Was ist ein Reststrom-Schutzschalter?

Was ist ein Reststrom-Schutzschalter?

Definition des RCCB

Ein Reststrom-Schutzschalter (RCCB) ist ein Sicherheitsgerät, das einen Stromkreis erkennt und unterbricht, wenn es einen Leckstrom zur Erde gibt.

Funktionsprinzip

Ein RCCB arbeitet nach dem Kirchhoffschen Strömesatz, der besagt, dass der Gesamtstrom, der in einen Knoten eingeht, gleich dem Gesamtstrom ist, der ihn verlässt. In einem normalen Stromkreis sind die Ströme in den Phasen- und Neutralleitungen ausbalanciert. Bei einem Fehler, wie beschädigter Isolierung oder Kontakt mit einer Phasenleitung, fließt ein Teil des Stroms zur Erde. Dieser Ungleichgewicht wird vom RCCB erkannt, wodurch es innerhalb von Millisekunden ausschaltet und den Stromkreis trennt.

Ein RCCB enthält einen toroidalen Transformator mit drei Wicklungen: Phasenleitung, Neutralleitung und Sensorenwicklung. Wenn die Ströme ausbalanciert sind, erzeugen die Phasen- und Neutralwicklungen gleiche und entgegengesetzte magnetische Flussdichten. Ein Ungleichgewicht erzeugt einen Restmagnetfluss, der eine Spannung in der Sensorenwicklung induziert. Diese Spannung löst ein Relais aus, um die Kontakte des RCCB zu öffnen und den Stromkreis zu trennen.

Ein RCCB enthält einen Testknopf, mit dem Benutzer seine Funktionalität überprüfen können, indem sie einen kleinen Leckstrom erzeugen. Durch Drücken des Knopfs wird die Phasenleitung auf der Lastseite mit der Versorgungsneutralleitung verbunden, wobei die Neutralwicklung umgangen wird. Dies führt zu einem Stromungleichgewicht, wodurch der RCCB auslösen sollte. Falls dies nicht geschieht, kann der RCCB defekt sein oder falsch verdrahtet und muss repariert oder ersetzt werden.

Arten von RCCBs

Es gibt verschiedene Arten von RCCBs, basierend auf ihrer Empfindlichkeit für verschiedene Arten von Leckströmen:

• Typ AC: Dieser Typ reagiert nur auf reinen Wechselstrom (AC). Er ist für allgemeine Anwendungen geeignet, bei denen keine elektronischen Geräte oder Frequenzumrichter vorhanden sind, die Gleich- oder Pulsströme erzeugen.

• Typ A: Dieser Typ reagiert sowohl auf Wechsel- als auch auf pulsierenden Gleichstrom (DC). Er ist für Anwendungen geeignet, bei denen elektronische Geräte wie Computer, Fernseher oder LED-Lampen vorhanden sind, die geradlinige oder gestückelte Ströme erzeugen.

• Typ B: Dieser Typ reagiert auf Wechsel-, pulsierenden Gleich- und glatten Gleichstrom. Er ist für Anwendungen geeignet, bei denen Geräte wie Solarinverter, Batterieladegeräte oder Elektrofahrzeuge vorhanden sind, die glatten Gleichstrom erzeugen.

• Typ F: Dieser Typ reagiert auf Wechsel-, pulsierenden Gleich-, glatten Gleich- und Hochfrequenz-Wechselströme bis 1 kHz. Er ist für Anwendungen geeignet, bei denen Geräte wie Frequenzumrichter, Induktionskochfelder oder Dimmer vorhanden sind, die Hochfrequenzströme erzeugen.

Die Empfindlichkeit eines RCCBs wird durch seinen Nennreststromauslösestrom (I∆n), dem minimalen Leckstrom, der erforderlich ist, um ihn auszulösen, bestimmt. Gemeinsame I∆n-Werte sind 10 mA, 30 mA, 100 mA, 300 mA, 500 mA und 1 A. Niedrigere I∆n-Werte bieten einen höheren Schutz vor elektrischen Schlägen. Zum Beispiel kann ein 30-mA-RCCB vor Herzstillstand schützen, wenn ein Schlag länger als 0,2 Sekunden andauert.

Eine weitere Klassifizierung von RCCBs basiert auf ihrer Anzahl an Polen:

• 2-polig: Diese Art hat zwei Steckplätze zum Verbinden einer Phasen- und einer Neutralleitung. Sie wird für Einfachphasen-Stromkreise verwendet.

• 4-polig: Diese Art hat vier Steckplätze zum Verbinden von drei Phasen- und einer Neutralleitung. Sie wird für Dreiphasen-Stromkreise verwendet.

Vorteile

• Sie bieten Schutz vor elektrischen Schlägen, indem sie Leckströme ab 10 mA erkennen.

• Sie verhindern Brände und Schäden an Geräten, indem sie fehlerhafte Stromkreise schnell unterbrechen.

• Sie sind einfach zu installieren und zu bedienen, mit einfachen Test- und Reset-Knöpfen.

• Sie sind kompatibel mit verschiedenen Arten von Lasten und Strömen (Wechsel-, Gleich- und Hochfrequenz).

• Sie können als Hauptabschaltschalter oberhalb von ableitenden Miniatur-Sicherungsschaltern (MCBs) dienen.

Nachteile

• Sie bieten keinen Schutz vor Überströmen oder Kurzschlüssen, die zu Überhitzung und Schmelzen der Leitungen führen können. Daher müssen sie in Serie mit einem MCB oder einem Sicherungsschalter verwendet werden, der den Nennstrom des Stromkreises handhaben kann.

• Sie können aufgrund externer Faktoren wie Blitzschlag, elektromagnetische Störungen oder kapazitive Kopplung unnötig auslösen. Dies kann Unannehmlichkeiten und Produktivitätsverluste verursachen.

• Sie können aufgrund interner Faktoren wie Korrosion, Verschleiß oder mechanisches Feststecken nicht auslösen. Dies kann die Sicherheit des Stromkreises und der Benutzer gefährden.

• Sie sind teurer und voluminöser als MCBs oder Sicherungen.

Auswahl von RCCBs

Um den richtigen RCCB für einen Stromkreis auszuwählen, sollten die folgenden Faktoren berücksichtigt werden:

• Art der Last und des Stroms: Der RCCB sollte der Art der Last (Wechsel-, Gleich- oder Hochfrequenz) und dem Typ des Stroms (rein, pulsierend, glatt) entsprechen, den er schützen soll. Zum Beispiel sollte ein Typ-B-RCCB für einen Solarinverter verwendet werden, der einen glatten Gleichstrom erzeugt.

• Der Nennreststromauslösestrom (I∆n): Der RCCB sollte einen niedrigen genug I∆n haben, um ausreichenden Schutz vor elektrischen Schlägen zu bieten, aber nicht so niedrig, dass er störende Auslöser verursacht. Zum Beispiel wird ein 30-mA-RCCB für Wohn- und Gewerbeanwendungen empfohlen, während ein 100-mA-RCCB für industrielle Anwendungen geeignet ist.

• Der Nennstrom (In): Der RCCB sollte einen hohen genug In haben, um den normalen Betriebsstrom des Stromkreises zu handhaben, aber nicht so hoch, dass er die Kapazität des MCBs oder der Sicherung überschreitet, mit dem er verbunden ist. Zum Beispiel sollte ein 40-A-RCCB mit einem 32-A-MCB für einen 230-V-Einfachphasen-Stromkreis verwendet werden.

• Die Anzahl der Pole: Der RCCB sollte die gleiche Anzahl an Polen wie die Versorgungsspannung haben. Zum Beispiel sollte ein 2-poliger RCCB für einen 230-V-Einfachphasen-Stromkreis verwendet werden, während ein 4-poliger RCCB für einen 400-V-Dreiphasen-Stromkreis verwendet werden sollte.

Um einen RCCB zu installieren, sollten die folgenden Schritte befolgt werden:

• Schalten Sie die Hauptversorgung aus und isolieren Sie den Stromkreis, der durch den RCCB geschützt werden soll.

• Verbinden Sie die Phasenleitung(en) von der Versorgungsseite mit den Eingangsklemmen des RCCB, die als L1, L2 und L3 gekennzeichnet sind.

• Verbinden Sie die Neutralleitung von der Versorgungsseite mit der Eingangsklemme des RCCB, die als N gekennzeichnet ist.

• Verbinden Sie die Phasenleitung(en) von der Lastseite mit den Ausgangsklemmen des RCCB, die als L1’, L2’ und L3’ gekennzeichnet sind.

• Verbinden Sie die Neutralleitung von der Lastseite mit der Ausgangsklemme des RCCB, die als N’ gekennzeichnet ist.

• Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen fest und sicher sind und keine Leitungen lose oder ungedeckt sind.

• Schalten Sie die Hauptversorgung ein und testen Sie den RCCB, indem Sie den Testknopf drücken. Der RCCB sollte auslösen und den Stromkreis trennen. Falls dies nicht geschieht, überprüfen Sie auf Verdrahtungsfehler oder defekte Komponenten und beheben Sie diese, bevor Sie den Stromkreis verwenden.

• Setzen Sie den RCCB zurück, indem Sie den Reset-Knopf drücken. Der RCCB sollte sich schließen und den Stromkreis wieder verbinden. Falls dies nicht geschieht, überprüfen Sie auf Verdrahtungsfehler oder defekte Komponenten und beheben Sie diese, bevor Sie den Stromkreis verwenden.