Welche FI-Typen gibt es in Photovoltaikanlagen? Übersicht der Fehlerstromschutzschalter

Fehlerstromschutz in elektrischen Anlagen

Fehlerstromschutzschalter sind eine wichtige Schutzmaßnahme in elektrischen Installationen. Sie überwachen den Stromfluss innerhalb eines Stromkreises und erkennen, wenn Strom über einen unerwünschten Weg abfließt.

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, entsteht eine Differenz zwischen Hin- und Rückstrom.

Der Fehlerstromschutzschalter erkennt diese Differenz und unterbricht den Stromkreis automatisch.

Dadurch werden Personen vor elektrischen Gefahren geschützt und mögliche Brandrisiken reduziert.

Bedeutung des Fehlerstromschutzes in Photovoltaikanlagen

Photovoltaikanlagen sind Teil der elektrischen Installation eines Gebäudes und müssen daher ebenfalls mit geeigneten Schutzmaßnahmen ausgestattet werden.

Die elektrische Energie wird zunächst als Gleichstrom erzeugt und anschließend über einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt.

Durch diese elektronische Umwandlung können unterschiedliche Fehlerstromformen entstehen.

Diese Fehlerströme müssen von geeigneten Schutzgeräten erkannt werden.

Unterschiedliche Fehlerstromarten

In elektrischen Anlagen können verschiedene Arten von Fehlerströmen auftreten.

Dazu gehören unter anderem:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme
• glatte Gleichfehlerströme
• hochfrequente Fehlerstromanteile

Die Fähigkeit eines Fehlerstromschutzschalters, diese Fehlerstromarten zu erkennen, hängt vom jeweiligen Gerätetyp ab.

FI Typ AC

Der FI Typ AC ist einer der ältesten Fehlerstromschutzschaltertypen.

Er erkennt ausschließlich:

• Wechselstromfehlerströme

Dieser Typ wurde früher häufig in einfachen elektrischen Installationen eingesetzt.

In modernen elektrischen Anlagen mit Leistungselektronik wird dieser Typ heute kaum noch verwendet, da viele elektronische Geräte auch Gleichstromanteile erzeugen können.

FI Typ A

Der Fehlerstromschutzschalter Typ A gehört zu den am häufigsten eingesetzten Schutzgeräten in Haushaltsinstallationen.

Er erkennt:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme

Typische Einsatzbereiche sind beispielsweise:

• Steckdosenstromkreise
• Haushaltsgeräte
• allgemeine Gebäudeinstallation
  

In vielen elektrischen Anlagen wird dieser FI-Typ als Standard eingesetzt.

FI Typ F

Der FI Typ F ist eine Weiterentwicklung des FI Typ A.

Er wurde für bestimmte elektronische Anwendungen entwickelt, bei denen zusätzliche Fehlerstromformen auftreten können.

Der FI Typ F erkennt unter anderem:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme
• Fehlerströme mit höheren Frequenzen

Dieser Typ wird häufig bei speziellen elektronischen Geräten eingesetzt.

FI Typ B

Der FI Typ B wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen auch glatte Gleichfehlerströme auftreten können.

Er erkennt:

• Wechselstromfehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme
• glatte Gleichfehlerströme
• hochfrequente Fehlerstromanteile

Diese Eigenschaften machen den FI Typ B besonders geeignet für Anlagen mit moderner Leistungselektronik.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Photovoltaikanlagen
• Wechselrichter
• Batteriespeicher
• Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge
  

Erweiterte Gerätevarianten

Neben den klassischen Fehlerstromschutzschaltern existieren auch Geräte mit erweiterten Eigenschaften.

Dazu gehören beispielsweise Varianten mit zusätzlichen Überwachungsfunktionen oder erweiterten Auslösecharakteristiken.

Solche Geräte werden häufig in speziellen technischen Anwendungen eingesetzt, bei denen besonders hohe Anforderungen an die elektrische Sicherheit bestehen.

Bedeutung der Wechselrichtertechnologie

Die Art des eingesetzten Wechselrichters spielt eine wichtige Rolle bei der Auswahl des Fehlerstromschutzschalters.

Moderne Wechselrichter enthalten komplexe Leistungselektronik, die verschiedene Fehlerstromformen erzeugen kann.

Dazu gehören beispielsweise:

• Gleichstromanteile im Fehlerstrom
• hochfrequente Fehlerströme
• pulsierende Gleichfehlerströme

Diese Eigenschaften müssen bei der Planung der Schutzmaßnahmen berücksichtigt werden.

DC-Vormagnetisierung

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

Dieser Effekt wird als DC-Vormagnetisierung bezeichnet.

Dabei kann der magnetische Kern teilweise gesättigt werden.

In diesem Zustand reagiert der Fehlerstromschutzschalter weniger empfindlich auf Wechselstromfehler.

Dieser Effekt spielt insbesondere bei Anlagen mit moderner Leistungselektronik eine Rolle.

Herstellerangaben und Planung

Bei der Planung einer Photovoltaikanlage sollten immer die Herstellerangaben der eingesetzten Geräte berücksichtigt werden.

Die Installationsanleitungen von Wechselrichtern enthalten häufig Hinweise zur Auswahl geeigneter Schutzgeräte.

Installateure sollten daher prüfen:

• welche Fehlerstromarten auftreten können
• ob eine Gleichstromüberwachung vorhanden ist
• welche Schutzgeräte empfohlen werden

Diese Angaben sind eine wichtige Grundlage für eine sichere Installation.

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

In Photovoltaikanlagen können unterschiedliche Fehlerstromformen auftreten, die bei der Planung des Fehlerstromschutzes berücksichtigt werden müssen.

Je nach Anwendung kommen verschiedene FI-Schaltertypen zum Einsatz, darunter Typ A, Typ F oder Typ B.

Die Auswahl geeigneter Schutzgeräte sollte immer auf Grundlage der technischen Eigenschaften der Anlage sowie der Herstellerangaben erfolgen.

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 Typ A oder Typ B bei Photovoltaik – Unterschiede und richtige Auswahl
• Unterschied FI Typ B und Typ B+ – Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen
• Funktionsweise eines FI Typ B – Fehlerstromschutz in Photovoltaikanlagen