FI-Schalter löst bei Einspeisung aus – Ursachen bei Photovoltaikanlagen

Einspeisung von Solarstrom in das Hausnetz

Photovoltaikanlagen erzeugen elektrische Energie aus Sonnenlicht. Sobald ausreichend Sonneneinstrahlung vorhanden ist, beginnen die PV-Module Gleichstrom zu produzieren.

Dieser Gleichstrom wird über die DC-Leitungen zum Wechselrichter geführt. Der Wechselrichter wandelt die Energie anschließend in Wechselstrom um, der im Gebäude genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.

Sobald der Wechselrichter beginnt, Energie in das Hausnetz einzuspeisen, fließt Strom durch die elektrischen Leitungen der Installation.

In einigen Anlagen kommt es jedoch vor, dass der FI-Schalter genau in diesem Moment auslöst, wenn die Einspeisung beginnt.

Dieses Verhalten kann verschiedene Ursachen haben.

Funktion des Fehlerstromschutzschalters

Ein Fehlerstromschutzschalter überwacht den Stromfluss innerhalb eines Stromkreises.

In einem fehlerfreien Stromkreis fließt der Strom über die Phase zum Verbraucher und über den Neutralleiter wieder zurück.

Wenn ein Teil des Stroms über einen anderen Weg abfließt, beispielsweise über geerdete Bauteile, entsteht eine Differenz zwischen Hin- und Rückstrom.

Der Fehlerstromschutzschalter erkennt diese Differenz und unterbricht den Stromkreis automatisch.

Diese Schutzmaßnahme schützt Menschen vor gefährlichen Stromunfällen und reduziert das Risiko elektrischer Brände.

Typische Ursachen für das Auslösen bei Einspeisung

Wenn der FI-Schalter beim Einspeisen von Solarstrom auslöst, kann dies verschiedene Ursachen haben.

Zu den häufigsten gehören:

  • Ableitströme durch Leistungselektronik
  • Gleichstromanteile im Fehlerstrom
  • Isolationsprobleme in Leitungen
  • fehlerhafte elektrische Komponenten

Diese Ursachen können dazu führen, dass der Fehlerstromschutzschalter einen Fehlerstrom erkennt und den Stromkreis abschaltet.

Ableitströme im Wechselrichter

Wechselrichter enthalten elektronische Bauteile zur Umwandlung elektrischer Energie.

Zu diesen Bauteilen gehören beispielsweise:

  • Leistungshalbleiter
  • Gleichrichterstufen
  • Filterelemente
  • elektronische Schalter

Diese Bauteile können kleine Ableitströme erzeugen, die über das Gehäuse oder den Schutzleiter abfließen.

Solche Ableitströme sind grundsätzlich normal und treten in vielen elektronischen Geräten auf.

Wenn jedoch mehrere Ableitströme gleichzeitig auftreten, kann ihre Summe den Auslösestrom eines Fehlerstromschutzschalters erreichen.

Beim Start der Einspeisung arbeitet der Wechselrichter mit höherer Leistung, wodurch auch die Ableitströme ansteigen können.

Gleichfehlerströme durch Leistungselektronik

Neben klassischen Ableitströmen können auch Gleichfehlerströme entstehen.

Diese können beispielsweise auftreten durch:

  • Fehler in der Leistungselektronik
  • defekte elektronische Bauteile
  • besondere Betriebszustände des Wechselrichters

Gleichstrom unterscheidet sich von Wechselstrom dadurch, dass er dauerhaft in eine Richtung fließt.

Diese Eigenschaft kann das Verhalten von Fehlerstromschutzschaltern beeinflussen.

DC-Vormagnetisierung

Wenn Gleichstrom durch den Summenstromwandler eines Fehlerstromschutzschalters fließt, kann der magnetische Kern beeinflusst werden.

Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

Dabei wird der magnetische Kern teilweise gesättigt.

Dies kann dazu führen, dass der Fehlerstromschutzschalter empfindlicher reagiert oder unerwartet auslöst.

Besonders beim Start der Einspeisung können solche Effekte auftreten.

Unterschiedliche FI-Schaltertypen

Fehlerstromschutzschalter unterscheiden sich hinsichtlich der Fehlerstromarten, die sie erkennen können.

Ein FI Typ A erkennt:

  • Wechselstromfehlerströme
  • pulsierende Gleichfehlerströme

Ein FI Typ B erkennt zusätzlich:

  • glatte Gleichfehlerströme
  • hochfrequente Fehlerstromanteile

Der FI Typ B kann daher auch Fehlerstromformen erkennen, die in Anlagen mit moderner Leistungselektronik auftreten können.

Isolationsprobleme in der Anlage

Eine weitere mögliche Ursache für das Auslösen eines FI-Schalters können Isolationsprobleme sein.

Solche Probleme können beispielsweise entstehen durch:

  • beschädigte Leitungen
  • fehlerhafte Steckverbindungen
  • Feuchtigkeit in elektrischen Bauteilen

Wenn Strom über geerdete Teile der Anlage abfließt, erkennt der Fehlerstromschutzschalter diese Differenz und schaltet den Stromkreis ab.

Überprüfung der Anlage

Wenn der FI-Schalter beim Einspeisen regelmäßig auslöst, sollte die Anlage durch eine Elektrofachkraft überprüft werden.

Dabei können unter anderem folgende Prüfungen durchgeführt werden:

  • Isolationsmessung der Leitungen
  • Überprüfung der Steckverbindungen
  • Messung von Ableitströmen
  • Kontrolle des Wechselrichters

Diese Prüfungen helfen dabei, die genaue Ursache des Problems zu identifizieren.

Normative Anforderungen

Die Installation von Photovoltaikanlagen erfolgt auf Grundlage verschiedener elektrotechnischer Normen.

Zu den wichtigsten gehören:

DIN VDE 0100-410
Schutz gegen elektrischen Schlag.

DIN VDE 0100-530
Auswahl und Errichtung von Schalt- und Schutzgeräten.

DIN VDE 0100-712
Elektrische Anlagen von Photovoltaik-Stromversorgungssystemen.

Diese Normen definieren grundlegende Anforderungen an Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen.

Fazit

Wenn der FI-Schalter beim Einspeisen von Solarstrom auslöst, kann dies unterschiedliche Ursachen haben.

Neben klassischen Isolationsfehlern können auch Ableitströme oder Gleichfehlerströme aus der Leistungselektronik eine Rolle spielen.

Eine fachgerechte Prüfung der Anlage hilft dabei, die genaue Ursache zu identifizieren und geeignete Maßnahmen zu ergreifen.

Der Fehlerstromschutz bleibt eine wichtige Sicherheitsmaßnahme für den zuverlässigen Betrieb von Photovoltaikanlagen.

Weiterführende Informationen

Wenn Sie sich intensiver mit der Auswahl und Installation eines FI Typ B für Photovoltaik-Anlagen beschäftigen möchten, finden Sie hier weiterführende technische Informationen:

• FI Typ B bei PV-Anlagen – Normen, Wechselrichter und richtige Auswahl
• FI Typ B in PV-Anlagen – Schutzmaßnahmen nach DIN VDE 0100-712
• FI löst bei Photovoltaik-Anlagen aus – Ursachen und Lösungen
• FI-Schalter löst bei Photovoltaikanlagen aus – Ursachen und Lösungen
• FI-Schalter löst bei Sonneneinstrahlung aus – Ursachen in Photovoltaikanlagen

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