei den Anschlussklemmen wo der “Strom” herkommt. Diese werden auf der untersten Schiene montiert. Reihenfolge L1, L2, L3, N, PE.
  2. Auf der zweiten schiene kommt bereits der Fehlerstromschutzschalter.
  3. Hier kommen die Leitungsschutzschalter (auch Sicherungsautomaten gennant), diese sind auch mit FI immer noch zwingend nötig. Drei Stück sind für dieses Vorhaben nötig und dazu je ein Neutralleitertrenner.
  4. Als Letztes die Abgangsklemmen die Schlussendlich zur installation führen. Reihenfolge L, N, PE.

 

Fi-schalter einbauen, anschliessen 3Fehlerstromschutzschalter anschluss 013

 

Bei der Verdrahtung sollte man auch wieder da beginnen, wo der Strom herkommt. Dies vereinfacht allgemein die Verdrahtung und verhindert Fehler. Links begonnen, mit L1 (braun), L2 (schwarz), L3 (grau) und N (blau). Die Klemmen des FI-Schalters sind in der Regel genauso angeordnet, wie die Anschlussklemmen. Nun sind Anschlussklemmen und FI-Schutzschalter miteinander verbunden.

 

Fi-schalter einbauen, anschliessen 4Neutralleitetrenner verdrahtung 004

Jetzt verbindet man den FI-Schalter mit den Leitungsschutzschalter und den Neutralleitertrenner. Wieder von links begonnen mit L1, L2, L3, und N. Die Neutralleitertrenner müssen noch verbunden werden, wie auf dem Bild rechts. Wenn die Klemme angezogen ist, sollte keine Isolation unterklemmt sein. Wie man auf dem Foto sieht, ist nur die mittlere Klemme angezogen, natürlich müssen alle fest angezogen sein.

 

Fi-schalter einbauen, anschliessen 5verdrahtung abgangsklemmen 008

Als nächstes werden die Leiter (L1, L2, L3) von den Leitungsschutzschalter auf drei Klemmengruppen aufgeteilt (Foto links). Auf jede Klemmengruppe wird nun ein Kabel aufgeschaltet. Nun ist das gewünschte Ziel erreicht. Drei Gruppen (Kabel) die FI-geschützt sind, aufgeteilt auf je eine der drei Phasen (L1, L2, L3).

 

woerz anschlussklemmen 005

Als letzter Schritt wird nun das Zuleitungskabel an die Anschlussklemmen angeschlossen.

 

elektro wohnungsverteilung prinzip 009

Würde jetzt der FI-Schalter auslösen, sind alle drei Gruppen Stromlos. Es gibt auch noch die Möglichkeit weitere FI-Schalter zu installieren und die Gruppen aufzuteilen. Dies ist sinnvoll, wenn z.B. ein Kühlschrank oder ein Gefrierschrank in einer Gruppe enthalten ist.

Es gibt auch kleinere 2-Polige FI-Schutzschalter, mit den Anschlüssen L und N. Auch erhältlich sind FI-Leitungsschutzschalter
diese Variante kombiniert FI-Schalter und Leitungschutsschalter in einem Gerät.

Möchte man eine Steckdose provisorisch mit einem FI schützen, gibt es die Möglichkeit einen Personenschutz-Adapter mit integriertem FI für wenig Geld zu kaufen. Dieser wird einfach in die Steckdose gesteckt, alles was nun am Personenschutz-Adapter mit integriertem FI eingesteckt wird, ist FI geschützt.

Alle Angaben ohne Gewähr. Wer ohne spezielle Ausbildung an Starkstrom arbeitet, begibt sich in Lebensgefahr!

 

18 comments

  1. Grossartig erklärt, herzlichen Dank

    Top top top

  2. Wenn die Vorsicherung 50 A ist und die LS-Automaten B 16 A, für welchen Strom muss dann der FI bemessen sein? Mehr als 16 A (Da der Abgang ausschlaggebend ist)? Mehr als 50 A (da der Zugang ausschlaggebend ist)?

    • Hallo Johannes

      Als Beispiel: Wenn du einen 3-Poligen 25A FI kaufst, ist der maximale Strom der drüber fliessen kann 25A (pro Leiter).

      Du sagst die LS Automaten, also handelt es sich hier um mehrere mit 16A?

      Pro Leiter kannst du also nur einen 16A LS anschließen, zwei würden dann ja 32A ergeben.

      Im Zweifelsfall immer zum 63A greifen!

    • Also die FI kommt ganz links in ein Hutschienen-Feld von Hager. Daneben sind noch 8 Sicherungsplätze frei. Verbunden wird das ganze mit den fertig zu kaufenden Anschlusskämmen von Hager. Ich habe dann also an L1 und L2 je 3 × 16 A und an L 3 je 2 × 16 A. Macht also im höchsten Fall 48 A. Also der 63-A-FI scheint schon der richtige zu sein.

      In Reihe eins habe ich diese Anordnung:
      63A-FI, 3-fach 32A-LS, 5 × 1-fach 16A-LS
      Das ergibt Auf L1 und L2 ja zusammen 64 A. An der Steckdose (32A) hängt jedoch jetzt nichts dran. Die war nur für die Baustelle nötig. Außerdem laufen ja die anderen Stromkreise auch nicht unter Volllast.

      Danke für den Tipp!

  3. Das ist hier ein mit 40A 4 Poliger FI Schalter von Hager richtig. Doch solche Schaltungen sind ja seit 2007 nach der VDE nicht mehr zulässig, wegen des Stromschlages etc. Klar wenn man im HAK bei 50- 80A hat brauchste schon einen dann 40 A FI oben eingespeicht und zu dem Verbraucher, ist hier nicht so ganz toll erklärt worden, na ja egal. Bei einem 2 Pol. wird durch einem Autom. 16A vorgeschaltet unten eingespeicht
    und die Zuleitung kommender Wohnungsbereich eingespeicht von oben.

    Jetzt habe ich aber eine alte Anlage TT-System 4 x 6mm² in der sich nur L1 L2 L3 PE. befinden! Der ist in der UV gebrückt der PE mit N Phönix-leiste- Conect Halterung KNX 363.

    Wie bekomme ich da einen 2 Pol. FI Schalter rein, ginge doch eigentlich? Oder!! Eigentlich muss ich doch nur die Zuleitung der Wohnung nehmen?

    Danke mal für Zuschriften.. Matty

  4. Hallo Matthias

    Jetzt musst du mir aber noch einmal ganz genau erklären was an meinem Beispiel der FI Schaltung nach VDE nicht zulässig ist?

    Zu deiner Frage: Bist du sicher dass es wirklich ein TT-System ist? Ich würde eher sagen, es handelt sich eher um ein TN-C System.

    Am besten probierst du es einfach mal. Da du ja sowieso eine FI Messung durchführen wirst, merkst du schnell ob es geht oder nicht.

  5. Hallo Matthias, ja Danke für Deine Antwort!

    Ja das dachte ich auch so, doch bei der gesamten Prüfung stelle ich in dem Gebäude eben fest, dass ziemlich viel gepfuscht wurde an der Anlage, zunächst ist ja fest zustellen das die TT-Systeme ist ja ein Punkt direkt nur geerdet, wie auch beim: TN-C Systeme, dieser unterscheidet sich nun die von N – Neutral getrennt sind und einmal nicht Also (TT-Systeme Betriebserdung getrennt sind und einmal; -nicht von der Betriebserdung getrennt; – Bei TN-C Systeme liegen die Trennungen verbunden zusammen in der gesamten dann Erneuerung der Netze zusammen, so das man eigentlich hoffen sollte N und PE ordnungsgemäß in jeder Anlage wiederfinden zu dürfen und das seit den bestimmten 90 Jahrgänge. hier ist es leider nicht so.

    Hier schließen die den E-Herd mit 3 x 1,5 NYM-J Leitung leider noch an. in den zwar neuen TN-C Systeme verspricht die WSW A Wuppertal das beste, was aber das aller letzte und schlechte ist, da die Erdung regelrecht in jedem Haushalt flöten geht. da Rohre zunehmend aus PVC die gesamten TN-C Systeme störerisch zerstören zu nichte machen!

    Damit wäre also auch dann nach der VDE Norm ein überhöhter Ströme Spannungsabfall etc. oder gar zu niedriger A. sprich die 25A Zahl von FI Schalter 3 Pol. nicht mehr zulässig, so ist da hier gemeint wenn du auf 400V ne Anlage fährst bei einem Querschnitt 5 x 16mm² von Unterverteiler nach Wohnung UV.
    müssen es dann bei 40 A. liegen 4 Poligen. So ist das nur gemeint hier.

    Mein Problem ist nur, wie bekomme ich einen 2 Pol. FI Hager am „Laufen, wenn ja vermutlich dann ein auch in Frage es kommt TN-C System (Körper der Elektrischen Anlage sind mit dem Erder verbunden und nicht von der Betriebserdung getrennt) es ist. L1 L 2 L 3 PE kommen nur an und sind im Sicherungskasten der Wohnung auf der KNX Schiene N und PE gebrückt mit dem Eingang des Ankommenden PE!

    Eins meine ich immer sicher in der Praxis, das ein FI Schalter gebrückt sein kann oder nicht, dass er laufen so müsste! Aber bei dieser Anlage mit den eben 4 x 6mm² NYM-J Leiter geht kein 2 Pol. FI. Schalter! Klar muss alles nun prüfen wo die Fehler Liegen, einen FI löst man zwischen L1 und PE aus durch einen Duspol.. Vielleicht liegt es aber auch an den alten autom. auch nur muss mal gucken, danke aber im voraus für weitere Zuschriften. Sind auch hier Elektromeister ? Danke, bin nur Geselle..

  6. Hallo,

    warum wurde nach dem FI die Neutralleiter auf jeweils eine Trennklemme, die untereinander gebrückt sind, gesetzt?

    Einfacher wäre doch, wenn der N des FI auf eine N-Sammelklemme aufgelegt wird, wo dann alle N zusammen kommen, die durch den Stromkreis des FI bedient werden. Oder irre ich mich da?

    Für Stromleitung: Anschussklemme –> FI –> Automat –> Abnehmer oder Abgangsklemme
    Für Neutralleiter: Anschlussklemme –> FI –> N-Sammelklemme

    Besten Dank!

    • Hallo mika

      Ja, du hast recht. Es ist auch möglich direkt auf die Sammelklemme zu gehen. Ich habe das hier auch so gemacht.

      Achte einfach darauf, dass du jeweils nur ein FI auf eine Sammelklemme klemmst. Ansonsten hast du einen Fehler auf den FIs. Ebenfalls bei der Hausinstallation darauf achten.

  7. Hallo!
    Besser kann es nicht erklärt werden!
    Jedoch habe ich eine Frage hierzu:
    Steht es irgendwo geschrieben, wie ein FI angeschlossen wird?
    Aktuell gibt es eine Diskussion an anderer Stelle zu diesem Thema.
    Ich schließe seit 1997 den FI so an, wie hier beschrieben, Einspeisung von unten, oben geht es weiter zu den Automaten.
    Selbst bei meiner Meisterprüfung waren alle konform mit dieser Lösung.
    Jetzt sagt mir ein Kollege, dass ein FI von oben angeschlossen wird, es gibt ja schließlich passende Schienen, um den FI sofort mit Automaten zu verbinden. wie ich denn dazu komme, den FI einfach von unten einzuspeisen…

    Besten Dank für Eure Hilfe!

    • … die Schienen kann man doch auch oben benutzen. FI von unten einspeisen und oben weiter mit den Schienen zu den danebenliegenden LSS; deren Abgänge dann unten. Wüsste nichts, was dagegenspricht..

  8. Hallo,
    wie sieht es denn mit der Verschaltung aus wenn ich mehrere FI`s habe? Werden die nebeneinander gesetzt und mit einer Schiene Verbunden?

    Danke schon mal für die Antwort

  9. Bin in Norwegen und habe ihr ein Netz 3x220V+PE.
    Wie schließe ich einen 4-poligen FI an?

  10. hallo , bin neu hier und hab da mal nen großes problem.
    in der wohnung einer freundin fliegt ständig der FI raus. was mich stutzig macht is das es nicht immer der selbe auslöser ist .. mal fliegt er wenn das licht im bad angemacht wird mal wenn das küchenlicht angemacht wird mal beim fön … usw . also kurz gesagt sie hat 11 stromkreise in der wohnung und es ist jeder stromkreis betroffen . ich hab alle verbraucher ausgesteckt . und nun auch den fi schon getauscht. aber alles nützt nichts. der neutralleiter und der schutzleiter sind sauber mit sammelschinen getrennt. eingebaut sind b16 automaten und der fi is nen ……F204A von ABB mit 40A

    brauch echt hilfe

    • Hallo Chris

      Vermutlich ist der Fehler in der Installation selbst zu finden.

      Vielleicht etwas was nass wird, weil der FI nur sporadisch auslöst.

      Ich würde dir eine Leckstrommessung der einzelnen Stromkreise empfehlen.

  11. Kann ich den N von einer Fi geschützten Anlage für eine andere Anlage die nicht durch Fi geschüzt ist nehmen, da mir bei dieser Anlage an einem anderen Ort zwar der L vorhanden ist aber der N fehlt.

  12. Wenn ich eine Maschine (Anschluss 16A 400V Steckdose) zusätzlich mit einem FI absichern will, welche Größe nehme ich dann?
    Es handelt sich um eine Industrieroboter Trainingszelle.
    Roboter = 220V 20A
    Kompressor=220V 16A
    SPS=220V 16A

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