FI Typ B für Wallbox Normativer Rahmen nach DIN VDE 0100-722, Auswahl und fachgerechte Dimensionierung
1. Einleitung
Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen steigt der Bedarf an normgerechten Ladeeinrichtungen im privaten und gewerblichen Bereich. Eine zentrale sicherheitstechnische Komponente stellt der Fehlerstromschutz dar.
Dieses Whitepaper beschreibt die technischen Anforderungen an Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen bei Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge unter besonderer Berücksichtigung der DIN VDE 0100-722.
2. Normativer Rahmen – DIN VDE 0100-722
Die DIN VDE 0100-722 regelt die Errichtung von Niederspannungsanlagen für Stromkreise zur Versorgung von Elektrofahrzeugen.
Wesentliche Anforderungen:
- Jeder Ladepunkt ist über eine geeignete Fehlerstrom-Schutzeinrichtung zu schützen.
- Der Schutz muss auch Gleichfehlerströme erfassen.
- Wird eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Typ A eingesetzt, muss sichergestellt sein, dass glatte Gleichfehlerströme ≥ 6 mA erkannt oder verhindert werden.
- Alternativ kann eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung Typ B eingesetzt werden.
Die Norm verlangt somit einen wirksamen Schutz gegen Gleichfehlerströme, da diese bei leistungselektronischen Verbrauchern auftreten können.
3. Technische Hintergründe
3.1 Gleichfehlerströme bei Ladeeinrichtungen
Wallboxen enthalten leistungselektronische Bauteile wie:
- Gleichrichter
- Schaltnetzteile
- Filtereinheiten
Im Fehlerfall können glatte Gleichfehlerströme entstehen. Diese können herkömmliche Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen vom Typ A in ihrer Funktion beeinträchtigen.
3.2 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen
Typ A
Erkennt:
- sinusförmige Wechselströme
- pulsierende Gleichfehlerströme
Nicht geeignet zur sicheren Erkennung glatter Gleichfehlerströme.
Typ A EV
Erkennt:
- Wechselströme
- pulsierende Gleichfehlerströme
- Gleichfehlerströme bis 6 mA
Einsatz nur bei klar definiertem Schutzkonzept.
Typ B
Erkennt:
- Wechselströme
- pulsierende Gleichfehlerströme
- glatte Gleichfehlerströme
Bietet vollständigen Schutz entsprechend den Anforderungen der DIN VDE 0100-722.
4. Dimensionierung nach Ladeleistung
4.1 11 kW Ladeleistung
Bei 11 kW beträgt der Bemessungsstrom typischerweise 16 A pro Phase.
In vielen Fällen ausreichend:
- FI Typ B mit 40 A Bemessungsstrom
- Bemessungsdifferenzstrom 30 mA
Voraussetzung ist eine fachgerechte Installation.
4.2 22 kW Ladeleistung
Bei 22 kW beträgt der Bemessungsstrom 32 A pro Phase.
Ein 40-A-Gerät arbeitet hier nahe der Dauerlastgrenze.
Eine Ausführung mit 63 A bietet:
- größere thermische Reserve
- höhere Betriebssicherheit
- längere Lebensdauer
5. Mehrere Ladepunkte
Werden mehrere Ladepunkte über eine gemeinsame Fehlerstrom-Schutzeinrichtung geführt, können sich betriebsbedingte Ableitströme addieren.
Dies kann zu unerwünschten Abschaltungen führen, obwohl kein Fehler vorliegt.
Empfohlen wird:
- getrennte Absicherung je Ladepunkt
- klare Stromkreisstruktur
6. Kombination mit Photovoltaikanlagen
Photovoltaikanlagen enthalten ebenfalls Leistungselektronik.
Bei gemeinsamer Absicherung können sich Ableitströme addieren und die Auslösewahrscheinlichkeit erhöhen.
Eine getrennte Schutzstruktur erhöht die Betriebssicherheit.
7. Erwärmung und Dauerlastbetrieb
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen unterliegen bei Dauerlast thermischen Belastungen.
Insbesondere bei 22 kW:
- ausreichende Dimensionierung erforderlich
- ausreichende Belüftung im Verteiler beachten
- Kontaktstellen fachgerecht ausführen
Eine größere Stromtragfähigkeit reduziert thermische Belastung.
8. Haftungs- und Sicherheitsaspekte
Die Nichteinhaltung normativer Vorgaben kann zu:
- normwidriger Installation
- Gefährdung von Personen
- Versicherungsproblemen
- haftungsrechtlichen Konsequenzen
führen.
Eine normgerechte Planung nach DIN VDE 0100-722 ist daher zwingend erforderlich.
9. Zusammenfassung
Die DIN VDE 0100-722 fordert einen wirksamen Schutz gegen Gleichfehlerströme bei Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge.
Der Einsatz eines FI Typ B bietet:
- vollständige Gleichfehlerstromerkennung
- hohe Betriebssicherheit
- robuste Lösung bei 22 kW
- Eignung für Mehrfachinstallationen
- erhöhte Zukunftssicherheit
Eine fachgerechte Dimensionierung, getrennte Stromkreise und ausreichende thermische Reserve sind entscheidend für eine normkonforme und dauerhaft stabile Ladeinfrastruktur.
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