FI Typ A oder Typ B bei Photovoltaik – Unterschiede und richtige Auswahl

Fehlerstromschutz in elektrischen Anlagen

Der Fehlerstromschutz gehört zu den grundlegenden Schutzmaßnahmen elektrischer Installationen. In Niederspannungsanlagen wird er häufig durch sogenannte Fehlerstromschutzschalter realisiert.

Diese Geräte überwachen kontinuierlich die Ströme, die durch die Leiter eines Stromkreises fließen. Unter normalen Bedingungen sind die hin- und rückfließenden Ströme identisch. Sobald jedoch ein Fehlerstrom entsteht, beispielsweise durch einen Isolationsfehler oder einen direkten Kontakt mit leitfähigen Teilen, entsteht eine Differenz zwischen den Strömen.

Der Fehlerstromschutzschalter erkennt diese Differenz und schaltet den Stromkreis innerhalb kürzester Zeit ab.

In klassischen Haushaltsinstallationen werden dafür meist FI-Schalter vom Typ A eingesetzt. Diese sind in der Lage, Wechselstromfehlerströme und pulsierende Gleichfehlerströme zu erkennen.

Bei Anlagen mit moderner Leistungselektronik kann das Fehlerstromverhalten jedoch komplexer sein.

FI Typ A – Eigenschaften und Einsatzbereiche

FI-Schalter vom Typ A sind heute der Standard in vielen elektrischen Installationen.

Sie erkennen folgende Fehlerstromarten:

• sinusförmige Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme

Damit decken sie den Großteil der Fehlerstromformen ab, die in klassischen Haushaltsinstallationen auftreten.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Steckdosenstromkreise
• Beleuchtungsstromkreise
• Haushaltsgeräte
• allgemeine Gebäudeinstallationen

Der Vorteil von FI-Schaltern vom Typ A liegt in ihrer bewährten Technik und der relativ einfachen Installation.

Allerdings sind sie nicht für alle Arten von Fehlerströmen geeignet. Insbesondere glatte Gleichfehlerströme können von diesen Geräten nicht zuverlässig erkannt werden.

FI Typ B – Erweiterter Fehlerstromschutz

Fehlerstromschutzschalter vom Typ B wurden speziell für Anwendungen entwickelt, bei denen elektronische Geräte Gleichfehlerströme erzeugen können.

Sie erkennen zusätzlich zu den Fehlerstromarten des Typs A auch:

• glatte Gleichfehlerströme
• hochfrequente Fehlerstromanteile

Damit decken sie ein deutlich breiteres Spektrum möglicher Fehlerstromformen ab.

FI-Schalter vom Typ B werden häufig eingesetzt in:

• Photovoltaikanlagen
• Frequenzumrichtern
• industriellen Maschinen
• Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge

Durch ihre erweiterte Funktion können sie auch Fehlerströme erkennen, die durch moderne Leistungselektronik entstehen.

Besonderheiten von Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen arbeiten mit Leistungselektronik, insbesondere im Wechselrichter.

Der Wechselrichter wandelt den von den PV-Modulen erzeugten Gleichstrom in netzkonformen Wechselstrom um. Dabei kommen elektronische Bauteile wie Leistungshalbleiter und Transistoren zum Einsatz.

Unter bestimmten Bedingungen können diese Bauteile Gleichstromanteile im Fehlerstrom erzeugen.

Wenn solche Gleichfehlerströme auftreten, kann ein FI-Schalter vom Typ A beeinträchtigt werden. Der Summenstromwandler im Gerät kann magnetisch beeinflusst werden, wodurch seine Empfindlichkeit gegenüber Wechselstromfehlern reduziert wird.

Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

DC-Vormagnetisierung

DC-Vormagnetisierung beschreibt den Einfluss von Gleichstromanteilen auf den magnetischen Kern eines Fehlerstromschutzschalters.

Wenn Gleichstrom durch den Summenstromwandler fließt, kann der Kern magnetisch gesättigt werden. Dadurch verändert sich das Verhalten des Schutzschalters.

Im ungünstigsten Fall kann dies dazu führen, dass ein Wechselstromfehler nicht mehr korrekt erkannt wird.

Gerade bei Anlagen mit Leistungselektronik – wie Photovoltaikanlagen – kann dieser Effekt auftreten.

Deshalb muss bei der Planung der elektrischen Installation geprüft werden, ob Gleichfehlerströme auftreten können.

Rolle des Wechselrichters

Der Wechselrichter ist die zentrale Komponente einer Photovoltaikanlage.

Er bestimmt maßgeblich, welche Schutzmaßnahmen erforderlich sind. Moderne Wechselrichter verfügen häufig über integrierte Überwachungsfunktionen für Gleichfehlerströme.

Einige Geräte besitzen eine integrierte DC-Fehlerstromüberwachung. Diese erkennt Gleichfehlerströme und schaltet den Wechselrichter ab, bevor gefährliche Zustände entstehen.

Wenn eine solche Funktion vorhanden ist, kann unter Umständen ein FI-Schalter vom Typ A ausreichend sein.

Bei anderen Geräten ist diese Funktion jedoch nicht vorhanden oder nur eingeschränkt vorhanden. In solchen Fällen kann ein FI Typ B erforderlich sein.

Normanforderungen für Photovoltaikanlagen

Die Planung und Installation von Photovoltaikanlagen unterliegt verschiedenen elektrotechnischen Normen.

Eine zentrale Norm ist DIN VDE 0100-712, die sich speziell mit elektrischen Anlagen von Photovoltaik-Stromversorgungssystemen beschäftigt.

Zusätzlich sind weitere Normen relevant:

DIN VDE 0100-410
Schutz gegen elektrischen Schlag.

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

Diese Normen definieren die Anforderungen an Schutzmaßnahmen, einschließlich des Fehlerstromschutzes.

Die konkrete Auswahl eines Fehlerstromschutzschalters hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:

• technische Eigenschaften des Wechselrichters
• mögliche Gleichfehlerströme
• Herstellerangaben
• Aufbau der elektrischen Installation

Typische Praxisfälle

In der Praxis gibt es verschiedene Szenarien, in denen unterschiedliche Lösungen zum Einsatz kommen.

Bei Wechselrichtern mit integrierter Gleichstromüberwachung wird häufig ein FI-Schalter vom Typ A eingesetzt.

Bei Geräten ohne diese Funktion oder bei Anlagen mit komplexer Leistungselektronik kann ein FI-Schalter vom Typ B erforderlich sein.

Auch bei Anlagen mit Batteriespeichern oder Hybrid-Wechselrichtern kann eine erweiterte Fehlerstromerkennung sinnvoll sein.

Fazit

Die Frage, ob bei einer Photovoltaikanlage ein FI Typ A oder ein FI Typ B eingesetzt werden sollte, hängt von den technischen Eigenschaften der Anlage ab.

Während FI-Schalter vom Typ A in vielen klassischen Installationen ausreichend sind, können Photovoltaikanlagen unter bestimmten Umständen Gleichfehlerströme erzeugen.

In solchen Fällen kann ein FI-Schalter vom Typ B erforderlich sein, um einen zuverlässigen Fehlerstromschutz sicherzustellen.

Die Entscheidung sollte daher immer auf Grundlage der technischen Eigenschaften der Anlage, der Herstellerangaben und der geltenden Normen getroffen werden.

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
• Wann ist ein FI Typ B bei Photovoltaik-Anlagen erforderlich?
• Welche FI-Typen gibt es in Photovoltaikanlagen? Übersicht der Fehlerstromschutzschalter
• Funktionsweise eines FI Typ B – Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen