Veröffentlicht:
6. Juli 2009
Kategorie:
News
Fehlerstrom-/Differenzstrom-Schutzschalter mit eingebautem Überstromschutz (RCBOs) für Hausinstallationen und für ähnliche Anwendungen;
Teil 1: Allgemeine Anforderungen
Die neu herausgegebene Norm – als Ersatz für DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20):2005-06 – gilt für Fehlerstrom-Schutzschalter (RCDs) mit eingebautem Überstromschutz, die umgangssprachlich auch als FI-/LS-Kombinationen bezeichnet werden. Die Funktion der RCBOs (Residual Current operated Circuit-Breakers with integral Overcurrent protection) kann spannungsunabhängig (früher FI: Fehlerstrom-Schutzschalter) oder spannungsabhängig (früher DI: Differenzstrom-Schutzschalter) von der Netzspannung sein. Diese Schutzschalter sind zum Einsatz in Hausinstallationen und ähnlichen Anwendungen geeignet und werden an Bemessungsspannungen bis 440 V Wechselspannung betrieben, können für Bemessungsströme bis 125 A in festen Installation ausgelegt sein und besitzen ein Bemessungsschaltvermögen bis 25 000 A zum Betrieb bei 50 Hz oder 60 Hz.
Fehlerstromschutzschalter und Sicherung in einem Gerät
Diese Geräte sind zum Schutz von Personen als Fehlerschutzmaßnahme (Schutz bei indirektem Berühren) bestimmt, wobei die leitfähigen berührbaren Teile der Installation (z. B. Körper) an einem geeigneten Erdanschluss angeschlossen sind. Diese Verbindung wird i.d.R. durch den Schutzleiter sichergestellt. Durch den integrierten Überstromschutz sind die Geräte auch zum Schutz gegen Überströme (z.B. durch Überlast oder Kurzschluss) in Installationen von Gebäuden und ähnlichen Anwendungen geeignet. Durch den eingebauten Fehlerstrom-Schutzschalter können sie mit einem maximalen Bemessungsfehlerstrom von In 300 mA zum Schutz gegen Brandgefahren infolge von länger andauernden Erdfehlerströmen verwendet werden, die bei widerstandsbehafteten Fehlern (z.B. Isolationsfehlern) abschalten, da ein Ansprechen der Überstromschutzeinrichtung durch den ungenügenden Kurzschlussstrom nicht in angemessener Zeit zu erwarten ist.
RCBOs mit einem maximalen Bemessungsfehlerstrom von In 30 mA werden auch als zusätzliche Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag im Falle des Versagens der Schutzmaßnahme eingesetzt. Das Dokument gilt für Geräte, die die Funktionen der Erfassung des Fehlerstroms, des Vergleichs des Wertes dieses Stroms mit dem Auslösefehlerstrom und beim übersteigen des zulässigen Fehlerstromes die Abschaltung des zu schützenden Stromkreises ausführen und gleichzeitig auch die Funktion des Einschaltens, Führens und Ausschalten von Überströmen unter festgelegten Bedingungen übernehmen.
Typen von RCBOs
RCBOs des allgemeinen Typs sind unempfindlich gegen ungewolltes Auslösen einschließlich des Falls, wo Stoßspannungen infolge von Schaltüberspannungen oder induziert durch Blitze in der Installation Ladeströme bewirken, ohne dass ein Überschlag erfolgt.
Selektive RCBOs gelten gegen ungewolltes Auslösen als ausreichend unempfindlich, auch wenn durch die Stoßspannungen ein Überschlag und ein Folgestrom erzeugt werden.
Eigenschaften von RCBOs
Von den Herstellern werden verschiedene Angaben zu den charakteristischen Eigenschaften der RCBOs gemacht. Nachfolgend sind die wichtigsten Benennungen erklärt:
Anzahl der Pole und Strompfade
RCBOs werden in verschiedenen Ausführungen angeboten. Zweipolige RCBOs sind erhältlich mit nur einem überstromgeschützten Pol wo nur der Außenleiter mit einem Überstromauslöser ausgerüstet ist oder mit zwei Überstromauslösern wobei der Außenleiter und Neutralleiter überwacht wird. Gleiches gilt für den vierpoligen RCBO mit je drei Außenleitern.Für symmetrische Drehstromverbraucher sind ebenfalls dreipolige RCBOs mit drei überstromgeschützten Polen erhältlich.
Bemessungsstrom In
Der Bemessungsstrom eines RCBO gibt an, welchen Strom die Schutzeinrichtung dauerhaft bei einer Umgebungstemperatur von 30°C führen kann. Folgende Bemessungsströme 6-10-13-16-20-25-32-40-50-63-80-100-125 A sind üblich.
Bemessungsfehlerstrom IΔN
Der Bemessungsfehlerstrom gibt den Auslösfehlerstrom an, bei dem der RCBO spätestens auslösen muss. Der Bemessungsnichtauslösefehlerstrom Ino hingegen gibt den unteren Ausschalthebereich an. Der Auslösebereich liegt bei 50-100% vom Bemessungsfehlerstrom. Folgende Bemessungsfehlerströme 0,01 - 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 A sind normativ festgelegt.
Die neu herausgegebene Norm – als Ersatz für DIN EN 61009-1 (VDE 0664-20):2005-06 – gilt für Fehlerstrom-Schutzschalter (RCDs) mit eingebautem Überstromschutz, die umgangssprachlich auch als FI-/LS-Kombinationen bezeichnet werden. Die Funktion der RCBOs (Residual Current operated Circuit-Breakers with integral Overcurrent protection) kann spannungsunabhängig (früher FI: Fehlerstrom-Schutzschalter) oder spannungsabhängig (früher DI: Differenzstrom-Schutzschalter) von der Netzspannung sein. Diese Schutzschalter sind zum Einsatz in Hausinstallationen und ähnlichen Anwendungen geeignet und werden an Bemessungsspannungen bis 440 V Wechselspannung betrieben, können für Bemessungsströme bis 125 A in festen Installation ausgelegt sein und besitzen ein Bemessungsschaltvermögen bis 25 000 A zum Betrieb bei 50 Hz oder 60 Hz.
Fehlerstromschutzschalter und Sicherung in einem Gerät
Diese Geräte sind zum Schutz von Personen als Fehlerschutzmaßnahme (Schutz bei indirektem Berühren) bestimmt, wobei die leitfähigen berührbaren Teile der Installation (z. B. Körper) an einem geeigneten Erdanschluss angeschlossen sind. Diese Verbindung wird i.d.R. durch den Schutzleiter sichergestellt. Durch den integrierten Überstromschutz sind die Geräte auch zum Schutz gegen Überströme (z.B. durch Überlast oder Kurzschluss) in Installationen von Gebäuden und ähnlichen Anwendungen geeignet. Durch den eingebauten Fehlerstrom-Schutzschalter können sie mit einem maximalen Bemessungsfehlerstrom von In 300 mA zum Schutz gegen Brandgefahren infolge von länger andauernden Erdfehlerströmen verwendet werden, die bei widerstandsbehafteten Fehlern (z.B. Isolationsfehlern) abschalten, da ein Ansprechen der Überstromschutzeinrichtung durch den ungenügenden Kurzschlussstrom nicht in angemessener Zeit zu erwarten ist.
RCBOs mit einem maximalen Bemessungsfehlerstrom von In 30 mA werden auch als zusätzliche Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag im Falle des Versagens der Schutzmaßnahme eingesetzt. Das Dokument gilt für Geräte, die die Funktionen der Erfassung des Fehlerstroms, des Vergleichs des Wertes dieses Stroms mit dem Auslösefehlerstrom und beim übersteigen des zulässigen Fehlerstromes die Abschaltung des zu schützenden Stromkreises ausführen und gleichzeitig auch die Funktion des Einschaltens, Führens und Ausschalten von Überströmen unter festgelegten Bedingungen übernehmen.
Typen von RCBOs
RCBOs des allgemeinen Typs sind unempfindlich gegen ungewolltes Auslösen einschließlich des Falls, wo Stoßspannungen infolge von Schaltüberspannungen oder induziert durch Blitze in der Installation Ladeströme bewirken, ohne dass ein Überschlag erfolgt.
Selektive RCBOs gelten gegen ungewolltes Auslösen als ausreichend unempfindlich, auch wenn durch die Stoßspannungen ein Überschlag und ein Folgestrom erzeugt werden.
Eigenschaften von RCBOs
Von den Herstellern werden verschiedene Angaben zu den charakteristischen Eigenschaften der RCBOs gemacht. Nachfolgend sind die wichtigsten Benennungen erklärt:
Anzahl der Pole und Strompfade
RCBOs werden in verschiedenen Ausführungen angeboten. Zweipolige RCBOs sind erhältlich mit nur einem überstromgeschützten Pol wo nur der Außenleiter mit einem Überstromauslöser ausgerüstet ist oder mit zwei Überstromauslösern wobei der Außenleiter und Neutralleiter überwacht wird. Gleiches gilt für den vierpoligen RCBO mit je drei Außenleitern.Für symmetrische Drehstromverbraucher sind ebenfalls dreipolige RCBOs mit drei überstromgeschützten Polen erhältlich.
Bemessungsstrom In
Der Bemessungsstrom eines RCBO gibt an, welchen Strom die Schutzeinrichtung dauerhaft bei einer Umgebungstemperatur von 30°C führen kann. Folgende Bemessungsströme 6-10-13-16-20-25-32-40-50-63-80-100-125 A sind üblich.
Bemessungsfehlerstrom IΔN
Der Bemessungsfehlerstrom gibt den Auslösfehlerstrom an, bei dem der RCBO spätestens auslösen muss. Der Bemessungsnichtauslösefehlerstrom Ino hingegen gibt den unteren Ausschalthebereich an. Der Auslösebereich liegt bei 50-100% vom Bemessungsfehlerstrom. Folgende Bemessungsfehlerströme 0,01 - 0,03 - 0,1 - 0,3 - 0,5 A sind normativ festgelegt.
Auslösecharakteristik
Durch die Auslösecharakteristik wird das zeitliche Verhalten des RCBOs beschrieben. Ein selektiver RCBO (Kennzeichnung: S)ist gegenüber einem normalen RCBO zeitverzögert und wird bei einem Fehlerstrom der im Abschaltbereich liegt, erst später abschalten. Somit wird gewährleistet, dass der der Fehlerstelle zugeordnete RCBO auslöst und somit nur eine begrenzte Abschaltung der Anlage stattfindet.
Bemessungsschaltvermögen Icn
Das Bemessungsschaltvermögen ist der Effektivwert des unbeeinflussten Stromes, der sog. Wechselstromkomponente des prospektiven Stromes, der im Stromkreis fließen würde, wenn der RCBO durch einen Leiter mit vernachlässigbar kleinem Widerstand ersetzt würde und den ein RCBO unter festgelegten Bedingungen einschalten, führen und ausschalten kann.
Bemessungsfehlerschaltvermögen IΔm
Bemessungsfehlerschaltvermögen ist der Effektivwert der Wechselfehlerstromkomponente des prospektiven Fehlerstromes, angegeben vom Hersteller, den ein RCBO unter festgelegten Bedingungen einschalten, führen und ausschalten kann.
6000 Bemessungsschaltvermögen
3 Energiebegrenzungsklasse
Typische Angabe auf einem RCBO
Energiebegrenzungsklassen
RCBOs werden in Energiebegrenzungsklassen eingeteilt, um dem projektierenden Ingenieur und dem Installateur zu helfen, Selektivität mit der vorgeschalteten Sicherung und den Leitungsschutz bei Kurzschlussströmen zu erreichen.
Selektivität des RCBO in Bezug auf die vorgeschaltete Sicherung besteht bei allen Werten des Stromes, bei denen der I²t-Durchlasswert des RCBO kleiner ist als der Schmelz-I²t-Wert der Sicherung. Leitungsschutz unter Kurzschlussbedingungen besteht bei allen Werten des Stromes, bei denen der I²t- Durchlasswert des RCBO kleiner ist als der zulässige I²t-Wert der Leitung.
Weitere Anforderungen an den Hersteller
Die Norm beschreibt des Weiteren für den Hersteller die Anforderungen und notwendigen Prüfungen zur Fertigung von RCBOs. Behandelt werden u. a.:
Durch die Auslösecharakteristik wird das zeitliche Verhalten des RCBOs beschrieben. Ein selektiver RCBO (Kennzeichnung: S)ist gegenüber einem normalen RCBO zeitverzögert und wird bei einem Fehlerstrom der im Abschaltbereich liegt, erst später abschalten. Somit wird gewährleistet, dass der der Fehlerstelle zugeordnete RCBO auslöst und somit nur eine begrenzte Abschaltung der Anlage stattfindet.
Bemessungsschaltvermögen Icn
Das Bemessungsschaltvermögen ist der Effektivwert des unbeeinflussten Stromes, der sog. Wechselstromkomponente des prospektiven Stromes, der im Stromkreis fließen würde, wenn der RCBO durch einen Leiter mit vernachlässigbar kleinem Widerstand ersetzt würde und den ein RCBO unter festgelegten Bedingungen einschalten, führen und ausschalten kann.
Bemessungsfehlerschaltvermögen IΔm
Bemessungsfehlerschaltvermögen ist der Effektivwert der Wechselfehlerstromkomponente des prospektiven Fehlerstromes, angegeben vom Hersteller, den ein RCBO unter festgelegten Bedingungen einschalten, führen und ausschalten kann.
6000 Bemessungsschaltvermögen
3 Energiebegrenzungsklasse
Typische Angabe auf einem RCBO
Energiebegrenzungsklassen
RCBOs werden in Energiebegrenzungsklassen eingeteilt, um dem projektierenden Ingenieur und dem Installateur zu helfen, Selektivität mit der vorgeschalteten Sicherung und den Leitungsschutz bei Kurzschlussströmen zu erreichen.
Selektivität des RCBO in Bezug auf die vorgeschaltete Sicherung besteht bei allen Werten des Stromes, bei denen der I²t-Durchlasswert des RCBO kleiner ist als der Schmelz-I²t-Wert der Sicherung. Leitungsschutz unter Kurzschlussbedingungen besteht bei allen Werten des Stromes, bei denen der I²t- Durchlasswert des RCBO kleiner ist als der zulässige I²t-Wert der Leitung.
Weitere Anforderungen an den Hersteller
Die Norm beschreibt des Weiteren für den Hersteller die Anforderungen und notwendigen Prüfungen zur Fertigung von RCBOs. Behandelt werden u. a.:
- Aufschriften und andere Produktinformationen
- Normbedingungen für den Betrieb und den Einbau
- Anforderungen an Konstruktion und Betrieb und
- Prüfungen.