Fehlerstromschutzschalter
Englisch: residual-current device
Ein automatischer Schutzschalter, der einen Stromkreis schnell unterbricht, wenn das Ungleichgewicht der hindurchfließenden Ströme einen bestimmten Wert überschreitet.
FI-Schutzschalter: Der Schutzschalter, der gefährliche Stromlecks aufdeckt
Ein Fehlerstrom-Schutzschalter, kurz FI-Schalter, ist ein Schutzmechanismus, der in einer elektrischen Anlage sitzt und den ein- und ausfließenden Strom überwacht. Wenn mehr Strom die Anlage verlässt, als zu ihr zurückkehrt, erkennt der FI-Schalter dieses Ungleichgewicht typischerweise innerhalb von 30 Millisekunden und löst aus, um die Stromversorgung zu unterbrechen. Dieses Ungleichgewicht signalisiert, dass Strom irgendwo abfließt, wo er nicht sein sollte, meist durch eine Person oder einen leitenden Weg zur Erde, und die Aufgabe des FI-Schalters ist es, diesen Strom zu stoppen, bevor er Verletzungen oder Brand verursacht.
FI-Schalter funktionieren durch den Vergleich des Stroms im Außenleiter mit dem Strom im Neutralleiter. Eine Transformatorspule überwacht beide Leiter; wenn sie gleichen Strom führen, heben sich die Magnetfelder auf und nichts passiert. Jeder Fehlerstrom erzeugt ein Ungleichgewicht, das ein Signal in der Auslösespule induziert und einen Elektromagneten freisetzt, der die Kontakte öffnet. Die Empfindlichkeit wird vom Hersteller eingestellt, meist auf Auslösen bei 30 Milliampere (mA) für übliche Steckdosenschaltungen, obwohl es auch 100 mA und 300 mA Ausführungen für industrielle Anwendungen gibt, wo Fehlauslösungen weniger kritisch sind.
Das Gerät gibt es in verschiedenen Ausführungen. Steckdosen-FI-Schalter werden direkt in eine Wandsteckdose gesteckt und schützen alles, das daran angeschlossen wird; diese sind tragbar und sinnvoll für Übergangslösungen oder risikobehaftete Arbeiten. Fest installierte FI-Schalter werden in ein Verteilerfeld verdrahtet und schützen ganze Stromkreise oder Stromkreisgruppen darunter. Einige FI-Schalter sind mit Leitungsschutzschaltern zu einer Einheit verbunden, dem sogenannten FI-Schutzschalter mit Leitungsschutz, der Überlastschutz und Fehlerstromschutz in einem Gehäuse vereint.
Grenzen und Ausfallarten
FI-Schalter schützen nicht vor allen elektrischen Gefahren. Sie sind unwirksam bei Phasen-Phasen-Fehlern, bei denen Strom zwischen Außenleitern abfließt, ohne Erde zu berühren, weil beide Leiter die gleiche Änderung sehen. Sie können auch nicht jemanden schützen, der eine Verbindung zwischen dem Außenleiter und Erde mit sehr geringem Widerstand schließt, weil dieser hohe Strom erst nach erheblicher Energieabgabe zur Auslösung des FI-Schalters führt. Fehlauslösungen bleiben ein praktisches Problem: Ältere FI-Schalter lösen leicht in feuchten Bedingungen oder in Stromkreisen mit kapazitiven oder induktiven Lasten aus, die während des normalen Betriebs natürlicherweise kleine Fehlerströme entwickeln.
Prüfung ist entscheidend, weil ein defekter FI-Schalter keinen Schutz bietet. Ein kleiner Knopf mit der Aufschrift TEST auf dem Gerät ermöglicht manuelles Auslösen; beim Drücken sollte der Stromkreis sofort unterbrochen werden. Monatliche Prüfung ist Standardpraxis in sicherheitskritischen Anlagen. FI-Schalter selbst können verschleißen, besonders in rauen Umgebungen mit Temperaturschwankungen oder Feuchte, und sollten ausgetauscht werden, wenn sie nicht mehr auf den TEST-Knopf reagieren oder fehlerhaft und unregelmäßig auslösen.