Fehlerstrom im PE und Reaktion im FI-Schutzschalter

Diskutiere Fehlerstrom im PE und Reaktion im FI-Schutzschalter im Elektro 1 Forum im Bereich Haustechnik; Ein 4-poliger FI-Schutzschalter (L1,L2,L3,N) kann nicht jeden Fehlerstrom erfassen. Nun stellt sich die Frage, warum es keine 5-poligen...

  1. #1 Altbau1928, 25. Juli 2014
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    Ein 4-poliger FI-Schutzschalter (L1,L2,L3,N) kann nicht jeden Fehlerstrom erfassen.
    Nun stellt sich die Frage, warum es keine 5-poligen FI-Schalter gibt, der auch den Stromfluss im PE prüft. Denn sobald ein Strom im PE-Leiter fließt (egal wo der herkommt, unabhängig der anderen Leiter), sollte ein FI anspringen. Ein 4-poliger FI prüft ja nur, ob alle Ströme addiert im N wieder ankommen, also kein Strom fehlerhaft abfällt.
     
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  3. #2 Ralf Dühlmeyer, 25. Juli 2014
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    Damit ein Strom auf dem PE fliessen kann, muss er ja woanders abfliessen (wenn wir mal den thoretischen Fall des äusseren Einfliessens ausklammern).
    Somit sollte der RCD des abgebenden Kreises auslösen!

    Ausserdem ist die Konstruktion eines RCD für zwei Leiterformen (Aussenleiter und N) wesentlich simpler als der eines für drei Leiterformen, da so ein Magnet "in der Schwebe" gehalten wird, so lange die Summenströme passen und ausgelenkt wird, wenn sie abweichen!
    Bei einem dritten Summenstrom dürfte das eine komplexe Mechanik erfordern.

    Einfache Lösung:
    Jeden Stromkreis mit einer LS/RCD Kombination absichern.
     
  4. #3 zille1976, 25. Juli 2014
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    Vor was sollte so eine Art FI Schalter denn mehr oder besser schützen, als die heute üblichen?
     
  5. #4 zille1976, 25. Juli 2014
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    Das wäre nicht das Problem. Ein fremder Strom im PE würde auch ein Magnetfeld erzeugen, der dem Magnetfeld der anderen Leiter entgegenwirkt (in welche Richtung auch immer).

    Somit würde man Fremdspannungen im eigenen Netz erkennen. Nur dummerweise würde man dadurch auch die Brandschutzwirkung eines FIs aushebeln, weil Ströme aus dem eigenen Netz die über einen Isolationsfehler über den PE abfließen nicht mehr erkannt werden, da sie auch durch den Summenstromwandler führen.

    Das ganze Vorhaben des TE hat wenig bis keinen Sinn.
     
  6. #5 Ralf Dühlmeyer, 25. Juli 2014
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    Zille - ein RCD ist eine Waage, deren Schalen durch die Spulenwirkung der Summenströme anbgezogen werden und bei unterschiedlichen Strömen ausgelenkt werden.

    Zeig mir mal ne Balkenwaage mit drei Wiegeschalen!
     
  7. Dieter70

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    Himmel!
    Und dieser tolle 5polige RCD soll dann am besten auch den Schutzleiter abtrennen, an welchem sich dann dank des Fehlerstroms aus einem fremden Stromkreis eine gefährliche Berührungsspannung bildet???
     
  8. #7 zille1976, 25. Juli 2014
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    Deine Phantasie über den Aufbau eines FIs (nicht RCD) in Ehren, aber technisch läuft es doch etwas anders ab.

    Also: Nehmen wir an wir haben einen FI 4polig, daran zwei Wasserkocher und einen DLE 400V/18kW

    Du machst den Wasserkocher 1 an, es fließt ein Strom über L1 hinein über deine linke Waagschale und derselbe Strom fließt über den N und die rechte Waagschale wieder ab. Ströme gleich, alles gut.

    Du machst den Wasserkocher 2 an, es fließt ein Strom über L2 hinein über deine linke Waagschale und derselbe Strom fließt über den N und die rechte Waagschale wieder ab. Ströme gleich, alles gut.

    Jetzt machst du den DLE an. Es fliesst ein Strom über L1 hinein, über L2 hinaus, über L3 hinein. Über den N fließt nichts (symmetrische Belastung, daher haben DLEs auch keinen Anschluß für den N). Jetzt wissen wir ja aus den Wasserkocherversuchen, dass L1 und L2 auf der linken Waagschale liegen, der N dagegen auf der rechten.

    Also muss der FI sofort auslösen. Tut er aber nicht. Und warum? Jetzt obacht:

    Ein FI hat keine Waage eingebaut und misst auch keine Ströme. Alle aktiven Leiter erzeugen beim Stromdurchfluss ein Magnetfeld. Die Stärke und Ausrichtung dieses Feldes hängt von der Stromrichtung und Stromstärke im Leiter ab. Die Magnetfelder aller Leiter heben sich in der Regel gegenseitig auf, so dass im FI kein Wirksames Magnetfeld erzeugt wird. Deswegen heben sich auch die Magnetfelder beim DLE auf auch wenn der N garnicht mit im Spiel ist.

    Im FI ist keine Waage sondern ein Magnetfeld, welches auf einen Stift wirkt, der ein vorgespanntes Schaltschloss betätigt. Nix mit Gleichgewicht. Nur Magnetismus.

    Ansonsten müssten dein L1 und L2 ja ständig von der rechten in die Linke Waagschale springen, je nachdem ob der DLE an ist oder der Wasserkocher.
     
  9. #8 Altbau1928, 25. Juli 2014
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    OK, ein solcher 5-poliger FI könnte zwar einen (externen) Fehlerstrom im PE erkennen, könnte aber die Ursache nicht abklemmen.
    Wenn also in jedem Stromkreis ein FI mit 30 mA verbaut ist, müßte ein 4-poliger FI ausreichend sein.
    Andere Frage bezüglich der Bemessungswerte: welche Stromstärke fließt durch den Körper, wenn man
    a) auf dem Fußboden steht und einen L anfasst?
    b) in einer Badewanne liegt und den L anfasst (bitte nur als E-technische Frage verstehen)
    Das hängt jedoch vom Erdungswiderstand der Füße bzw. Fußboden bzw. der Badewanne ab.
    Die Frage ist, ob auch im trockenen Fall der FI anzieht oder ob da FI im 1 mA Bereich und kleiner gebraucht werden.
     
  10. feelfree

    feelfree Gast

    Bitte mal hier nachlesen. So ein Forum muss ja nicht die einfachsten Grundlagen vorkauen.
     
  11. #10 zille1976, 25. Juli 2014
    zille1976

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    a) Ca. 1000 Ohm pro Arm, Beim, Oberkörper plus Schuhwerk plus Bodenbeschaffenheit macht in Summe einen Strom von keine Ahnung mA
    b) Im besten Fall gar keiner, solange man nicht den Fehler macht die Wanne zu erden. Wasser an sich ist ein sehr schlechter Leiter. Badesalz könnte kritisch werden.

    Zum 1mA FI: Würde nichts bringen. Ein FI begrenz keinen Strom. Im schlechtesten Fall fließen für 400ms der volle Fehlerstrom unbegrenzt. Stichst du dir mit dem Außenleiter in die Hand und stehst gut geerdet barfuß auf einer Metallplatte, dann bist du vermutlich Tod. Auch mit einem 0,1mA FI.
     
  12. feelfree

    feelfree Gast

    Das Trinkwasser, das bei uns aus der Leitung kommt? Ernsthaft?

    Wikipedia sagt da was anderes.
     
  13. #12 Altbau1928, 25. Juli 2014
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    Nein, die Frage ist dort nicht einmal ansatzweise beantwortet. Die Situation ist aber auch etwas komplexer:
    Berührt man mit dem Phasenprüfer die Isolation des L, so zeigt er keinen Stromfluß an.
    Stellt man sich dagegen auf eine dicke Styropor-Platte und berührt dann mit dem Phasenprüfer den L, so zeigt er einen Stromfluß an.
    Konkrete Frage: würde ein FI-Schutzschalter ansprechen, wenn man den L berührt?
     
  14. feelfree

    feelfree Gast

    Ein Phasenprüfer hat einen Vorwiderstand von ca. 1MOhm. Die paar kOhm deines Körpers jucken den nicht, auch nicht deine Styroporplatte.

    Konkrete Frage: Hängt vom Widerstand ab. R=U/I = 230V/30mA = 7,6kOhm. Keine Ahnung, was für einen Widerstand eine Styroporplatte hat. Ich vermute einen größeren. Also würde der FI nicht auslösen.
     
  15. #14 zille1976, 25. Juli 2014
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    Jepp. Haben an der HWK mal den Versuch gemacht. L und N in einen 10 Liter Plastikeimer. Fließt kaum ein Strom und mit der Hand konnte man ohne Probleme reingreifen.

    Wo genau sagt Wikipedia was?
     
  16. feelfree

    feelfree Gast

    Zitat aus dem Link in #9:

     
  17. Julius

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    Doch kann und macht er!
    Daher: Wie kommst Du zu dieser (falschen) Annahme?

    Weil das zwar machbar, aber wäre in aller Regel nicht sinnvoll wäre.

    Nein, das wäre nur in ganz besonderen Fällen sinnvoll.
    Und da gibt es das dann übrigens auch! Allerdings soweit mir bekannt nicht fünf- statt vierpolig, sondern drei- statt zweipolig. Nämlich im "PRCD-S" (bewegliche steckbare Fehlerstromschutzeinrichtung für den Einsatz von Handgeräten an Baustellen, die nicht aus förmlichem Baustromverteiler gespeist werden, sondern aus dem vorhandenen Netz des Objektes). Der löst auch bei Stromfluß im PE aus.

    Wieso "nur"? Genau das ist die Defintiion des Nichtvorhandenseiens eines Fehlerstroms.

    Was Du vielleicht meinst, sind z.B. vagabundierende Erdströme. Die können durchaus auf dem PE auftreten (z.B. wegen Potentialunterschieden aufgrund unterschiedlicher Erder, PEN-Spannungsfällen etc.
    Sie würden jedoch - wenn der FI darauf reagieren müßte - zu sehr unangenehmen Falschauslösungen führen! Daas senkt die Betriebsverfügbarkeit einer größeren Anlage ins Bodenlose.
     
  18. drsos2

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    Man kann das Forum auch mit sinnlosen Threads füllen...
    Mir fällt bald nichts mehr ein zu den Themen des TE
     
  19. Julius

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    Ich find das ganz interessant.
    Und wie man sieht, kann hierbei sogar noch manch Fachmann etwas dazulernen:

    Das hast Du nicht zu Ende gedacht!
    Denn bei solch einer Konstruktion wird genialerweise der PE gegensinnig durch den Summenstromwandler geführt.
    Und meist auch noch mit abweichend erhöhter (z.B. doppelter) Windungszahl.
    Daher erkennt er Fremdströme auf dem PE, ohne daß stromkreiseigene Fehlerströme zur Auslöschung führen.
    Schlau, was...?
     
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  21. #19 zille1976, 25. Juli 2014
    zille1976

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    Nicht "von 30mA" sondern "ab 30mA" - trotzdem fließt ein höherer Strom, wenn der Fehler dies zulässt (kleiner Körperwiderstand).

    100ms mag dir Regel sein, die VDE spricht aber von 0,4 Sekunden maximal. Somit ist im schlimmsten Fall von dieser Zeit auszugehen.

    Die VDE macht keine Vorgaben bezüglich der 20ms bei hohen Strömen. Es können je nach FI und Bautoleranzen auch mal höhere Zeiten auftreten. Garantiert sind immer nur die 0,4 Sekunden.

    Im schlimmsten Fall (wie oben schon erwähnt) stirbst du also auch mit FI.
     
  22. Julius

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    Naja. Er mißt schon - nämlich eine Stromsumme.

    Sehr wohl eine Art Gleichgewicht! Sobald das "Gewicht" der Stromsumme größer wird als die Auslöseschwelle, kippt der Mechanismus (und führt zur Abschaltung).

    Um Dein etwas eigenartiges Beispiel zu zerlegen, genügt es, einen 400V-Wasserkocher zwischen L1 und L2 anzuschließen...
     
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