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33 — Rechner

Fehlerstromschutzeinrichtung auslegen

Eine Fehlerstromschutzeinrichtung unterscheidet nicht zwischen einem Fehler und der Summe vieler kleiner, betriebsmäßiger Ableitströme. Jedes Schaltnetzteil, jeder Umrichter, jede geschirmte Leitung zahlt ein. Wenn eine Anlage nach der Erweiterung „grundlos" auslöst, ist genau das die Ursache.

Eingabe

Aus dem Datenblatt. Geräte mit Netzfilter, Schaltnetzteile und Frequenzumrichter liegen deutlich höher als einfache Verbraucher.

Der kapazitive Anteil der Installation. Aus dem Rechner zur Leitungskapazität oder aus einer Messung.

Für die Prüfung auf Selektivität. Ohne vorgelagerte Einrichtung auf null setzen.

Ergebnis

Summe der Ableitströme
—mA
Gefahr des Fehlauslösens
—
Anteil am BemessungsdifferenzstromEin Drittel gilt als Obergrenze für einen störungsfreien Betrieb.
—%
Verbleibender Ableitstrom bis zu einem Drittel
—mA
Selektivität zur vorgelagerten Einrichtung
—

Orientierungshilfe, keine normgerechte Auslegung. Für die Richtigkeit der Ergebnisse übernehmen wir keine Gewähr, maßgeblich sind die anzuwendenden Normen und die Prüfung im Einzelfall.

Rechenbeispiel

Der Standardfall, mit dem der Rechner startet, einmal durchgerechnet. Ändern Sie oben die Werte, rechnet er sofort neu.

Eingaben

Bemessungsdifferenzstrom I_Δn
30 mA
Zahl der angeschlossenen Betriebsmittel
6
Ableitstrom je Betriebsmittel
1,2 mA
Ableitstrom der Leitungen
2 mA
Bemessungsdifferenzstrom der vorgelagerten Einrichtung
300 mA

Ergebnis

Summe der Ableitströme
9,2 mA
Gefahr des Fehlauslösens
Unkritisch. Die Ableitströme liegen unter einem Drittel des Bemessungsdifferenzstroms.
Anteil am Bemessungsdifferenzstrom
30,7 %
Verbleibender Ableitstrom bis zu einem Drittel
0,8 mA
Selektivität zur vorgelagerten Einrichtung
Verhältnis erfüllt. Zusätzlich muss die vorgelagerte Einrichtung zeitverzögert sein.

Formel

  • I_Ableit = n · I_Gerät + I_Leitung
  • Erfahrungsregel: I_Ableit ≤ I_Δn / 3
  • Selektivität: I_Δn(vorgelagert) ≥ 3 · I_Δn(nachgelagert), zusätzlich zeitverzögert

Annahmen und Normbezug

  • Die Ableitströme der Betriebsmittel sind einzugeben; sie stehen im Datenblatt und unterscheiden sich um Größenordnungen.
  • Ein Drittel des Bemessungsdifferenzstroms ist eine Erfahrungsregel, keine Norm. Sie berücksichtigt, dass eine Fehlerstromschutzeinrichtung bereits ab der Hälfte ihres Bemessungswerts auslösen darf.
  • Für Selektivität genügt das Verhältnis der Bemessungsdifferenzströme nicht. Die vorgelagerte Einrichtung muss zusätzlich zeitverzögert ausgeführt sein – sonst lösen beide gleichzeitig aus.
  • Ableitströme addieren sich arithmetisch nur näherungsweise. Bei stark unterschiedlichen Frequenzanteilen liegt die tatsächliche Summe niedriger.

Häufige Fragen

Warum ein Drittel und nicht die Hälfte?

Weil eine Fehlerstromschutzeinrichtung schon zwischen der Hälfte und dem vollen Bemessungswert auslösen darf – das ist zulässige Streuung, kein Fehler. Wer bis zur Hälfte auslastet, hat keinen Abstand mehr zu einem Gerät am unteren Ende dieser Spanne.

Was tun, wenn die Summe zu hoch ist?

Aufteilen. Mehrere Stromkreise mit je eigener Schutzeinrichtung statt einer großen – das verteilt die Ableitströme und begrenzt zugleich, was bei einem Fehler abschaltet. Einen größeren Bemessungsdifferenzstrom zu wählen ist der schlechtere Weg, wo Personenschutz gefordert ist.

Warum lösen bei einem Fehler beide Einrichtungen aus?

Weil beide denselben Fehlerstrom sehen und die vorgelagerte schneller sein kann als die nachgelagerte. Selektivität braucht deshalb zwei Dinge zugleich: einen ausreichend höheren Bemessungsdifferenzstrom und eine Zeitverzögerung. Fehlt eines davon, schaltet im Zweifel die halbe Anlage ab.

Rechnen ist der einfache Teil.

Die Formel liefert eine Zahl. Die Auslegung einer Anlage verlangt darüber hinaus Verlegeart, Häufung, Selektivität, Normenlage und den Blick auf den Bestand. Genau das übernehmen wir.

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