Das Testen von Fehlerstrom-Schutzschaltern geht oft vergessen oder wird angesichts des grossen Aufwands gar nicht gemacht. Die Lösung sind intelligente Schutzschalter mit einer unterbrechungsfreien, automatischen FI-Prüfung, bei Bedarf mit einer automatischen Wiedereinschaltung.

Autor: Peter Graf, Product Manager Schaltgeräte bei der Firma Demelectric AG in Geroldswil

Wieso müssen Fehlerstromschutzschalter (FI-Schutzschalter) überhaupt in regelmässigen Abständen geprüft werden? Aufschluss darüber erhalten wir, wenn wir uns den Aufbau eines solchen Schalters etwas genauer anschauen. Er besteht im Wesentlichen aus einem Summenstromwandler und einem Auslöseschloss (Abb. 1). Wir verlassen uns beinahe blind auf seine zuverlässige Funktion. Wenn ihn jedoch über lange Zeit keine Differenzströme (Fehler- oder Ableitströme) zum Auslösen bringen, kann es zu Verklebungen im Schaltschloss kommen, und der FI löst im Bedarfsfall nicht mehr wie gewünscht aus.

Aufgabe des Schaltschlosses

Das Schaltschloss ermöglicht das Abschalten eines Stromkreises mit sehr geringer Kraft und bei möglichst kurzem Weg. Der Magnetkontakt im Schaltschloss wird von einer «Wicklung» geschlossen gehalten. Tritt ein Fehlerstrom oder Kurzschluss auf, verändert sich der Strom in der «Erreger- Wicklung», der Magnetkontakt wird gelöst und schaltet den FI-Schutzschalter im Bruchteil einer Sekunde ab. Dazu wird die Kraft einer Feder freigegeben, die beim Einschalten über einen Federmechanismus gespannt wurde.

Was ist eine Verklebung?

Von einer Verklebung spricht man, wenn sich der magnetische Schaltkontakt im Schaltschloss nicht mehr bewegen lässt. Dies wird meistens durch äussere Einflüsse wie Schmutz, Sand, Dreck, Schadgase oder andere Schadstoffe in der Luft verursacht.

Der manuelle Test ist nicht immer einfach zu bewerkstelligen

Unsere schnelllebige Gesellschaft verlangt immer mehr nach der 24/7-Verfügbarkeit vieler Anlagen, wie zum Beispiel Kassenserver in Einkaufsläden, Datenserver bei Banken, Server von Onlinehändlern usw. Bei der FI-Prüfung wird hauptsächlich geprüft, ob der FI im Bedarfsfall auslöst. Diese Prüfung hat bei konventionellen FI-Typen (Typ A, F oder B) immer einen Betriebsunterbruch zur Folge. Server und andere Anlagen sind während dieser Zeit nicht verfügbar und müssen nach der Prüfung meist aufwändig neu gestartet werden. Damit dies für die Kunden möglichst unbemerkt bleibt, ist eine gute Planung unerlässlich. Häufig werden solche Prüfungen ausserhalb der normalen Betriebszeiten durchgeführt, was wiederum Überstunden und mehr Aufwand beim Personal zur Folge hat. Dies verteuert die Wartung unnötig.

Die Lösung sind intelligente Schutzschalter mit Selftest

Mit neuen intelligenten FI-Schutzschaltern mit automatischer, unterbrechungsfreier Prüffunktion können solche Aufwendungen ganz einfach vermieden werden (Abb. 2). Die Schutzschalter führen selbstständig in regelmässigen Abständen (alle 28 Tage) eine unterbruchsfreie Selbstdiagnose durch. Der FI-Schalter wird dabei auf seine einwandfreie Funktion überprüft. Bypass-Kontakte übernehmen die Spannungsversorgung der Anlage während der Selbstests. Die Tests werden über einen einstellbaren Halbleiterkontakt protokolliert.

Der Aufwand für das Wartungspersonal kann damit auf ein Minimum reduziert werden. FI-Schutzschalter mit zusätzlicher automatischer Wiedereinschaltfunktion sorgen auch für ein automatisches Wiedereinschalten bei unerwünschten Auslösungen, die durch Blitzschläge, transiente Ableitströme, Erschütterungen oder die Minderung der Isolationswiderstände durch Feuchtigkeit oder Schmutz verursacht werden können. FI-Schutzschalter, wie zum Beispiel der Selftest Restart von Doepke, schalten dazu die Spannung nach einer vorherigen Prüfung des Isolationswiderstandes gegen Erde innerhalb von zehn Sekunden wieder zu. Stellt das Gerät einen Fehler in der Anlage fest, erfolgt nach zwei Minuten eine erneute Prüfung. Solange der Fehler vorliegt, wird die Prüfung alle zwei Minuten wiederholt. Die Anlage wird erst wieder eingeschaltet, wenn sie fehlerfrei ist.

Nutzen für die Praxis

Durch die unterbruchsfreie FI-Prüfung entfallen der Betriebsunterbruch sowie die aufwändige Planung der Wartung. Somit können die Wartungskosten der Anlage massiv gesenkt und gleichzeitig ihre Verfügbarkeit erhöht werden. Betriebsunterbrüche durch notwendige FI-Prüfungen gehören somit der Vergangenheit an. Dies hat nicht nur für den Betreiber Vorteile, sondern auch für seine Kunden, die den Service 24/7 nutzen können. Die Wartungsfachleute haben zudem die Gewissheit, dass die FI-Schutzschalter jederzeit einwandfrei funktionieren, und können dies auch belegen. Auch wenn sie anfänglich eine Investition erfordern, rechnen sich die FI-Schutzschalter mit automatischer Prüfung und Restart-Funktion bereits innerhalb sehr kurzer Zeit.