Praxisfrage

Hintereinanderschaltung verschiedener RCD-Typen

J. M. aus Bayern | 23.07.2013

In der VdS 3501:2008-10(02): »Richtlinien zur Schadenverhütung, Isolationsfehlerschutz in elektrischen Anlagen mit elektronischen Betriebsmitteln - RCD und FU« heißt es unter Punkt 8.12: »Von Stromkreisen, die durch eine RCD Typ A geschützt sind, dürfen keine Stromkreise abzweigen, die durch eine RCD Typ B geschützt werden sollen.« Meine Frage: Von Stromkreisen, die durch eine RCD Typ B (oder Typ S/B) geschützt sind, dürfen Stromkreise (ohne FU-Betrieb) abzweigen, die durch eine RCD Typ A geschützt werden sollen. Ist dies zulässig? Hinweis:In einem Stromkreis, der nur durch den vorgeschalteten RCD Typ B geschützt ist, wird ein FU betrieben.
Reihenschaltung: RCD Typ S/ B - FU - RCD Typ B Folgende Anordnung ist geplant: 1. RCD Typ S/B Bemessungsdifferenzstrom 300 mA (in der UV untergebracht) 2. FU, 11kW/400V (Hersteller schreibt einen RCD Typ B mit 300 mA vor) 2.1 RCD Typ B Bemessungsdifferenzstrom 30 mA 2.2 Leitungsschutzschalter C16 A 2.3 CEE 16 A-Steckdose Hinweis: Der RCD, Pkt.2.1 ist im Schaltschrank, in dem auch der FU installiert ist, und die CEE 16 A-Steckdose, Pkt. 2.3 ist außen am Schaltschrank angebracht. Der Schaltschrank wird über ein Kabel mit einem 32 A-Stecker elektrisch versorgt.
An dem Schaltschrank ist ein Förderband, das sowohl im Innenbereich als auch im Außenbereich im Einsatz ist, über Kabel angeschlossen. Meine Frage: Ist diese Anordnung, was den Einsatz der RCDs betrifft in Ordnung?

J. M., Bayern

Expertenantwort vom 11.10.2021

Günter Grünebast

Verantwortlich für Normung und Prüfung sowie stellvertretender Entwicklungsleiter bei der Firma Doepke Schaltgeräte, Norden.

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Kommentare aus der Community (5)

J. S.

Nordrhein-Westfalen

18.11.2019

08:51 Uhr

Hallo, nach meiner Meinung und Unterlagen dürfen einem RCD vom Typ B weitere RCD vom Typ A nachgeschaltet werden.
Ein Problem bleibt jedoch die Selektivität einzuhalten.
Da stellt sich die Frage ob der Typ B RCD dann ein Selektiver "S" sein muss, Ich denke Ja. Ein Selektiver Typ B Kostet nicht gerade wenig.
Gruß J.S.
T. K.

Nordrhein-Westfalen

18.11.2019

08:51 Uhr

Guten Tag, wie Sie schon geschrieben haben, dass ein RCD Typ B nicht NACH einem RCD Typ A kommen kann ist richtig. Wäre der Typ A VOR dem Typ B, so könnten Gleichspannungsanteile den RCD Typ A sättigen, und er würde im Fehlerfall nicht auslösen. Deshalb:
Typ B (selektiv) -> Typ B
Typ B (selektiv) -> Typ A
Selektivität ist erst dann gewährleistet, wenn der VORGESCHALTETE RCD das dreifache des Bemessungsfehlerstroms besitzt. Dies passt bei ihnen ja.
J. M.

Bayern

18.11.2019

08:51 Uhr

Danke für die Beantwortung meiner Fragen. In meiner Anordnung wird der FU von der CEE 32A-Steckdose gespeist und an der Ausgangsseite des FU ist ein RCD Typ B 30 mA angeschlossen,der die CEE 16A-Steckdose versorgt. An der CEE 16A-Steckdose wird das Förderband (Landwirtschaft, ortsveränderliches Betriebsmittel) angeschlossen.
Hintergrund meiner zweiten Frage ist: Können in der beschriebenen Anordnung im Fehlerfall des FU hochfrequente Wechselfehlerströme von dem RCD Typ B 30 mA erkannt werden und zur Auslösung führen und somit den nachgeschalteten Stromkreis durch Abschaltung sicher schützen?
In der DE-Ausgabe 17.2013, Seite 24 heißt es:"...RCD's vom Typ B sind nach DIN EN 60423-40 (VDE 0664-40) besonders geeignet für Wechselfehlerströme (bis 1000Hz) und Gleichfehlerströme....".
H. A.

Sachsen

18.11.2019

08:51 Uhr

Das Problem liegt viel tiefer als eigentlich durchdacht.
Betrachtet werden soll hier nur die Netzseite des FU. Die Antriebsseite unterliegt anderen Bedingungen. Vielfach sind die Anforderungen in den Normen nicht nach Netzseite und Antriebsseite des FU getrennt behandelt.
Ursächlich dafür sind die FU, auch in kleinster Form als Schaltnetzteil, mit möglichen Gleichströmen, Stromoberschwingungen und daraus resultierenden Ableitströmen sowohl schon im Betriebsfall als auch im Fehlerfall, die dazu führen, daß in bisher funktionierenden und in Ordnung befindlichen Anlagen Probleme auftreten können, die da sein können "erblinden" von RCD Typ A z.B. vorgeschaltete RCD Typ S im TT Netz oder aus anderen Gründen wie allgemeiner Personen und Brandschutz, "HF" Störungen durch EMV oder wie vor kurzem in einer anderen Fachzeitschrift publiziert verstärkte
Elektrokorrosion an Erdungsanlagen.
Erfaßt und eingeschränkt ist dabei in gewissem Umfang bisher nur das Problem der der "HF"-Störungen, weil dieses bisher auch für allen konventionellen Elektroprodukte galt. Ein Produkt wie FU das solche Eigenschaften hat müßte man wie im EP 12/2012 von einem Kollegen geäußert eigentlich verbieten "Eine weitere Lösung bestünde
in einem Verbot solcher für die Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs)
unverträglichen Betriebsmittel/Verbrauchsmittel."
Die andere Alternative wäre eine Abkehr vom Prinzip der nicht notwendigen Nachrüstpflicht. Die gegenwärtigen EN und VDE Vorschriften sowie VdS lösen das Problem nicht, da sie auf dem Prinzip beruhen, daß elektrische Gefährdungen in der
Anlage behandelt werden müssen.
Dieses Prinzip widerspricht aber dem Produktsicherheitsgesetz, dem EMV Gesetz und selbst einigen bisher grundlegenden VDE wie der bis 2010 gültigen DIN VDE 31000 oder der VDE 0140.
Gefahren und Probleme müssen möglichst selektiv d.h. an der Ursache erkannt und diesen begegnet werden.
Daher ist es erforderlich die Sicherheitsanforderungen an FU im allgemeinen Sinne in Normen und in der Praxis so zu erhöhen, daß im Bemessungsbetrieb diese nicht auftreten können und daß im Fehlerfall der FU diese selbst erkennt und behandelt.
Wenn also durch die Konstruktion des FU gewährleistet ist, daß der Gleichstromanteil im Nennbetrieb die Grenze von 6 mA nicht überschreitet, ist das "Erblinden" des RCD Typ A nicht mehr möglich und der FU kann an eine bestehende Steckdose mit einem solchen Schutzgerät angeschlossen werden. Das gleiche gilt für Stromoberschwingungen mit höherer Frequenz, die bei Filterung gegen den PE dazu führen können, daß RCD zu früh auslösen und damit die Funktion des Gerätes beeinträchtigen und andererseits bei einem großen Anteil hoher Frequenzen dazu führen können, daß der RCD verzögert oder gar nicht auslöst.
Auch hier sind Anforderungen an die Konstruktion und den FU Hersteller erforderlich.
In der Praxis sind FU mit Ableitströmen im zweistelligen mA Bereich auf der Netzseite nicht selten anzutreffen. Nach EN 61140, VDE 140 sollen elektrischen Betriebsmittel,
wenn diese als in Ordnung betrachtet werden sollen nur Ableitströme von 0,5 mA je 1 A Laststrom haben. Daher muß auch für FU in Produktnormen einfließen, daß diese
Grenze eingehalten wird. Einige Hersteller zeigen, daß das geht.
Wenn das alles eingehalten wäre bräuchte man aus Gründen des normalen Betriebes keine anderen RCD in der bestehenden Anlage.
Für den Fehlerfall sind dann diese gefährdenden Ströme allgemein etwas größer und bereiten den Typ A RCD Probleme, was die Hersteller von FU und Geräten mit FU in Ihre Betriebsanleitungen einfließen lassen. Anstelle aber dieses Problem selbst zu behandeln, wird es der EFK des Anwenders zugeschoben.
Das ist ein glatter Verstoß, gegen das Produktsicherheitsgesetz und das EMV Gesetz und vergleichbar mit der Tatsache als wenn man Fahrzeuge ohne Bremsen produzieren würde.
In der Anfangszeit der Eisenbahn mußten Züge vor Straßen und Wegen halten und
andere Transportmittel passieren lassen. Erst später kehrte man das Prinzip um.

Wenn anstelle der bisherigen Normenlage die Forderung gestellt würde, daß FU ihre
eigenen möglichen Fehler im Sinne des Zusatzschutzes selbst beherrschen müssen,
z.B. durch eine zum FU gehörige Überwachungseinrichtung im Anschluß oder im Stecker, die auf Abweichungen vom Normalbetrieb in Richtung Fehlerfall reagiert und das System allpolig abschaltet, wäre das Fehlerproblem auch gelöst.
Ein solches System muß nicht wie ein RCD Typ B alle sinnvollen Frequenzbereiche
aller möglichen anschließbaren Geräte abdecken, sondern kann eingeschränkt
auf den jeweiligen FU Typ abgestimmt sein.
Da es sich hier um Zusatzschutz handelt muß man dann auch darüber nachdenken,
zuzulassen, daß dieser Schutz spannungsabhängig sein darf und muß.
Wenn die Netzspannung fehlt oder hinsichtlich Phasenfolge und Höhe fehlerhaft ist
wird abgeschaltet und gleichfalls wenn die elektronisch ermittelten Parameter der
Störungen aus FU Richtung nicht mehr stimmen und einen Fehler anzeigen.
Nur ein solcher FU ist ein sicheres Produkt, da er an jeder bestehenden Anlage mit und ohne RCD Typ A funktioniert und damit EMV gerecht ist.
Der interne Zusatzschutz hinsichtlich Gleichstromanteilen und Ableitströmen im Betrieb gewährleistet, daß die RCD der Anlage dann nicht negativ beeinflußt werden.
Dann kann dieser Zusatzschutz der ein kleiner RCD Typ B sein kann direkt dem FU zugeordnet werden und der S RCD Typ A bleibt in der HV.
Der erste Schritt in diese vernünftige gesetzeskonforme Richtung wäre, daß jede EFK einmal beim Einsatz von FU diese Kenngrößen im Betrieb mißt und bei Nichteinhaltung
die FU an der Hersteller wegen Nichteinhaltung des ProdSiGes und EMVGes zurückgibt und nur solche FU verwendet die im normalen Betrieb keine Gefahr darstellen.

Solange das nicht geschieht werden wir uns weiter mit den derzeitigen unvollkommen
Vorschriften herumplagen und letztendlich keine umfassend befriedigenden Ergebnisse
erreichen.
A. H.

Sachsen

18.11.2019

08:51 Uhr

Ein Betriebsmittel wie dieses, das bei anderen Betriebsmitteln wie vorhandenen RCD Typ A in bestehenden Anlagen zu Fehlauslösungen führt oder diese durch Gleichfehlerströme und hochfrequente Ströme so beeinflußt, daß diese Ihre Sicherheitsfunktion nicht mehr erfüllen können, entspricht nicht den Zielstellungen EMV Gesetz und damit auch nicht dem Produktsicherheitsgesetz.

EMV-GES Auszug
„§ 3 Begriffsbestimmungen Im Sinne dieses Gesetzes
4. ist elektromagnetische Verträglichkeit die Fähigkeit eines Betriebsmittels, in seiner elektromagnetischen
Umgebung zufriedenstellend zu arbeiten, ohne elektromagnetische Störungen zu verursachen, die für andere in dieser Umgebung vorhandene Betriebsmittel unannehmbar wären.“

Wenn Hersteller vorgeben, daß diese Probleme auftreten können, wäre es eigentlich verpflichtend, daß dann im Gerät eine Sicherheitseinrichtung integriert ist, welche solche Probleme, d.h.
zu hohe Oberschwingungen im 50 Hz Netzanschluß, die RCD in der Anlage beeinflussen an der das Gerät betrieben wird oder Gleichfehlerströme aus dem Gerät erkennt und dann das Gerät selektiv vom Netz allpolig abtrennt.
Das gilt unabhängig davon, ob das in aktuellen VDE Vorschriften auf andere Art und Weise anderweitig ausreichend geregelt ist oder nicht.
Man muß immer davon ausgehen, daß ältere Anlagen und Betriebsmittel ohne RCD Typ B existieren und auch an diesen muß ein solches „neues Betriebsmittel mit FU“ störungsfrei funktionieren, ohne daß die Anlage beeinträchtigt wird.

Bei richtigem Lesen der VdS wird man erkennen, daß es hier in erster Linie nicht um
Personenschutz, sondern um Sachschutz geht.
Mit Blick auf VDE 0100-704 Abschnitt 704.411.3.2. und der Anwendung von =< RCD 500 mA und unter Berücksichtigung der in VDE 0113-1 Anhang A als für Maschinen als ausreichend kurz angesehenen Abschaltzeit von 5 s ist klar, daß es dabei nicht um Personenschutz im engeren Sinne geht, sondern darum, daß das Betriebsmittel bei Fehlern grundsätzlich schnell abgeschaltet wird.
Daher habe ich auch den Begriff Sicherheitseinrichtung und nicht RCD benutzt, weil dann diese Sicherheitseinrichtung durchaus eine spannungsabhängige elektronischer Art oder auch mit Charakteristik AC sein könnte.
Dem Nutzer des Betriebsmittels muß man raten an diesem Gerät beim Hersteller Nachbesserung in diesem Sinne hin zu einer höheren Sicherheit mit folgenden Kriterien zu verlangen :

- daß erstens Ableitströme in allen normalen Betriebsarten auf ein Maß reduziert werden, das mindestens
dem Brandschutz ( d.h. bei 300 mA RCD, 40 % =< 120 mA nach VDE 0100 – 530 : 2011 – 06 Ziffer
531.3.3.) gerecht wird, bzw. bei Anforderungen an den Personenschutz =< 12 mA
- daß betriebsbedingte Gleichströme unter dem für RCD als zulässig geltenden Grenzwert von 6 mA bleiben
- daß Oberschwingungsströme in allen Betriebsarten auf ein Maß begrenzt sind, daß normale RCD
Typ A nicht beeinträchtigt werden, d.h. immer genügend 50 Hz Grundschwingung vorhanden ist,
- daß eventuell notwendige Geräte interne Zuleitungen zwischen FU und Motor kurzschluß und
Überlast fest errichtet sind, so daß RCD Schutz nicht notwendig ist
- daß im Fehlerfall durch eine integrierte Sicherheitseinrichtung oberschwingungsbehaftete und
Gleichfehlerströme sowie sonstige Fehler erkannt werden und das Betriebsmittel allpolig abgeschaltet
wird.

Dann ist das Gerät mit FU an jedem normalen Anschluß oder Baustellenanschluß verwendbar und muß nicht
verboten werden und auch eine Nachrüstung der Anlage ist nicht erforderlich.

Ein Beispiel dafür, daß so etwas möglich ist, zeigt die Applikation beim Laden von Elektrofahrzeugen
Ladebetriebsart Mode 2, wo in das Ladekabel mit Steckvorrichtung nach IEC 62196-2 eine „In Cable Controll Box“ integriert ist, die genau diese Funktionen gewährleistet, bzw. andererseits die FU in den KFZ offensichtlich diesen Ansprüchen genügen, so daß auf der Netzseite ein normaler 16 A Schukostecker oder 32 A CEE Stecker an entsprechender Steckdose ohne jedwede weitere Sicherheitseinrichtung anwendbar ist,
vgl. MENNEKES Katalog und Vortrag auf der 27.Niederspannungsfachtagung am 05.11.2013 in Dresden.

Grundsätzlich müssen solche Anforderungen in alle Normen von Betriebsmitteln mit Frequenzumrichter
einfließen, so daß der Schutz für moderne Produkte, die andererseits andere Betriebsmittel beeinflussen können grundsätzlich in erster Linie aus dem Produkt kommen soll.
Von der Sichtweise allen neuen elektrotechnischen Gefährdungen grundsätzlich immer mit Maßnahmen
in der festen Anlage begegnen zu wollen, werden wird uns in Zukunft immer mehr verabschieden müssen. Entsprechend des Verursacherprinzips im bürgerlichen Recht muß der für eine Schadensbeseitigung
sorgen oder Gefährdungsbeseitigung sorgen, der diese hervorruft.
Ein weiteres praktisches Beispiel für solche Entwicklungen der Sicherheitsphilosophie sind Haartrockner in den USA mit ALCI, IDCI 6 mA im Stecker des Gerätes oder auch in Deutschland schon erhältliche für Naßschnittverfahren geeignete Sägen mit in der Anschlußleitung integriertem 10 mA PRCD.

Andere Maßnahmen, wie z.B. Festanschluß, mit dann aber notwendigem Einzelanschluß ab Trafo, in kurzschlußfester und überlastfester Ausführung oder der Betrieb in einem schutzisolierten Netz über Trenntrafo sollten erst dann angewendet werden, wenn auf Grund der Leistung der Anlage die in VDE 0100 – 510 genannte Grenze für Ableitströme von 0,5 mA / A, die o.g.
40 % Grenze aus VDE 100 - 530 übersteigt, bei Berücksichtigung des Brandschutzes wären das dann Betriebsmittel mit Betriebströmen größer 240 A und damit die Probleme vielleicht nicht mehr anders beherrscht werden.
Für die Mehrzahl aller leistungsschwächeren Betriebsmittel, von der elektronisch geregelten Handbohrmaschine bis zur fest angeschlossenen CNC – Anlage gilt diese Ausnahme eher nicht.
Hier ist künftig mehr Sicherheit am Produkt notwendig.

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