Der Fehlerstromschutzschalter, kurz oft FI-Schalter oder RCD genannt, dient bei Elektroinstallationen vor allem dem Personenschutz und ist daher in allen modernen Hauselektroinstallationen vorgeschrieben. Der FI-Schalter soll den Stromkreis unterbrechen, wenn der Strom außer dem durch den Schaltplan vorgegebenen Weg noch andere Wege geht. Der FI-Schalter soll zum Beispiel ausschalten, wenn eine leitende Verbindung zwischen dem Gehäuse eines Geräts und dem Außenleiter (Phase) besteht, da du ansonsten einen Stromschlag bekommen würdest, wenn du an das Gehäuse des Gerätes kommst. Deshalb müssen alle Metallgehäuse von Elektrogeräten mit dem Schutzleiter verbunden werden. Auch wenn eine leitende Verbindung zwischen dem Außenleiter und der Wasserleitung hergestellt wird, soll der Schutzschalter auslösen.
Aussehen und Auslösewerte
Um einen guten Schutz vor Personenschäden zu bieten, muss ein Fehlerstromschutzschalter schon auf geringe Fehlerströmen reagieren. Dies bedeutet in der Praxis, dass der FI-Schalter bei einem Fehlerstrom von \(I=30\,\rm{mA}=0{,}03\,\rm{A}\) auslösen und den Stromkreis unterbrechen muss (siehe Abb. 1). Dabei erfolgt die Abschaltung innerhalb von \(0{,}1\,\rm{s}\), also sehr schnell. So wird ein möglichst guter Personenschutz durch den FI-Schalter gewährleistet.
FI-Schutzschalter sollten in bestimmten Zeitabständen mit Hilfe der Prüftaste manuell ausgelöst werden. Dies ist jedoch eine reine Funktionsprüfung; sie gibt keine Aussage über die tatsächliche Wirksamkeit der Schutzmaßnahme.
Prinzipielle Funktionsweise
Wie der FI-Schalter prinzipiell funktioniert, zeigt die Animation in Abb. 2. Sowohl der Außenleiter (rot) als auch der Nullleiter (blau) sind mit gleicher Wicklungszahl über eine als Elektromagnet wirkende Spule gewickelt. Im Normalbetrieb verläuft der Strom im Außenleiter und im Nulleiter gegenläufig mit gleicher Stromstärke, so dass sich die magnetischen Wirkungen beider Wicklungen genau aufheben. Geht jedoch auf Grund einer Fehlerquelle ein Teil des durch den Außenleiter zugeführten Stroms nicht durch den Nulleiter, sondern durch den Schutzleiter (oder irgendwie anders) zurück, so überwiegt der Außenleiterstrom im Elektromagnet und er zieht das am Kippschalter befestigte Eisenstück an und unterbricht sich dadurch selbst.