Ein Elektriker betritt das Büro eines Facility Managers. “Der RCD löst ständig im Serverraum aus”, sagt der Manager. “Wir haben alles überprüft. Keine Isolationsfehler. Aber er löst trotzdem zweimal pro Woche aus.”
Der Elektriker tauscht den 40A RCD gegen ein 63A-Gerät aus. Gleiche 30mA Auslöseschwelle – nur höhere Stromstärke. Zwei Wochen später: keine Auslösungen. Problem gelöst.
Aber warum? Der Bemessungsdifferenzstrom (IΔn) hat sich nicht geändert. Warum also stoppt die Erhöhung des Bemessungsstroms (In) von 40A auf 63A manchmal unerwünschte Auslösungen?
Wenn Sie jahrelange Erfahrung in diesem Bereich haben, wissen Sie, dass diese “Reparatur” oft genug funktioniert, um mehr als nur ein Zufall zu sein. Die Antwort liegt in einem übersehenen Faktor: thermische Stabilität und Installationsempfindlichkeit unter hoher Last.
Dieser Leitfaden erklärt, warum der 40A-zu-63A-Tausch manchmal funktioniert, warum er eher ein Symptom als die Ursache behandelt und wie die richtigen diagnostischen Lösungen aussehen.
Theorie vs. Praxis: In und IΔn verstehen
Wenn Elektriker in Foren wie Mike Holt oder australischen Elektriker-Communities über den 40A-zu-63A-Tausch diskutieren, weisen die Theoretiker schnell auf den logischen Fehler hin. Sie bestehen darauf, dass man zwei völlig getrennte Parameter unterscheiden muss:
In (Bemessungsstrom): 40A oder 63A. Dies definiert, wie viel Strom die Kupferkontakte, Sammelschienen und internen Leiter des RCDs dauerhaft führen können, ohne zu überhitzen oder sich zu verschlechtern. Es ist eine thermische und mechanische Bewertung.
IΔn (Bemessungsdifferenzstrom): Typischerweise 30mA. Dies definiert die Erdschlussstromschwelle, die das Auslösen des Geräts verursacht. Es ist eine elektrische Empfindlichkeitsbewertung.
Rein theoretisch sollte die Änderung von In keinen Einfluss auf IΔn haben. Das Upgrade auf 63A erhöht nicht die 30mA-Leckstromschwelle. Wenn ein Gerät tatsächlich 35mA gegen Erde ableitet, sollten sowohl die 40A- als auch die 63A-Version auslösen. Der Tausch macht keinen Sinn – wie das Ersetzen des Motors Ihres Autos, um einen platten Reifen zu reparieren.
Tabelle 1: Parametervergleich – 40A vs. 63A RCD (beide 30mA IΔn)
| Parameter | 40A RCD | 63A RCD | Was ändert sich? |
|---|---|---|---|
| Bemessungsstrom (In) | 40A | 63A | ✅ Kapazität der Kontakte/Sammelschienen erhöht sich |
| Bemessungsdifferenzstrom (IΔn) | 30mA | 30mA | ❌ Unverändert – löst weiterhin bei 30mA Leckstrom aus |
| Auslöseschwelle gemäß IEC 61008 | 15-30mA | 15-30mA | ❌ Gleiches Betriebsfenster |
| Maximale Dauerlastkapazität | 40A | 63A | ✅ Höhere Dauerstrombelastbarkeit |
| Schutz gegen Erdschluss | 30mA | 30mA | ❌ Identisches Schutzniveau |
Wenn also IΔn bei 30mA bleibt, warum stoppt der Tausch manchmal unerwünschte Auslösungen? Die Theorie ist richtig – aber unvollständig. RCDs in der realen Welt arbeiten nicht unter Lehrbuchbedingungen.
Warum der 63A-Tausch manchmal funktioniert: Die versteckte Rolle von Wärme und Installationsgeometrie
Die Elektriker vor Ort haben Recht – der Tausch funktioniert, aber nicht aus dem Grund, den die meisten annehmen. Der eigentliche Mechanismus beinhaltet thermische Stabilität und installationsbedingte Empfindlichkeit, die die Lehrbuchtheorie ignoriert.
Der Ringkerntransformator und seine Schwachstellen
In jedem RCD befindet sich ein Ringkernstromwandler, der Phasen- und Neutralleiter überwacht. Unter perfekten Bedingungen entspricht der ausfließende Strom dem zurückfließenden Strom, wodurch sich entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen, die sich aufheben. Jedes Ungleichgewicht – Leckage gegen Erde – löst den Auslösemechanismus aus.
Aber perfekte Bedingungen gibt es selten. Zwei Faktoren führen zu unerwünschter Empfindlichkeit:
1. Auswirkungen hoher Lastströme: Wenn ein 40A RCD nahe seiner Kapazität (38A Dauerstrom) betrieben wird, beeinträchtigt erhebliche Wärme die Stabilität des Magnetkerns und des Auslösemechanismus des Ringkerns. Hohe Ströme können Feldungleichgewichte erzeugen, wenn die Leiter nicht perfekt zentriert sind oder wenn in der Nähe befindliches Eisenmetall die Geometrie verzerrt.
2. Installationsgeometrie: Nicht zentrierte Leiter durch den Ringkern, nahegelegene Eisengehäuse oder asymmetrische Kabelführung können Phantomungleichgewichte verursachen. Diese Effekte verschlimmern sich unter hoher Last.
Warum größere Baugrößen die Empfindlichkeit reduzieren
Das Upgrade auf 63A bietet:
- Größerer magnetischer Kreis: Größere Ringkerne sind weniger empfindlich gegenüber Installationsfehlern und Fehlern bei der Leiterpositionierung.
- Geringere interne Verluste: Schwerere Sammelschienen und größere Kontakte bedeuten einen geringeren Widerstand. Bei gleicher Last von 38A läuft das 63A-Gerät kühler – wodurch die thermische Drift reduziert wird.
- Bessere thermische Reserve: Ein 63A-Gerät bei 38A arbeitet mit 60% Kapazität mit stabilen Temperaturen. Das 40A-Gerät bei 38A (95% Kapazität) ist thermisch maximal ausgelastet.
Der wahre Übeltäter: Akkumulierte Hintergrundleckströme
Während thermische Effekte erklären, warum der 63A-Tausch gelegentlich hilft, sind sie nicht die Hauptursache für die meisten unerwünschten Auslösungen. Das eigentliche Problem ist die kumulative Hintergrundleckage – und die Erhöhung der Stromstärke trägt nicht zur Lösung bei.
Die moderne Herausforderung der elektronischen Last
Moderne Installationen sind voll von Schaltnetzteilen: Computer, LED-Beleuchtung, Frequenzumrichter, intelligente Geräte. Jedes enthält EMI-Filterkondensatoren, die im normalen Betrieb winzige Ströme gegen Erde ableiten.
Typische Leckströme: Desktop-Computer (1-1,5mA), LED-Treiber (0,5-1mA), Frequenzumrichter (2-3,5mA), Laptop-Ladegerät (0,5mA).
Dies sind keine Fehler – es sind zulässige Leckströme, die durch Sicherheitsstandards erlaubt sind. Aber auf einem einzelnen RCD, der mehrere Stromkreise schützt, summieren sie sich.
Die Arithmetik der Katastrophe
Betrachten Sie ein typisches kleines Büro, das durch einen 40A RCD geschützt ist, der drei Stromkreise abdeckt:
- Stromkreis 1 (Beleuchtung): 15 LED-Leuchten × 0,75mA = 11,25mA
- Stromkreis 2 (Arbeitsplätze): 8 Computer × 1,25mA = 10mA
- Stromkreis 3 (HLK): 1 Frequenzumrichter × 3mA = 3mA
Gesamtleckstrom im Ruhezustand: 24,25mA
Und hier ist der entscheidende Punkt: IEC 61008 erlaubt, dass RCDs zwischen 50% und 100% von IΔn auslösen. Für ein 30mA-Gerät bedeutet dies, dass die Auslöseschwelle je nach Gerät und Betriebsbedingungen zwischen 15mA und 30mA liegen kann.
Ihre Installation liegt bereits bei 24,25mA. Jede Transiente – das Einschalten eines Computer-Netzteils, ein Einschaltstrom beim Motorstart, eine geringfügige Spannungsspitze – kann den momentanen Leckstrom über 30mA treiben und eine Auslösung verursachen. Der RCD tut genau das, wofür er entwickelt wurde. Es liegt kein Fehler vor. Die Architektur ist einfach überlastet.
Tabelle 2: Beispiel für die Akkumulation von Hintergrundleckströmen
| Schaltung | Lastart | Menge | Leckstrom pro Gerät | Gesamtleckstrom des Stromkreises |
|---|---|---|---|---|
| Beleuchtung | LED-Leuchten | 15 | 0,75 mA | 11,25 mA |
| Arbeitsplätze | Desktop-PCs | 8 | 1,25 mA | 10,0 mA |
| HLK (Heizung, Lüftung, Klima) | Frequenzumrichtersteuerung | 1 | 3,0 mA | 3,0 mA |
| Summe an einem einzigen RCD | — | — | — | 24,25 mA |
| 30mA RCD-Auslösefenster | — | — | — | 15-30mA |
| Risikostufe | — | — | — | HOCH – Bereits 81 % von IΔn |
Branchenrichtlinie: Die 30%-Regel
Hersteller und Normungsgremien empfehlen, stehende Ableitströme unter 30 % von IΔn zu halten, um Fehlauslösungen zu vermeiden. Für einen 30-mA-RCD bedeutet dies, die Hintergrundableitung auf etwa 9 mA pro Gerät zu begrenzen. Das obige Beispiel überschreitet diese Richtlinie um fast das Dreifache.
Der Austausch gegen einen 63A-RCD ändert nichts an der Berechnung. Die Ableitung beträgt immer noch 24,25 mA und die Auslöseschwelle liegt immer noch bei 30 mA. Sie haben nichts behoben – Sie haben nur Glück gehabt, wenn die Auslösungen aufhören, wahrscheinlich weil das neue Gerät zufällig eine Auslösecharakteristik hat, die näher an 30 mA als an 15 mA liegt.
Die richtige Lösung: Verteilter Schutz mit RCBOs
Wenn die Erhöhung der Stromstärke das Symptom behandelt, was ist dann die Heilung? Die Antwort ist architektonisch: Migrieren Sie von einem zentralen RCD-Schutz zu einem verteilten RCBO-Schutz (Residual Current Breaker with Overcurrent protection).
Die alte Architektur: Ein RCD, mehrere Stromkreise
Traditionelle Panels verwenden einen einzelnen RCD vor mehreren MCBs. Ein 40A- oder 63A-RCD schützt 3-5 Stromkreise. Dieses “Shared Protection”-Modell funktionierte, als Lasten einfache Widerstandsheizungen mit vernachlässigbarer Ableitung waren.
Aber moderne Installationen schaffen einen Engpass. Alle Hintergrundableitströme fließen durch ein 30-mA-Fenster.
Die neue Architektur: Ein RCBO pro Stromkreis
RCBOs kombinieren Überstromschutz (MCB-Funktion) und Fehlerstromschutz (RCD-Funktion) in einem einzigen Gerät. Anstelle eines gemeinsam genutzten RCD erhält jeder Stromkreis sein eigenes 30-mA-Ableitstrombudget.
Am Beispiel des vorherigen Büros:
- 1 RCD (30mA) schützt 3 Stromkreise
- Gesamtleckstrom: 24,25 mA
- Auslastung: 81 % der Kapazität
- Ergebnis: Häufige Fehlauslösungen
Neues Design:
- 3 RCBOs (jeweils 30mA)
- Stromkreis 1 Ableitstrom: 11,25 mA (38 % der Kapazität)
- Stromkreis 2 Ableitstrom: 10 mA (33 % der Kapazität)
- Stromkreis 3 Ableitstrom: 3 mA (10 % der Kapazität)
- Ergebnis: Jeder Stromkreis arbeitet innerhalb sicherer Margen
Zusätzliche Vorteile
Fehlerlokalisierung: Nur der betroffene Stromkreis geht offline, nicht der gesamte Raum. Die Ausfallzeit sinkt drastisch.
Schnellere Fehlersuche: Sie wissen sofort, welcher Stromkreis das Problem hat.
Skalierbarkeit: Jeder neue RCBO bringt sein eigenes 30-mA-Budget mit.
Einhaltung der Vorschriften: Viele Regionen fordern jetzt einen RCBO-Schutz für bestimmte Stromkreise.
Tabelle 3: Gemeinsam genutzte RCD- vs. verteilte RCBO-Architektur
| Merkmal | Gemeinsam genutzter RCD + MCBs | Verteilte RCBOs |
|---|---|---|
| Ableitstrombudget | Alle Stromkreise teilen sich 30mA | Jeder Stromkreis hat 30mA |
| Risiko von Fehlauslösungen | Hoch (kumulative Ableitung) | Niedrig (isolierte Ableitung) |
| Auswirkungen des Fehlers | Alle geschützten Stromkreise lösen aus | Nur fehlerhafter Stromkreis löst aus |
| Zeit für die Fehlersuche | Lang (jeden Stromkreis testen) | Kurz (Fehler ist lokalisiert) |
| Installationskosten | Geringere Vorabkosten | Höhere Vorabkosten |
| Betriebskosten | Höher (häufige Einsätze) | Niedriger (weniger Fehlauslösungen) |
| Einhaltung der 30%-Regel | Schwierig bei >3 Stromkreisen | Einfach für jede Stromkreisanzahl |
| Künftige Expansion | Verschlimmert das Ableitstromproblem | Keine Auswirkungen auf bestehende Stromkreise |
Diagnosemethode: Seien Sie ein Fehlerbeheber, kein Teiletauscher
Wenn RCD-Fehlauslösungen auftreten, befolgen Sie einen systematischen Diagnoseprozess, bevor Sie zu Werkzeugen greifen oder Ersatzgeräte bestellen.
Schritt 1: Stehenden Erdschlussstrom messen
Verwenden Sie ein Zangenamperemeter für Ableitströme:
- Am RCD: Klemmen Sie es um den Erdungsleiter nachgeschaltet. Dies misst den gesamten Ableitstrom von allen geschützten Stromkreisen.
- Pro Stromkreis: Klemmen Sie es um Phase und Neutralleiter zusammen für jeden Zweig.
- < 9mA: Akzeptabel
- 9-15mA: Überwachen, Planung zur Aufteilung der Stromkreise
- 15-25mA: Hohes Risiko für Fehlauslösungen
- > 25mA: Sofortige architektonische Änderung erforderlich
Schritt 2: RCD-Typ überprüfen
Moderne elektronische Lasten erzeugen pulsierende DC-Ableitströme, die RCDs des Typs AC nicht richtig erkennen können.
Typ AC: Legacy. Erkennt nur rein sinusförmige AC-Ableitströme. Veraltet. In Australien seit 2023 verboten.
Typ A: Erkennt AC- und pulsierende DC-Ableitströme. Mindeststandard für moderne Installationen.
Typ B/F: Erforderlich für hohe DC-Ableitströme (EV-Ladegeräte, Solarwechselrichter, industrielle Frequenzumrichter).
Wenn Ihr RCD “Typ AC” anzeigt, ist der Austausch gegen Typ A unabhängig von der Stromstärke obligatorisch.
Schritt 3: Installationsqualität prüfen
- Leiterzentrierung: Stellen Sie sicher, dass Phase und Neutralleiter durch die Mitte der Ringkernöffnung verlaufen und nicht gegen eine Seite gedrückt werden.
- Freiraum für ferromagnetische Materialien: Halten Sie Stahlgehäuse, Kabelverschraubungen und Befestigungsmaterialien mindestens 50 mm vom RCD-Ringkern entfernt.
- Lastverteilung: Stellen Sie sicher, dass der RCD nicht dauerhaft über 80% seines Nennstroms betrieben wird.
Schritt 4: Architektonische Änderungen planen
Basierend auf Messungen:
- Wenn Ableitstrom < 9mA: Problem kann thermisch oder installationsbedingt sein. Erwägen Sie ein 63A-Upgrade mit Geometriekorrekturen.
- Wenn Ableitstrom 9-25mA: Stromkreisaufteilung erforderlich. Migrieren Sie Stromkreise mit hohem Ableitstrom (IT, VFD, LED) zu dedizierten RCBOs.
- Wenn Ableitstrom > 25mA: Vollständige RCBO-Umstellung. Gemeinsame RCD-Architektur ist nicht mehr praktikabel.
Tabelle 4: Entscheidungsmatrix zur Fehlerbehebung
| Gemessener stehender Ableitstrom | Laststrom vs. In | RCD-Typ | Empfohlene Maßnahmen |
|---|---|---|---|
| < 9mA | < 70% des Nennstroms | Typ A | Installationsgeometrie prüfen; überwachen |
| < 9mA | > 80% des Nennstroms | Typ A | Upgrade auf 63A-Rahmen für thermische Reserve |
| < 9mA | Jede | Typ AC | Sofort durch Typ A ersetzen |
| 9-15mA | Jede | Typ A | Stromkreis mit dem höchsten Ableitstrom auf RCBO aufteilen |
| 15-25mA | Jede | Typ A | 2-3 Stromkreise auf RCBOs migrieren |
| > 25mA | Jede | Jede | Vollständige RCBO-Umstellung erforderlich |
Häufig Gestellte Fragen
F: Wird ein Upgrade von 40A auf 63A RCD Fehlauslösungen verhindern?
A: Manchmal, aber nicht aus dem Grund, den die meisten Leute denken. Das Upgrade ändert nichts an der 30mA-Ableitschaltschwelle (IΔn). Es kann helfen, wenn Ihr Problem auf thermischer Instabilität oder Installationsempfindlichkeit unter hohem Laststrom beruht – der größere 63A-Rahmen läuft kühler und hat einen weniger empfindlichen magnetischen Kreis. Wenn die Ursache jedoch die angesammelte Hintergrundableitung von elektronischen Geräten ist, wird der 63A-Austausch nichts beheben. Messen Sie zuerst Ihren stehenden Ableitstrom.
F: Wie messe ich den Hintergrund-Erdschlussstrom?
A: Verwenden Sie ein Zangenamperemeter für Ableitströme um den Erdungsleiter nachgeschaltet des RCD oder um Phase und Neutralleiter zusammen für einzelne Stromkreise. Wenn der gesamte Ableitstrom 9mA bei einem 30mA RCD überschreitet, besteht ein hohes Risiko für Fehlauslösungen.
F: Was ist der Unterschied zwischen RCDs des Typs AC und des Typs A?
A: Typ AC erkennt nur rein sinusförmige AC-Ableitströme. Er ist für moderne Installationen veraltet, da elektronische Lasten pulsierende DC-Ableitströme erzeugen, die Typ AC nicht zuverlässig verarbeiten kann. Typ A erkennt sowohl AC- als auch pulsierende DC-Ableitströme und ist somit für Installationen mit Schaltnetzteilen geeignet. Australien hat Neuinstallationen des Typs AC im Jahr 2023 verboten.
F: Was ist die “30%-Regel” für RCD-Ableitströme?
A: Branchenrichtlinien empfehlen, den stehenden Ableitstrom unter 30% des Nennauslösestroms (IΔn) des RCD zu halten, um Fehlauslösungen zu vermeiden. Für einen 30mA RCD bedeutet dies, den Hintergrundableitstrom auf etwa 9mA zu begrenzen, um Spielraum für transiente Einschaltströme zu lassen.
F: Sollte ich auf RCBOs aufrüsten oder weiterhin RCDs verwenden?
A: Wenn Ihr gemessener Ableitstrom 9 mA übersteigt, sind RCBOs die richtige Lösung. Jeder Stromkreis erhält sein eigenes 30-mA-Fehlerstrombudget, wodurch eine Kumulierung verhindert wird. RCBOs lokalisieren auch Fehler – nur der betroffene Stromkreis löst aus. Die anfänglichen Kosten werden in der Regel innerhalb von 1-2 Jahren durch reduzierte Einsätze und Ausfallzeiten amortisiert.
Schützen Sie Ihre Anlage mit der richtigen Strategie
Der Austausch von 40A- gegen 63A-RCDs ist eine Feldreparatur, die gelegentlich funktioniert – nicht weil sie die Ableitstromtoleranz erhöht, sondern weil größere Bauformen die thermische und installationsbedingte Empfindlichkeit reduzieren. Es werden Symptome behandelt, nicht die Ursache: der kumulierte Ableitstrom moderner elektronischer Lasten.
Der richtige Ansatz beginnt mit der Messung. Verwenden Sie eine Leckstromzange, um Ihren stehenden Strom zu quantifizieren. Stellen Sie sicher, dass Sie Geräte des Typs A (nicht Typ AC) verwenden. Überprüfen Sie die Installationsgeometrie. Entwerfen Sie dann die richtige Lösung: Wenn der Ableitstrom gering ist, kann ein 63A-Upgrade mit Installationsverbesserungen ausreichen. Wenn der Ableitstrom 9 mA übersteigt, ist die Aufteilung der Stromkreise oder die Migration zu RCBOs die dauerhafte Lösung.
VIOX Electric fertigt RCDs, RCBOs und Zubehör zur Ableitstromüberwachung des Typs A, die nach IEC 61008 entwickelt wurden. Unser technisches Team kann Sie bei Ableitstromberechnungen, Geräteauswahl und Empfehlungen zur Schalttafelarchitektur unterstützen. Besuchen Sie VIOX.com , um Ihre Probleme mit Fehlauslösungen zu besprechen. Lassen Sie nicht zu, dass kumulierter Ableitstrom die Betriebszeit beeinträchtigt – entwerfen Sie die Lösung, tauschen Sie nicht nur Teile aus.
