RCCB/RCD

Mit der Entwicklung der modernen Industrie ist Elektrizität erstaunlich nützlich geworden. Allerdings ist sie auch erstaunlich gefährlich geworden. Wussten Sie, dass es nur wenige Millisekunden braucht, um einen starken Strom durch Ihr Herz fließen zu lassen, der Ihnen schaden kann? Stellen Sie sich vor, Sie benutzen einen Elektroschneider und schneiden versehentlich durch das Kabel. Außerdem hat das Werkzeug eine metallene Hülle, Sie halten es fest und berühren versehentlich das abgedeckte Kabel. Was ist noch schlimmer, Sie stehen auf dem Boden, aber der Strom muss irgendwohin. In diesem Moment besteht eine sehr hohe Gefahr, dass Ihr Körper eine "Kurzschluss" bildet. Wie kann man verhindern, dass der Strom durch unseren Körper fließt? Eine Möglichkeit, das Risiko zu reduzieren, ist die Verwendung eines schlauen Schutzgeräts, das als Residuenstrom-Schutzgerät (RCD) oder Residuenstrom-Sicherungsschalter (RCCB) bezeichnet wird. Der RCD/RCCB ist ein Gerät, das einen elektrischen Stromversorgungskreis sofort unterbricht, um schweren Schaden durch einen andauernden Elektroschock zu verhindern. In Europa sind diese Geräte besser bekannt unter ihren Abkürzungen RCD. Auch eine Kombination aus RCD+MCB (Miniatur-Sicherungsschalter) wird als RCBO (Residuenstrom-Sicherungsschalter mit Überstromschutz) bezeichnet. In Amerika ist das Gerät eher als Grundfehler-Kreisunterbrecher (GFCI), Grundfehler-Unterbrecher (GFI) oder Geräte-Leckschutzunterbrecher (ALCI) bekannt. In Australien werden sie manchmal als Sicherheitsschalter oder RCD bezeichnet. Ein Erdleckschalter (ELCB) kann ein Residuenstrom-Gerät sein, obwohl es auch eine ältere Art von Spannungs- betriebener Erdleckschalter gibt.

Die Zahlen variieren von Jahr zu Jahr für verschiedene Länder. Allerdings zeigen globale Statistiken, dass Elektroexekution eine der fünf häufigsten Todesursachen bei der Arbeit ist. Es gibt viele Elektroschocksunfälle zu Hause. In einem Land verursachen elektrische Unfälle jedes Jahr Hunderte von Todesfällen und Tausende von Verletzungen. Wie und warum bekommen Menschen Elektroschocks? Grundsätzlich, wenn sie versehentlich Berührung mit Lecksstrom-Geräten oder wenn ein Elektrogerät so versagt, dass seine freien metallischen Teile vorübergehend zu einem gefährlichen lebenden Leiter werden. Viele Elektrogeräte schmelzen, um vor Überströmen zu schützen. Allerdings helfen sie in dieser Lecksituation nicht. Noch schlimmer, einige Geräte haben auch "Erde" oder "Grund" Kabel, um uns zu schützen, wenn lebende Kabel Dinge berühren, die sie nicht sollten. Die "Erde" oder "Grund" ist nicht Teil des normalen Stromversorgungskreises, es ist nur ein Reservekabel. Es ist an die freien metallischen Teile eines Geräts angebracht. Schließlich ist es durch Ihre Haushaltsverkabelung mit der Erde verbunden. Dann durch einen Metallsporn oder Wasserrohr, das in den Boden außerhalb Ihres Hauses eindringt. Grundsätzlich besteht die Idee darin, dass, wenn der lebende Kabel versagt und etwas wie einen Toaster oder einen Verteilermetallkasten berührt, das Erdkabel den Strom sicher wegträgt. Aber was ist, wenn das Erd-/Grundkabel auch versagt? Der Strom wird durch Ihren Körper gehen, wie kann man sich vor Elektroschocks schützen? Das ist, wo RCD, GFCI, ELCB uns zu Hilfe kommen.

Das Bild zeigt das Innere eines Residuenstrom-Schutzgeräts (RCD). Das RCD besteht aus fünf Teilen. Es gibt einen Magnetischen Relais (1), Mechanismus (2), Eingangskabelanschluss (3), Lastanschluss (4) und einen Detektorwickel (5). Das Leitungskabel verbindet den Eingangskabelanschluss (1). Dann stecken Sie das Kabel in die Lastanschlüsse (4), um Ihre Elektrogeräte zu versorgen. Schalten Sie den Hebel des Mechanismus (2) ein, um die Verbindungskupferkontakte des Eingangskabelanschlusses (3) und des Detektorwickels (5) herzustellen. Der Detektorwickel ist ein Differentialstromwandler, der die Leitungskabel und den Nullleiter umschließt (aber nicht elektrisch verbunden ist). Bei normalem Betrieb fließt der gesamte Strom, der über das Leitungskabel fließt, zurück über den Nullleiter. Die Ströme in den beiden Leitungen sind also gleich und gegensätzlich und heben sich gegenseitig auf. Jeder Fehler auf der Erde (zum Beispiel verursacht durch eine Person, die eine lebende Komponente im angeschlossenen Gerät berührt) verursacht, dass ein Teil des Stroms einen anderen Rückweg nimmt, was bedeutet, dass es eine Ungleichheit (Differenz) im Strom der beiden Leitungen (bei Einphasenstrom) gibt. Allgemeiner gesagt, eine Summe von Strömen, die nicht Null ist, aus verschiedenen Leitungen (zum Beispiel, Dreiphasenleiter und ein Nullleiter). Diese Differenz verursacht einen Strom im Detektorwickel (5), der vom magnetischen Relais (1) erfasst wird. Die Detektorelemente entfernen dann die Spannungsversorgung vom Mechanismus (2), und die Kontakte des Eingangskabelanschlusses (3) werden durch eine Feder auseinandergezwungen, was den Stromversorgungskreis zum Gerät unterbricht. Das RCD ist so konzipiert, dass der Strom in Millisekunden unterbrochen wird, was die Chance eines gefährlichen Elektroschocks erheblich reduziert.

In our modern household consumer unit (switchboards), like the image as below, have built-in RCDs on some (but not all) of the household circuits. That means if you accidentally cut through a cable or get it wet, the trip switch on the consumer unit will interrupt the power and save your life. It is doing the same job as a plug-in RCD. Vitally, it’s vitally important to understand how your consumer unit is set up. In this box, for example, only the upstairs power outlets have RCD protection. So if you’re using an upstairs plug to power your toaster, you’re protected. However, if you were using power tools plugged into a downstairs outlet, you’d need to use a plug-in RCD to protect yourself because the upstairs circuits don’t have RCDs fitted.

Der Elektroingenieur Charles Dalziel (1904–1986) aus den USA, der Professor für Elektrotechnik und Informatik an der UC Berkeley war. Er hat unzähligen Menschen das Leben gerettet, als er die geniale Idee des Grundfehler-Kreisunterbrechers um 1960 entwickelte. Er begann, das Konzept im Januar 1961 zu patentieren (in der Anwendungsnummer 85.364) und wurde schließlich im Oktober 1965 ein Patent gewährt. Zu den Vorteilen der Erfindung, die Dalziel aufgezählt hat, gehörten eine hohe Stromempfindlichkeit, um Menschen vor Elektroexekutionen zu schützen, niedriger Betriebsstrom und Energieverbrauch.