Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Was ist ein RCM?
Im Gegensatz zu RCDs (Fehlerstromschutzeinrichtungen), die einen Fehlerstrom erkennen und im Fehlerfall den überwachten Stromkreis von der Spannungsquelle trennen, sind RCM-Geräte (Residual Current Monitor) in der Lage, einen Differenzstrom zu erkennen und zu melden.
Viele Betriebsmittel der Leistungselektronik wie unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Photovoltaik-Wechselrichter oder Frequenzumrichter erzeugen aus glatten Gleichspannungen intern oder direkt als Ausgangsspannung eine bipolare Rechteckspannung (getaktete Gleichspannung), welche durch Pulsweitensteuerung der sinusförmigen Ausgangspannung mit der gewünschten Ausgangsfrequenz aufmoduliert ist. Daher können z. B. Frequenzumrichter im Fehlerfall neben Fehlerströmen mit Netzfrequenz und glatten Gleichfehlerströmen auch Fehlerströme mit einem Frequenzgemisch aus der Taktfrequenz mit deren harmonischen Oberschwingungen sowie der Ausgangsfrequenz verursachen. Um auch bei Einsatz dieser Betriebsmittel eine umfassende Erkennung der Differenzströme zu ermöglichen, muss der hierzu verwendete RCM die zuvor genannten Frequenz-anteile sicher erfassen können.
In der Praxis bedeutet dies, dass RCMs auf Differenzströme aller Frequenzen von 0 Hz bis zur höchsten denkbaren Taktfrequenz des Betriebsmittels so empfindlich ansprechen müssen, dass der gewünschte Schutzpegel nicht nur bei der Bemessungsfrequenz, sondern über den gesamten Frequenzbereich gewährleistet ist. Nur so lässt sich bei der Auswahl der RCMs nach deren Bemessungsfehlerstrom ein Irrtum bezüglich des erzielbaren Schutzumfangs vermeiden. Betriebsmittel der Leistungselektronik verursachen jedoch häufig hohe Ableitströme, die RCMs auch unerwünscht erfassen können. Daher sollte der Frequenzgang der Ansprechschwelle des RCMs nur knapp unterhalb der Grenze verlaufen, die zur Erzielung des gewünschten Schutzpegels notwendig ist. Diese Anforderungen erfüllen RCMs mit der Ansprechcharakteristik B mit den nachfolgend genannten Anmerkungen:
- Je nach Hersteller unterscheiden sich die Erfassungsbereiche von allstromsensitven RCM-Wandlern und Auswerteeinheiten hinsichtlich der Auslöseschwelle und Frequenzbereiche deutlich.
- Je nach Ausführung und Hersteller ist bei RCMs vom Typ B eine Auslösung bei Wechselfehlerströmen bis zu 100 kHz möglich.
Typ B+
RCMs vom Typ B+ unterscheiden sich durch einen erweiterten Frequenzbereich von Geräten des Typs B. Normativ ist bei RCMs vom Typ B eine Erfassung bis 1 kHz gefordert. Bei RCMs vom Typ B+ reicht die Erfassung von Differenzwechselströmen normativ bis 20 kHz.
Autor: M. Sembritzki
Literatur:
[1] DIN VDE 0100-410 (VDE 0100-410):2018-10: Errichten von Niederspannungsanlagen – Teil 4-41: Schutzmaßnahmen – Schutz gegen elektrischen Schlag.
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