FI-Schalter Erklärung – Die Funktionsweise und Verwendung von FI-Schaltern erklärt
Zack! Wie sich ein elektrischer Schlag anfühlt, hat wohl jeder schon am eigenen Körper erlebt. Während selbst das Bitzeln am Weidenzaun meist unbedenklich ist, sieht das bei unseren häuslichen Stromleitungen anders aus. Damit wir es im Alltag versehentlich nicht mit diesen, für unseren menschlichen Körper gefährlich hohen Strömen unseres Hausstromnetzes zu tun bekommen, werden seit den 50er Jahren sogenannte FI-Schalter installiert. Doch was ist ein FI-Schalter? Wie funktioniert er und wer benötigt einen FI-Schalter? Erfahren Sie alles rund um Ihren Schutzengel im Verteilerkasten.
- FI-Schalter Erklärung: Was ist ein FI-Schalter und wie funktioniert ein FI-Schalter?
- Was sind Vorteile und Nachteile von FI-Schaltern?
- Welche verschiedenen FI-Schalter-Arten gibt es und worin unterscheiden sie sich?
- Wo wird der Fehlerstrom-Schutzschalter eingesetzt und wer benötigt FI-Schalter?
- Warum fliegt der FI-Schalter bei Gewitter raus?
- Wie Sie einen FI-Schalter nachrüsten
- Fazit: Der FI-Schalter, ein unscheinbarer Beschützer
Aufgrund der hohen Nachfrage haben wir diesen Artikel aktualisiert und um die Fragestellung „Warum fliegt der FI-Schalter bei Gewitter raus?“ ergänzt.
FI-Schalter Erklärung: Was ist ein FI-Schalter und wie funktioniert ein FI-Schalter?
Ein Fehlerstromschutzschalter oder auch FI-Schalter dient als Schutz gegen einen tödlichen Stromschlag. Er erkennt, wenn ein Mensch in Kontakt mit dem überwachten Stromkreis gerät und unterbricht als Schutzmechanismus blitzschnell diesen Stromkreis. Während Leitungsschutzschalter die Installation und das Gebäude schützen, werden diesen FI-Schalter für den Personen- und Brandschutz vorgeschaltet.
Woher die Bezeichnung FI-Schalter?
Die Abkürzung FI mag auf den ersten Blick willkürlich erscheinen, lässt sich jedoch leicht herleiten. Der Buchstabe „F“ steht für Fehler und „I“ stellt das Formelzeichen der elektrischen Stromstärke dar. Somit steht die Abkürzung „FI“ für „Fehlerstrom“.
Neben FI-Schalter und Fehlerstromschutzschalter ist auch die Abkürzung „RCD“ gängig. Diese steht für die englische Bezeichnung „Residual Current Device“, die wörtlich „Differenzstromgerät“ bedeutet und auf die Funktionsweise des Schalters verweist.
Wie funktioniert ein FI-Schalter?
Grundsätzlich überwacht der FI-Schutzschalter in einem Stromkreis die zum elektrischen Gerät hin und von ihm abfließenden Ströme. Beim fehlerfreien Betrieb sind diese Ströme insgesamt jeweils gleich groß.
Berührt nun ein Mensch beispielsweise ein ungenügend isoliertes Gerät, fließt durch seinen Körper ein mehr oder weniger starker Strom zur Erde. Demnach ist der verbleibende abfließende Strom zum Gerät weniger stark als der zugeflossene Strom. Der FI-Schutzschalter erkennt diese Differenz und unterbricht den Stromkreis sofort, indem er abschaltet.
Durch die kurzen Abschaltzeiten verkürzen FI-Schutzschalter die Zeit des Stromflusses durch den menschlichen Körper. So wird die Wirkdauer des Stroms begrenzt und die Wahrscheinlichkeit für bleibende Gesundheitsschäden und tödliche Einflüsse wie beispielsweise Herzkammerflimmern sinkt.
Was sind Vorteile und Nachteile von FI-Schaltern?
Der Einsatz eines FI-Schalters bietet zahlreiche Vorteile:
- Kompakte Bauweise
- Keine Hilfsspannung erforderlich
- Schutz durch Abschalten bereits bei geringen Strömen (in der Regel ab 3 mA)
- Zusätzlicher Schutz bei direktem Berühren durch hochempfindliche FI-Schalter (0,01 – 0,03 A) möglich
- Abschalten im Fehlerfall stets allpolig (alle aktiven Leitungen)
Die Schutzwirkung eines FI-Schaltes bietet einen großen Sicherheitsvorteil und konnte in den vergangenen Jahrzehnten schon zahlreiche folgenschwere Elektrounfälle verhindern. Stolperfallen durch Kabelsalat sind allerdings nach wie vor ein Problem. Alle Risiken des elektrischen Stroms lassen sich durch einen FI-Schalter nämlich nicht beseitigen, denn auch seine Schutzwirkung hat ihre Grenzen.
Grenzen des FI-Schalters
Wer sich auf die Wunderwirkung des FI-Schalters verlässt und dies als Freifahrtschein für die sorglose und unvernünftige Nutzung elektrischer Geräte ansieht, den trifft vor allem in Gefahrenzonen wie dem Badezimmer höchstwahrscheinlich der Schlag.
Zu bedenken ist grundsätzlich, dass erst eine Durchströmung des menschlichen Körpers auftreten muss, bevor der FI-Schutzschalter auslöst. Er begrenzt diese zwar in ihrer Wirkdauer, die Stärke des Stroms bis zum Abschalten kann er jedoch nicht beeinflussen. Bei einer Netzspannung U von 230 V und einem Körperwiderstand RK von etwa 1000 Ohm ergibt sich mit der Formel IK = U/RK = 230 V/1000 Ω = 230 mA ein Körperstrom von 230 mA.
Hinweis zum Vergleich: Bereits ab etwa 4 mA können wir Strom unter solchen Bedingungen wahrnehmen. Je nach Wirkdauer können im Bereich von 50 bis 80 mA Bewusstlosigkeit und Kreislaufstillstand auftreten. Selbst wenn 230 mA nur kurz durch den Körper fließen, ist mit Strömen dieser Stärke nicht zu spaßen.
Demnach bekommt die durchströmte Person ordentlich einen gewischt und auch wenn aufgrund der zeitlich begrenzten Wirkung in vielen Fällen keine folgenschwere Gesundheitsschäden zu erwarten sind, können ein ordentlicher Schreck, ein Sturz oder Verletzungen hervorgerufen werden. Vor allem bei Kindern kann ein solcher elektrischer Schlag zu Panik führen.
Tipp: Auch wenn die Norm nur einen Fehlerstromschutzschalter für die gesamte Elektroinstallation im Badezimmer vorschreibt, ist ein getrenntes Errichten von FI-Schaltern für dbie Beleuchtung des Badezimmers und die Steckdosen zu empfehlen. Wird nur ein FI-Schalter verwendet, sitzt man im Falle einer Durchströmung und eines Abschaltens des FI-Schalters nämlich auch noch im Dunkeln und kann schlecht weiterstricken.
Welche verschiedenen FI-Schalter-Arten gibt es und worin unterscheiden sie sich?
Je nach elektronischer Schaltung treten im Stromkreis unterschiedliche Fehlerstromformen auf. Um diese verschiedenen Fehlerstromformen erfassen zu können, gibt es FI-Schutzschalter unterschiedlicher Bauart. Eine wichtige technische Eigenschaft des FI-Schutzschalter ist der Auslösebereich, d. h. bei welchen Stromstärken er auslöst und den Stromkreis unterbricht.
Dies sind die gängigsten FI-Typen:
- Typ AC: FI-Schalter des Typs AC eignen sich ausschließlich zur Erfassung von sinusförmigen Wechselfehlerströmen, die langsam ansteigen oder plötzlich auftreten. Gemäß DIN VDE 0100-530 sind diese Geräte in Deutschland nicht für Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zugelassen und erhalten kein VDE-Zeichen.
- Typ A: FI-Schalter des Typs A erfassen sinusförmige Wechselfehlerströme wie Typ AC und pulsierende Gleichfehlerströme. Damit können sie bei einphasigen Verbrauchern mit elektronischen Bauteilen im Netzteil wie z. B. Dimmer eingesetzt werden und ist bei gewöhnlichen Anwendungen besonders beliebt.
- Typ F: FI-Schalter des Typs erfassen alle Fehlerstromarten des Typs A und können zudem auch Fehlerströme aus einem Frequenzgemisch von Frequenzen mit bis zu 1 kHz Sie eignen sich damit für einphasige elektrische Betriebsmittel mit Frequenzumrichtern wie beispielsweise Waschmaschinen, Klimageräte und Salatschleudern.
- Typ B: FI-Schalter des Typs B erfassen nicht nur die Fehlerstromformen des Typs F, sondern auch glatte Gleichfehlerströme. Sie eigenen sich für den Einsatz in Drehstromsystemen mit 50/60 Hz. FI-Schalter des Typs B werden als allstromsensitiv bezeichnet und erfassen Fehlerströme mit einem Frequenzbereich von bis zu 2 kHz. Typische Anwendungsgebiete sind Schaltnetzteile, Frequenzumrichter und medizinische Geräte.
- Typ B+: FI-Schalter des Typs B+ erfassen dieselben Fehlerströme wie FI-Schalter des Typs B, allerdings mit einem erweiterten Frequenzbereich von bis zu 20 kHz.
Hinweis: Beachten Sie, dass ein FI-Schalter unabhängig des Modells unter keinen Umständen als Hauptschalter angesehen werden sollte. Ein FI-Schalter ist eine Schutzeinrichtung für mögliche Gefahrensituationen und eignet sich nicht, um die häusliche Elektroinstallation vor baulichen Maßnahmen spannungsfrei zu schalten.
Wo wird der Fehlerstrom-Schutzschalter eingesetzt und wer benötigt FI-Schalter?
Dass FI-Schalter im Hausstromnetz Leben retten können, ist schon seit langem kein Geheimnis mehr. Deshalb sind FI-Schutzeinrichtungen in vielen Fällen Vorschrift. Seit 1984 schreibt DIN VDE 0100-701:2008-10 die Installation von FI-Schutzschaltern in Räumen mit Badewanne oder Duschen in Neubauten vor. Lediglich für Warmwasserbereiter gilt diese Pflicht nicht.
Seit Februar 2009 ist für jeden neu eingebauten Steckdosen-Stromkreis ebenfalls ein FI-Schutzschalter Pflicht. Dies gilt auch für Stromkreise im Außenbereich, durch die tragbare Geräte versorgt werden. Das Nachrüsten eines FI-Schalters für ältere Anlagen ist derzeit jedoch nicht verpflichtend, da ein Bestandsschutz besteht.
Tipp: Kontrollieren Sie auch nach dem Einbau regelmäßig, ob Ihr FI-Schutzschalter intakt ist. Damit Sie sich für die Kontrolle nicht persönlich in Gefahr begeben müssen, sind FI-Schutzschalter mit einer leicht erkennbaren – oft bunten – Prüftaste versehen.
Warum fliegt der FI-Schalter bei Gewitter raus?
Es kann in seltenen Fällen tatsächlich passieren, dass während eines Gewitters der FI-Schalter auslöst.
FI-Schalter können bei Gewitter deshalb rausfliegen, weil Blitzschläge zu Spannungsspitzen oder kurzzeitigen Überspannungen im Netz führen können. Dadurch entstehen nur sehr kurz andauernde Ableitströme. Der Fehlerstromschutzschalter bemerkt die Veränderung und löst aus. Er kann die durch das Gewitter hervorgerufene Ableitströme nicht von tatsächlichen Fehlerströmen unterscheiden.
Ein herkömmlicher FI-Schutzschalter bleibt im ausgeschalteten Zustand, bis er manuell wieder eingeschaltet wird. Wer bei dem Gewitter zuhause ist, kann den FI-Schalter also ohne großen Aufwand wieder einschalten.
Zu einem Problem kann ein durch Gewitter ausgelöster FI-Schalter allerdings werden, wenn sich die Bewohner für längere Zeit außer Haus befinden und wichtige elektrische Geräte wie beispielsweise die Gefriertruhe nicht mit Strom versorgt werden.
Was sind gewitterfeste FI-Schalter?
Ist es wichtig, dass ein solches fehlerhaftes Auslösen des FI-Schalters vermieden wird, kann ein kurzzeitverzögerter Fehlerstromschutzschalter das Problem lösen. Kommt es zu einer unerwarteten Änderung der Stromstärke, warten diese FI-Schalter einige Millisekunden ab, bevor sie auslösen.
Diese sehr kurze Wartezeit verhindert, dass der FI-Schutzschalter bei einem Gewitter ungewollt herausfliegt und erfüllt dennoch die von der Norm geforderte Auslösezeit.
Hinweis: Löst Ihr FI-Schutzschalter nicht nur bei Gewitter, sondern auch bei Starkregen häufig aus, kann es auch an der Feuchtigkeit liegen. Versichern Sie sich, dass alle Steckdosen und Kabel im Außenbereich vor Nässe geschützt sind bzw. die entsprechende Schutzklasse aufweisen.
Wie Sie einen FI-Schalter nachrüsten
Auch wenn für Altanlagen keine Nachrüstpflicht besteht, sollte die Installation von Fehlerstromschutzeinrichtungen aus Sicherheitsgründen in Erwägung gezogen werden. Bei einer modernen Elektroinstallation lassen sich FI-Schalter mit einem geringen Aufwand im Verteilerkasten nachrüsten. Es ist mit einem Arbeitsaufwand von unter einer Stunde zu rechnen.
Bei elektrischen Anlagen mit Baujahr vor 1973 handelt es sich häufig um eine Zwei-Leiter-Installation oder eine Installation mit klassischer Nullung. Hier ist das Nachrüsten eines FI-Schalters auch möglich und empfehlenswert, jedoch mit grundlegenden Änderungen an der Elektroinstallation verbunden. Es müssen Leitungen neu verlegt und dafür Wände aufgestemmt werden.
Beachten Sie, dass das Nachrüsten eines FI-Schalters in allen Fällen von einer autorisierten Fachkraft durchgeführt werden muss. Insbesondere ohne den Schutz eines FI-Schalters stellen diese Nachrüstarbeiten ein großes Risiko für die eigene Sicherheit dar. Verwenden Sie niemals aufblasbare Fehlerstromschutzschalter.
Dürfen Mieter FI-Schutzschalter im Altbau nachrüsten?
Da in Altbauwohnungen keine Nachrüstpflicht für Vermieter besteht, können diese nicht zur Installation eines FI-Schutzschalters verpflichtet werden. Möchte der Mieter den Einbau dennoch auf eigene Kosten durchführen lassen, muss er den Vermieter im Voraus um Erlaubnis bitten. Dieser darf eine solche Modernisierung durch den Mieter nicht grundlos verweigern und ist ohne triftigen Grund dazu verpflichtet, den Einbau eines FI-Schutzschalters auf Kosten des Mieters zu dulden.
Tipp: Sie sind nicht sicher, ob Sie zuhause durch einen FI-Schalter geschützt sind? Schauen Sie einfach in Ihren Sicherungskasten und suchen Sie nach einem Schalter mit der Beschriftung „RCD“ oder „FI-Schutzschalter“. Ein weiteres Erkennungsmerkmal ist die Prüftaste des Schalters.
Fazit: Der FI-Schalter, ein unscheinbarer Beschützer
So simpel die Schutzfunktion eines FI-Schalters erscheinen mag, so groß ist seine Wirkung. Vom Ladegerät über den Fernseher bis zum Geschirrspüler stehen wir zuhause ständig im Kontakt mit Elektrogeräten. Damit geht das Risiko mangels isolierter oder fehlerhafter Geräte einher und genau vor solchen Gefahren schützen Fehlerstromschutzschalter.
Während FI-Schutzschalter in Neubauten verpflichtend installiert werden, sollten Besitzer und Bewohner von Altbauwohnungen sicherstellen, dass auch hier FI-Schutzschalter vorhanden sind. Besteht noch keine Fehlerstromschutzeinrichtung kann diese in vielen Fällen ohne größeren Aufwand nachgerüstet werden.
Grundsätzlich sollte der Schutz eines FI-Schalters allerdings nicht als Anreiz angesehen werden, fahrlässig zu handeln und mit dem Föhn in der Badewanne zu experimentieren. Der Schalter reagiert zwar blitzschnell, einen „gewischt“ bekommt der Durchströmte aber trotzdem.