Die Sicherheit elektrischer Anlagen ist von höchster Bedeutung, sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich. Eine Schlüsselkomponente zum Schutz vor gefährlichen Stromschlägen und zur Vermeidung von Bränden ist der Fehlerstromschutzschalter (RCD), auch FI-Schalter genannt. Siemens, als einer der führenden Anbieter von Elektrotechnik und Elektronik, bietet eine breite Palette an RCDs für unterschiedlichste Anwendungen. Dieser Artikel beleuchtet die Siemens RCDs genauer, erläutert ihre Funktionsweise, Typen, Anwendungsbereiche und gibt wichtige Informationen zur Auswahl und Installation.
Umfassende Tabelle zu Siemens RCDs
| Merkmal/Typ | Beschreibung | Relevante Daten/Spezifikationen |
|---|---|---|
| Funktionsprinzip | Vergleich des Stroms in Hin- und Rückleiter. Bei Differenz (Fehlerstrom) wird der Stromkreis unterbrochen. | Auslösezeit: Typischerweise 20-40ms |
| Typ AC | Erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme. | Nicht geeignet für Fehlerströme mit Gleichstromanteil. Einsatz: Standardanwendungen im Haushalt. |
| Typ A | Erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme und pulsierende Gleichfehlerströme. | Geeignet für Geräte mit elektronischen Bauteilen (z.B. Dimmer, Frequenzumrichter). Einsatz: Haushalt, Gewerbe mit elektronischen Geräten. |
| Typ F | Erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme, pulsierende Gleichfehlerströme und Fehlerströme mit Mischfrequenzen bis 1 kHz. | Höhere Störfestigkeit gegen Ableitströme. Einsatz: Geräte mit Frequenzumrichtern, Waschmaschinen, Wärmepumpen. |
| Typ B | Erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme, pulsierende Gleichfehlerströme und glatte Gleichfehlerströme. | Erforderlich für Elektrofahrzeug-Ladestationen und Anwendungen mit Frequenzumrichtern im Industrie- und Medizinbereich. |
| Typ B+ | Erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme, pulsierende Gleichfehlerströme und glatte Gleichfehlerströme. Zusätzlicher Schutz vor höherfrequenten Fehlerströmen. | Erhöhte Sicherheit, besonders in sensiblen Bereichen. |
| Bemessungsfehlerstrom (IΔn) | Der Fehlerstrom, bei dem der RCD auslösen muss. | Standardwerte: 10mA, 30mA, 100mA, 300mA, 500mA. 10mA: Personenschutz in sensiblen Bereichen (z.B. Badezimmer). 30mA: Standard-Personenschutz. 300mA: Brandschutz. |
| Bemessungsstrom (In) | Der maximale Strom, den der RCD dauerhaft führen kann. | Typische Werte: 16A, 25A, 40A, 63A, 80A, 100A, 125A. |
| Polzahl | Anzahl der Pole des RCDs. | 2-polig: Für einphasige Stromkreise. 4-polig: Für dreiphasige Stromkreise. |
| Kurzschlussfestigkeit | Der maximale Kurzschlussstrom, den der RCD aushalten kann. | Angegeben in kA (Kiloampere). Wichtig für die Selektivität der Schutzmaßnahmen. |
| Stoßstromfestigkeit | Die Fähigkeit des RCDs, kurzzeitige Stromspitzen ohne Fehlauslösung zu überstehen. | Angegeben in A (Ampere). Wichtig bei Geräten mit hohen Einschaltströmen. |
| Bauform | Verschiedene Bauformen für unterschiedliche Einbauorte. | Standard-RCD: Einbau in Verteilerkästen. Kompakt-RCD: Für beengte Platzverhältnisse. |
| Montageart | Art der Befestigung des RCDs. | Hutschiene (DIN-Schiene): Standard in Verteilerkästen. |
| Zusatzfunktionen | Zusätzliche Funktionen, die einige RCDs bieten. | Überspannungsschutz, Hilfskontakte für Fernmeldung, integrierter Leitungsschutzschalter (RCBO). |
| Normen und Standards | Die Normen, die der RCD erfüllt. | IEC 61008 (RCD ohne eingebauten Überstromschutz), IEC 61009 (RCBO), VDE 0664. |
| Selektivität | Koordination mehrerer RCDs in einer Anlage, um nur den betroffenen Stromkreis abzuschalten. | Durch unterschiedliche Auslösezeiten und Bemessungsfehlerströme realisierbar. |
| Siemens Produktreihen | Spezifische RCD-Serien von Siemens. | 5SV, 5SM, 5SU. Jede Serie bietet unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche. |
| Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (PRCD) | Mobile RCDs für den Einsatz an Baustellen oder im Freien. | Direkter Schutz am Gerät, ideal für den mobilen Einsatz. |
Detaillierte Erklärungen
Funktionsprinzip
Ein RCD (Residual Current Device), oder Fehlerstromschutzschalter, überwacht den Stromfluss in einem Stromkreis. Er vergleicht den Strom, der durch den Hinleiter fließt, mit dem Strom, der durch den Rückleiter zurückfließt. Im Normalbetrieb sind diese Ströme identisch. Wenn jedoch ein Fehlerstrom auftritt, beispielsweise durch einen defekten Isolierung oder eine Berührung eines spannungsführenden Teils, entsteht eine Differenz zwischen den Strömen. Diese Differenz wird als Fehlerstrom bezeichnet. Sobald der Fehlerstrom einen bestimmten Schwellenwert (den Bemessungsfehlerstrom) überschreitet, löst der RCD innerhalb weniger Millisekunden aus und unterbricht den Stromkreis. Dies verhindert gefährliche Stromschläge und reduziert das Risiko von Bränden.
Typ AC
RCDs vom Typ AC sind die einfachste und kostengünstigste Variante. Sie sind darauf ausgelegt, sinusförmige Wechselfehlerströme zu erkennen. Das bedeutet, dass sie nur auf Fehlerströme reagieren, die die Form einer Sinuswelle haben. Sie sind nicht geeignet für Fehlerströme, die einen Gleichstromanteil enthalten. Typ AC RCDs werden hauptsächlich in Standardanwendungen im Haushalt eingesetzt, wo keine elektronischen Geräte mit komplexen Schaltungen vorhanden sind.
Typ A
RCDs vom Typ A sind eine Weiterentwicklung des Typs AC. Sie können nicht nur sinusförmige Wechselfehlerströme, sondern auch pulsierende Gleichfehlerströme erkennen. Pulsierende Gleichfehlerströme können in Geräten mit elektronischen Bauteilen entstehen, wie z.B. Dimmern, Frequenzumrichtern oder Schaltnetzteilen. Typ A RCDs bieten daher einen besseren Schutz in Haushalten und Gewerbebetrieben, in denen elektronische Geräte verwendet werden.
Typ F
RCDs vom Typ F sind speziell für Geräte mit Frequenzumrichtern entwickelt worden. Sie erkennen sinusförmige Wechselfehlerströme, pulsierende Gleichfehlerströme und Fehlerströme mit Mischfrequenzen bis 1 kHz. Frequenzumrichter können in Waschmaschinen, Wärmepumpen und anderen modernen Geräten vorkommen. Typ F RCDs sind störfester gegen Ableitströme, die in diesen Geräten auftreten können, und verhindern so Fehlauslösungen.
Typ B
RCDs vom Typ B bieten den umfassendsten Schutz. Sie erkennen sinusförmige Wechselfehlerströme, pulsierende Gleichfehlerströme und glatte Gleichfehlerströme. Glatte Gleichfehlerströme können beispielsweise in Elektrofahrzeug-Ladestationen oder in Anwendungen mit Frequenzumrichtern im Industrie- und Medizinbereich auftreten. Der Einsatz von Typ B RCDs ist in diesen Bereichen oft gesetzlich vorgeschrieben.
Typ B+
RCDs vom Typ B+ sind eine Weiterentwicklung des Typs B und bieten einen zusätzlichen Schutz vor höherfrequenten Fehlerströmen. Dies erhöht die Sicherheit besonders in sensiblen Bereichen, wie z.B. in Krankenhäusern oder in der Nähe von empfindlichen elektronischen Geräten.
Bemessungsfehlerstrom (IΔn)
Der Bemessungsfehlerstrom ist der Schwellenwert, bei dem der RCD auslösen muss. Er wird in Milliampere (mA) angegeben. Die gängigsten Werte sind 10mA, 30mA, 100mA, 300mA und 500mA. Ein RCD mit einem Bemessungsfehlerstrom von 10mA bietet einen sehr hohen Personenschutz und wird in sensiblen Bereichen wie Badezimmern eingesetzt. 30mA ist der Standardwert für den Personenschutz in den meisten Anwendungen. 300mA werden hauptsächlich für den Brandschutz eingesetzt, da sie bei geringeren Fehlerströmen nicht auslösen und so Fehlauslösungen vermeiden.
Bemessungsstrom (In)
Der Bemessungsstrom ist der maximale Strom, den der RCD dauerhaft führen kann, ohne beschädigt zu werden. Er wird in Ampere (A) angegeben. Die Auswahl des Bemessungsstroms hängt von der Belastung des Stromkreises ab, den der RCD schützen soll. Es ist wichtig, einen RCD mit einem ausreichend hohen Bemessungsstrom zu wählen, um Überlastungen zu vermeiden.
Polzahl
Die Polzahl gibt die Anzahl der Leiter an, die der RCD schaltet. 2-polige RCDs werden für einphasige Stromkreise verwendet, während 4-polige RCDs für dreiphasige Stromkreise eingesetzt werden.
Kurzschlussfestigkeit
Die Kurzschlussfestigkeit ist der maximale Kurzschlussstrom, den der RCD aushalten kann, ohne zerstört zu werden. Sie wird in Kiloampere (kA) angegeben. Die Kurzschlussfestigkeit ist wichtig für die Selektivität der Schutzmaßnahmen. Das bedeutet, dass im Falle eines Kurzschlusses nur der betroffene Stromkreis abgeschaltet wird und nicht die gesamte Anlage.
Stoßstromfestigkeit
Die Stoßstromfestigkeit ist die Fähigkeit des RCDs, kurzzeitige Stromspitzen ohne Fehlauslösung zu überstehen. Sie wird in Ampere (A) angegeben. Eine hohe Stoßstromfestigkeit ist wichtig bei Geräten mit hohen Einschaltströmen, wie z.B. Motoren oder Transformatoren.
Bauform
Siemens RCDs sind in verschiedenen Bauformen erhältlich, um den unterschiedlichen Einbauorten gerecht zu werden. Standard-RCDs sind für den Einbau in Verteilerkästen konzipiert. Kompakt-RCDs sind besonders platzsparend und eignen sich für beengte Platzverhältnisse.
Montageart
Die gängigste Montageart für Siemens RCDs ist die Hutschienenmontage (DIN-Schiene). Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Installation in Verteilerkästen.
Zusatzfunktionen
Einige Siemens RCDs bieten zusätzliche Funktionen, wie z.B. Überspannungsschutz, Hilfskontakte für Fernmeldungen oder einen integrierten Leitungsschutzschalter (RCBO). Ein RCBO kombiniert die Funktionen eines RCDs und eines Leitungsschutzschalters in einem Gerät und bietet somit einen umfassenden Schutz vor Fehlerströmen und Überlastungen.
Normen und Standards
Siemens RCDs entsprechen den relevanten Normen und Standards, wie z.B. IEC 61008 (RCD ohne eingebauten Überstromschutz), IEC 61009 (RCBO) und VDE 0664. Diese Normen legen die Anforderungen an die Konstruktion, Prüfung und Leistung von RCDs fest.
Selektivität
Die Selektivität ist ein wichtiges Kriterium bei der Planung elektrischer Anlagen. Sie stellt sicher, dass im Falle eines Fehlers nur der betroffene Stromkreis abgeschaltet wird und nicht die gesamte Anlage. Die Selektivität kann durch die Verwendung von RCDs mit unterschiedlichen Auslösezeiten und Bemessungsfehlerströmen erreicht werden.
Siemens Produktreihen
Siemens bietet verschiedene RCD-Produktreihen an, wie z.B. 5SV, 5SM und 5SU. Jede Serie bietet unterschiedliche Eigenschaften und Anwendungsbereiche. Die Auswahl der passenden Serie hängt von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung ab.
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (PRCD)
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (PRCD) sind mobile RCDs, die direkt am Gerät angeschlossen werden. Sie bieten einen direkten Schutz am Gerät und sind ideal für den Einsatz an Baustellen oder im Freien, wo keine fest installierten RCDs vorhanden sind.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein RCD und wozu dient er?
Ein RCD ist ein Fehlerstromschutzschalter, der bei gefährlichen Fehlerströmen den Stromkreis unterbricht und so vor Stromschlägen und Bränden schützt. Er vergleicht den Stromfluss in Hin- und Rückleiter und löst bei einer Differenz aus.
Welchen Bemessungsfehlerstrom sollte ich wählen?
Für den Personenschutz in Wohnräumen ist ein Bemessungsfehlerstrom von 30mA üblich. In sensiblen Bereichen wie Badezimmern kann ein 10mA RCD erforderlich sein.
Was ist der Unterschied zwischen einem RCD Typ A und Typ B?
Ein RCD Typ A erkennt sinusförmige Wechselfehlerströme und pulsierende Gleichfehlerströme, während ein RCD Typ B zusätzlich glatte Gleichfehlerströme erkennen kann. Typ B wird für Anwendungen mit Gleichstromanteilen benötigt, z.B. bei Elektrofahrzeug-Ladestationen.
Kann ich einen RCD selbst installieren?
Die Installation eines RCDs sollte ausschließlich von einer qualifizierten Elektrofachkraft durchgeführt werden. Fehlerhafte Installationen können lebensgefährlich sein.
Wie teste ich die Funktion eines RCDs?
Die meisten RCDs verfügen über eine Testtaste. Durch Betätigen dieser Taste wird ein Fehlerstrom simuliert, der den RCD auslösen sollte. Dieser Test sollte regelmäßig durchgeführt werden.
Was bedeutet Selektivität bei RCDs?
Selektivität bedeutet, dass im Fehlerfall nur der betroffene Stromkreis abgeschaltet wird und nicht die gesamte Anlage. Dies wird durch die Koordination von RCDs mit unterschiedlichen Auslösezeiten und Bemessungsfehlerströmen erreicht.
Fazit
Siemens RCDs sind ein wichtiger Bestandteil moderner elektrischer Anlagen und bieten einen zuverlässigen Schutz vor gefährlichen Stromschlägen und Bränden. Die Auswahl des richtigen RCD-Typs und die fachgerechte Installation sind entscheidend für die Sicherheit. Es empfiehlt sich, sich von einer qualifizierten Elektrofachkraft beraten zu lassen, um die optimale Schutzlösung für die jeweilige Anwendung zu finden und sicherzustellen, dass die Installation den geltenden Normen und Vorschriften entspricht.