01Wozu ein RCD dient und wann er auslöst
Ein Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD, auch FI-Schalter genannt) vergleicht den Strom im Außenleiter und im Neutralleiter. Eine Differenz bedeutet, dass Strom zur Erde abfließt — etwa durch einen Menschen — und der RCD unterbricht den Stromkreis. Er reagiert auf Ströme von 5–30 mA, die deutlich kleiner sind als die zum Auslösen einer Sicherung erforderlichen Ströme, und soll innerhalb von 25–40 ms auslösen. Laut Victron ist ein RCD in jeder AC-Anlage vorgeschrieben.
Voraussetzung: Ein Fehlerstrom kann nur erkannt werden, wenn der Neutralleiter mit der Erdung verbunden ist (TN- und TT-Systeme). In einem isolierten System (IT) kann der RCD keinen solchen Fehlerstrom erkennen.
02Wo der RCD eingebaut wird
- Der RCD wird vor den Verbrauchern eingebaut — vor der Aufteilung der Anlage in einzelne Stromkreise.
- Bei einem Wechselrichter oder Wechselrichter/Ladegerät muss der RCD dahinter liegen (an dessen Ausgang) — andernfalls besteht im Wechselrichterbetrieb kein Fehlerstromschutz.
- Verbraucher, die nur bei angeschlossener externer Stromquelle versorgt werden (z. B. am AC-out-2 des MultiPlus), benötigen einen eigenen RCD.
In den offiziellen Victron-Schaltplänen hat jeder AC-Ausgang (AC-out-1 und AC-out-2) einen eigenen RCD mit Leitungsschutzschalter oder einen kombinierten FI/LS-Schalter (RCBO) — siehe Wohnmobil, Yacht, Offgrid-Haus.
03N–PE-Verbindung und Erdungsrelais
Jede AC-Quelle muss eine Verbindung zwischen Neutralleiter und Erdung haben, damit der RCD funktionieren kann. Im Netz wird diese durch die Anschlussverteilung hergestellt; bei einem Generator oder einem reinen Wechselrichter muss vor der Installation geprüft werden, ob der Neutralleiter mit der Erdung verbunden ist. Falls nicht, muss eine feste N–PE-Verbindung hergestellt werden.
Ein Wechselrichter/Ladegerät hat zwei Betriebszustände. Deshalb verwendet Victron ein internes Erdungsrelais:
| Zustand | AC-Eingangsrelais | Erdungsrelais | Wer stellt die N–PE-Verbindung her? |
|---|---|---|---|
| Versorgung über Netz oder Generator (Durchleitung, Laden) | geschlossen | offen | Stromquelle (Netz, Generator) |
| Wechselrichterbetrieb (keine externe Versorgung) | offen | geschlossen | Wechselrichter/Ladegerät — intern |
Bei den meisten Modellen lässt sich das Relais in den Einstellungen deaktivieren — dann muss in der Anlage eine feste N–PE-Verbindung hergestellt werden. Wenn die Vorschriften eine Unterbrechung des Neutralleiters nicht zulassen, wird bei „-II“-Geräten (MultiPlus-II, Quattro-II) ein Netzcode mit extern verbundenem Neutralleiterpfad gewählt. Ein fehlgeschlagener Test dieses Relais im MultiPlus-II führt zum VE.Bus-Fehler 8.
Reine Victron-Wechselrichter: Bei Modellen ab 1600 VA und beim Inverter Compact 1200 VA ist der Ausgangsneutralleiter mit dem Gehäuse verbunden. Die Erdung des Gehäuses erdet daher auch N. Wenn keine zuverlässige Erdung vorhanden ist und/oder kein RCD (RCCB, RCBO oder GFCI) installiert wurde, muss die N–Gehäuse-Verbindung zur Verbesserung der Sicherheit entfernt werden; Victron warnt, dass eine solche Anlage wahrscheinlich nicht den örtlichen Vorschriften entspricht. Bei kleineren Wechselrichtern ist N normalerweise nicht mit dem Gehäuse verbunden, eine solche Verbindung kann jedoch hergestellt werden — dies beschreibt das Handbuch des jeweiligen Modells.
04Wohnmobil, Fahrzeug, Boot
Eine mobile Anlage hat keinen eigenen Erder. Alle berührbaren Metallteile — Fahrgestell oder Rumpf, Rohre, Motor und Schutzkontakte der Steckdosen — werden miteinander verbunden und bilden eine lokale „Erdung“. Bei einem externen Anschluss ist nicht immer bekannt, ob der Schutzleiter angeschlossen ist; außerdem können Außenleiter und Neutralleiter vertauscht sein.
- Isoliertes System (IT): Wenn die einzige Quelle ein Wechselrichter oder Generator ohne N–PE-Verbindung ist, schließt das Berühren eines einzelnen Leiters keinen Stromkreis über die Erde. Das gleichzeitige Berühren von Außenleiter und Neutralleiter ist immer gefährlich.
- Übergang von TT zu IT — dies ist zu vermeiden. Nach dem Trennen vom Netz verliert die Anlage die netzseitige N–PE-Verbindung und wird „schwebend“: Der RCD ist eingebaut, erkennt aber keinen Fehlerstrom. Victron empfiehlt, die Anlage auch nach dem Trennen vom Netz als TT-System zu betreiben — die N–PE-Verbindung muss automatisch hergestellt werden (durch das Erdungsrelais im Wechselrichter/Ladegerät oder eine Verbindung im Quellenumschalter).
- Die TEST-Taste am RCD prüft nur den Schalter selbst (der interne Prüfkreis simuliert einen Fehlerstrom). Ohne N–PE-Verbindung wird der Test „bestanden“, obwohl der RCD bei einem tatsächlichen Erdschluss nicht auslöst.
05Erdung auf der DC-Seite
- Das Gehäuse des Wechselrichters oder des MultiPlus/Quattro muss geerdet werden (zwischen den AC-Stromkreisen und dem Gehäuse besteht eine Basisisolierung). Dasselbe gilt für das Gehäuse des MPPT-Ladereglers.
- Die DC-Erdung wird an der Batterie hergestellt — diese Verbindung muss besonders zuverlässig und gut sichtbar sein. Der DC-Erdungsleiter muss einen Kurzschlussstrom führen können, der mindestens dem Nennstrom der DC-Sicherung entspricht; auf der AC-Seite mindestens dem Nennstrom der AC-Schutzeinrichtung.
- Erden Sie weder den Plus- noch den Minuspol des PV-Modulfelds — der PV-Minuspol des MPPT-Ladereglers ist nicht vom Minuspol des Ausgangs isoliert, sodass Streuströme fließen würden. Die Modulrahmen dürfen geerdet werden (vorzugsweise am zentralen Erdungspunkt) — dies bietet einen gewissen Blitzschutz.
- In Systemen mit Generator wird ein einziger Erdungspunkt an der Batterie verwendet; ein großer Generator wird direkt am zentralen Erdungspunkt geerdet.
- In den Victron-Schaltplänen für Fahrzeuge und Boote ist das MultiPlus-Gehäuse mit der zentralen Minus-Sammelschiene verbunden. Der Kabelquerschnitt ist dabei eine Größe kleiner als der Gesamtquerschnitt seiner Minuskabel (ABYC-Regel).
06Boot: galvanische Korrosion
Beim Anschluss eines Bootes an Landstrom verbindet der Schutzleiter den Rumpf mit dem Erder an Land und schließt den Stromkreis Rumpf – Wasser – Land. Die natürliche Potenzialdifferenz zwischen Metallen (0,1–1 V DC) verursacht dann einen galvanischen Strom, der das unedelste Metall langsam zerstört: Rumpf (besonders Aluminium), Propeller, Welle. Den Schutzleiter vom Rumpf zu trennen, ist keine Lösung — der RCD funktioniert dann nicht zuverlässig. Sichere Lösungen:
| Lösung | Funktionsweise | Hinweise |
|---|---|---|
| Galvanischer Isolator | Zwei antiparallel geschaltete Dioden im Schutzleiter; sie leiten erst oberhalb von ca. 1,4 V DC, blockieren daher galvanischen Strom und lassen AC-Erdschlussstrom durch. | Klein und leicht, setzt aber einen intakten Schutzleiter vom Landanschluss voraus; galvanischer Strom kann auch über den Neutralleiter fließen, wenn ein Gerät N mit der Erdung verbindet. |
| Trenntransformator | Trennt Eingang und Ausgang vollständig; auf der Bootsseite wird einer der Ausgangsleiter mit dem Rumpf verbunden, wodurch eigene N und PE entstehen. | Laut Victron ist diese Lösung besser: Sicherheit wie zu Hause, Trennung von Fehlern auf benachbarten Booten und häufig auch die Möglichkeit, die Spannung zwischen 230/120 V umzuschalten. |
Opferanoden schützen vor Korrosion zwischen den Metallen des Bootes selbst — sie verzögern diese lediglich und müssen regelmäßig geprüft werden.
Victron weist darauf hin, dass die Anforderungen an Erdung und Schutzeinrichtungen je nach Land und Anwendung unterschiedlich sind. In Polen muss die AC-Installation von einer Person mit entsprechender elektrotechnischer Zulassung ausgeführt und geprüft werden.
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MultiPlus-IIWechselrichter/Ladegerät mit USV-Funktion: reine Sinusspannung 230 V, PowerAssist unterstützt einen schwachen Netzanschluss.
Quattro-IIWechselrichter/Ladegerät mit zwei AC-Eingängen — Netz und Generator ohne externen Umschalter.
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