Professionelle Verkabelung eines dreiphasigen, dreipoligen FI-Schutzschalters für 3-Φ-Panels

So installieren Sie einen dreiphasigen, dreipoligen FI-Schutzschalter mit und ohne Neutralleiter

Ein dreiphasiger, dreipoliger FI-Schutzschalter (FI-Schutzschalter) dient zum Erdschlussschutz für dreiphasige Lasten, die von einem dreiphasigen 4-Draht-Sternnetz (Y) mit 120/208 V oder einem anderen dreiphasigen Versorgungssystem versorgt werden. Diese Leistungsschalter werden üblicherweise in gewerblichen und industriellen Verteilertafeln installiert, um Geräte wie Motoren, HVAC-Einheiten, gewerbliche Küchengeräte, Pumpen und Spezialbehälter in feuchten oder gefährlichen Umgebungen zu schützen.

Im Gegensatz zu standardmäßigen 3-poligen Leistungsschaltern überwacht ein 3-poliger FI-Schutzschalter kontinuierlich die Vektorsumme des Stroms in allen Phasenleitern (und Neutralleiter, falls vorhanden). Wenn ein Ungleichgewicht erkannt wird, das die Auslöseschwelle des FI-Schutzschalters überschreitet, weist dies auf einen Leckstrom zur Erde hin. Daher löst der FI-Schutzschalter aus und trennt alle nicht geerdeten Leiter gleichzeitig.

Eigenschaften:

• Anzahl der Pole: 3-polig – verbindet sich mit drei Leitungen (L1, L2 und L3), d. h. allen heißen Leitern Hot 1, Hot 2 und Hot 3 (schwarz, rot und blau). Alle Leitungen sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.
• Spannung: Funktioniert und schützt dreiphasige Abzweigstromkreise mit 208 V, 240 V, 480 V oder 600 V. (Zeile-zu-Zeile).
• Stromstärke: Allgemein verfügbar in 15 A bis 100 A mit 65 kA Unterbrechungsleistung und 5 mA bis 30 mA Schutz in NEMA 1- und NEMA 3R-Außengehäusen.
• Verkabelung: Drei stromführende Leiter vom Leistungsschalter, ein Erdungskabel (ggf. ein Neutralleiter) von der Erdungs-/Neutralleiterschiene werden an den dreiphasigen Abzweigstromkreis in einer 120-V- oder 240-V-Versorgung angeschlossen. Der integrierte weiße Anschluss am FI-Schutzschalter wird immer mit der neutralen Sammelschiene im Hauptschaltschrank verbunden.
• Vorgang: Löst aus, wenn eine Überlastung, ein Kurzschluss oder ein Erdschluss auftritt, sogar auf einer einzelnen Leitung, und löst alle nicht geerdeten Leiter gleichzeitig aus.
• Anwendung: Wird gemäß den NEC-Anforderungen für schwere Lasten verwendet, z. B. Motoren, HVAC, gewerbliche Arbeitsplatten, Schweißgeräte, Luftkompressoren, Steckdosen/Behälter und Industriegeräte, insbesondere im Freien oder in Nassbereichen.

NEC-Anforderungen für die GFCI-Installation

NEC 210.8(A) erfordert einen Erdschluss-Schutzschalter (GFCI) für Abzweigstromkreise und Steckdosen, die an bestimmten Standorten installiert sind. Zu diesen Standorten gehören unter anderem Badezimmer, Garagen, Außenbereiche, Keller, Küchen, Wäschebereiche, Pools, Spas und andere ähnliche Räume, wie im Kodex festgelegt.

Gemäß NEC 210.8(B) für Nichtwohneinheiten müssen alle Steckdosen, die über dreiphasige Stromkreise mit einer Nennspannung von 150 V oder weniger zur Erde und 100 A oder weniger versorgt werden, über einen FI-Schutzschalter verfügen.

Darüber hinaus ist gemäß NEC 210.8(D) für bestimmte Geräte ein FI-Schutzschalter für Abzweigstromkreise oder Steckdosen (einschließlich festverdrahteter Geräte) erforderlich, die bestimmte Geräte mit einer Nennspannung von 150 V oder weniger zur Erde und 60 A oder weniger versorgen, unabhängig davon, ob sie einphasig oder dreiphasig sind.

Darüber hinaus verlangt der NEC im gesamten Code einen FI-Schutz für verschiedene Belegungen, Geräte und spezielle Installationen. Zu den relevanten Abschnitten gehören unter anderem die Artikel 210.8, 406.3, 424.44, 426.28, 427.22, 511.12, 517.17, 517.20, 525.23, 530.44, 547.28, 555.35, 620.6, 625,54, 680,5, 680,21, 680,22, 680,23, 680,27, 680,32, 680,43, 680,44, 680,51 bis 680,59, 680,62 und 680,71.

Verkabelung eines dreiphasigen, dreipoligen FI-Schutzschalters

Befolgen Sie die folgenden einfachen Schritte, um einen dreiphasigen, dreipoligen FI-Schutzschalter in einer dreiphasigen Schalttafel zu installieren oder auszutauschen.

Schritt 1:Trennen Sie die Hauptstromversorgung

Schalten Sie die Zentrale stromlos und sperren/kennzeichnen Sie sie, bevor Sie mit der Arbeit beginnen. Überprüfen Sie mit einem berührungslosen Tester, ob an allen Sammelschienen Spannung anliegt. Berühren Sie niemals die ankommenden Serviceösen; Sie bleiben unter Spannung, es sei denn, die vorgeschaltete Trennung ist geöffnet.

Schritt 2:Panel-Konfiguration überprüfen

Stellen Sie sicher, dass das Panel für 120/208 V, 3 Phasen, 4-Draht-Sternspannung, 120/208/240 V (High Leg) oder andere dreiphasige Versorgungssysteme wie 480 V oder 600 V ausgelegt ist.

Das dreiphasige Lastzentrum ist mit drei Phasen-Sammelschienen (A-B-C), nämlich L1, L2 und L3, und einer Neutral-/Erdungs-Sammelschiene ausgestattet, wo es am Service-Trennschalter (nicht an Unterschalttafeln) geerdet und verbunden ist.

Schritt 3:Installieren Sie den 3-poligen FI-Schutzschalter

3-polige FI-Schutzschalter rasten über 3 Sammelschienen ein und beziehen Spannung aus jeder Sammelschiene. Montieren Sie den Leistungsschalter an den A-B-C-Phasensammelschienen. Stellen Sie sicher, dass der Leistungsschalter vollständig sitzt und einrastet.

Schritt 4:Phasenleiter anschließen (Lastseite)

Schließen Sie die Lastleiter wie folgt an:

• Phase A (L1) zum Leistungsschalteranschluss A
• Phase B (L2) zum Leistungsschalteranschluss B
• Phase C (L3) zum Leistungsschalteranschluss C

Ziehen Sie alle Klemmen mit dem vom Hersteller angegebenen Drehmoment an.

Schritt 5:Erdungs- und Neutralleiteranschluss (falls erforderlich)

Bei 208 V, 3-Phasen-Lasten, 3-polig, 3-Leiter ohne Neutralleiter, verläuft der Neutralleiter nicht zur Last.

Bei 208/240 V, 3-phasigen, 3-poligen, 4-adrigen Lasten mit Neutralleiter verläuft der Neutralleiter vom Leistungsschalteranschluss (nicht von der Neutralleiterschiene) zur Last.

Der integrierte weiße oder graue Neutralleiter-Pigtail im FI-Schutzschalter ist kein Last-Neutralleiter, er versorgt die FI-Schutzschalterelektronik mit Strom und muss daher an die Neutralleiter-Sammelschiene angeschlossen werden.

Als letzte Kabelverbindung verbinden Sie den Geräteerdungsleiter (EGC) von der Last mit der Erdungsschiene im 3-Phasen-Hauptschaltschrank.

Schritt 6:Testen/Rest &Verifizieren

Stellen Sie die Stromversorgung wieder her und schalten Sie den Leistungsschalter ein. Drücken Sie die TEST-Taste am FI-Schutzschalter, um den ordnungsgemäßen Betrieb zu überprüfen, da dieser sofort auslösen muss. Setzen Sie den Leistungsschalter nach erfolgreichem Test zurück.

Schaltplan eines dreiphasigen, dreipoligen, dreiadrigen FI-Schutzschalters in einem 3-Φ-Schaltschrank mit 120/208 V

Das folgende Verdrahtungsdiagramm zeigt einen 20 A, 208 V, 3-poligen, 3-phasigen FI-Schutzschalter ohne Neutralleiter in einem 120/208 V-Schaltschrank, der zum Schutz eines 208 V-Dreiphasengeräts verwendet wird.

In einem 120/208-V-System muss der Neutralleiter-Pigtail-Draht weiterhin mit dem Schalttafel-Neutralleiter verbunden sein. Wenn dies nicht erforderlich ist, muss der Neutralleiter der Last nicht an einen 208-V-Stromkreis angeschlossen werden.

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Ein 120/208 V, 3-Phasen-3-Draht-Y-Panel bietet:

• L1 bis L2 =208 V – 1-phasig
• L2 bis L3 =208 V – 1-phasig
• L1 bis L3 =208 V – 1-phasig
• L1, L2 oder L3 (jede 1 stromführend) zu Neutral =120 V – 1-phasig
• L1, L2 und L3 =208 V – dreiphasig

Die für Heißleiter bei 120/208 V verwendeten Farbcodes lauten wie folgt:

• L1 =Schwarz
• L2 =Rot
• L3 =Blau
• Neutral =Weiß / Grau
• Boden =blank oder grün/mit gelbem Streifen

Schaltplan eines dreiphasigen, dreipoligen, vieradrigen FI-Schutzschalters in einem 3-Φ-Schaltschrank mit 120/208 V

Das folgende Verdrahtungsdiagramm zeigt einen dreipoligen dreiphasigen FI-Schutzschalter mit 100 A, 208 V und Neutralleiter, der zum Schutz eines dreiphasigen 208-V-Abzweigstromkreises verwendet wird.

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Die gleiche Verdrahtungskonfiguration wird für den Anschluss einer NEMA 18-60-Steckdose verwendet, die für den dreiphasigen 208Y/120V-Betrieb ausgelegt ist. Die nicht geerdete Steckdose wird über einen 3-poligen FI-Schutzschalter mit Neutralleiter versorgt, wie unten gezeigt.

Schaltplan eines dreiphasigen, dreipoligen, vieradrigen FI-Schutzschalters in einem 3-Φ-Schaltfeld mit 120/208/240 V (High Leg Delta)

Das folgende Verdrahtungsdiagramm zeigt einen dreiphasigen 80-A-FI-Schutzschalter mit Neutralleiter, der in einem 120/208/240-V-Schaltschrank (High Leg Delta) zum Schutz eines dreiphasigen 240-V-Laststromkreises verwendet wird.

In einem 120/240-V-System muss der Neutralleiter-Anschlussdraht weiterhin mit der Neutralleiter-Sammelschiene des Schaltschranks verbunden sein. Wenn dies nicht erforderlich ist, muss der Neutralleiter der Last nicht an einen 240-V-Stromkreis angeschlossen werden.

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Ein High-Leg-Delta-System (120/208/240 V, 3 Phasen, 4 Drähte) bietet:

• L1 bis L2 =240 V – 1-phasig
• L2 bis L3 =240 V – 1-phasig
• L1 bis L3 =240 V – 1-phasig
• L1 oder L3 zum Neutralleiter =120 V – 1-phasig
• L1, L2 und L3 =240 V – dreiphasig
• L2 (Hoher Zweig) zu Neutral ≈ 208 V – 1-phasig

Die für heiße Leiter in 120/208/240 V High-Leg-Delta verwendeten Farbcodes lauten wie folgt:

• L1 =Schwarz
• L2 =Orange (hohes oder wildes Bein)
• L3 =Blau
• Neutral =Weiß / Grau
• Boden =blank oder grün/mit gelbem Streifen

Darüber hinaus veranschaulicht die folgende Verkabelungskonfiguration den Anschluss einer NEMA 15-60-Steckdose, die für den dreiphasigen Betrieb mit 120/208/240 V ausgelegt ist. Die Steckdose wird über einen dreipoligen FI-Schutzschalter ohne Neutralleiter versorgt, wie unten gezeigt.

Gut zu wissen:

• Die Verkabelung eines dreipoligen Leistungsschalters in einem High-Leg-Delta-Schaltschrank (120/208/240 V) erfordert sorgfältige Aufmerksamkeit, da der hohe Zweig (Wild-Zweig) eine höhere Spannung führt (208 V zum Neutralleiter).
• Verwenden Sie L2 (Hoher Zweig oder Stromzweig) nicht für 120-V-Stromkreise, da der Stromzweig zum Neutralleiter 208 V misst (einphasig).
• Die Markierung an den hohen Beinen muss deutlich sein. Das hohe Bein (L2) muss orange sein und gemäß NEC 110.15 und 408.3(E) auf der Mittelphase im Panel platziert werden.

Anweisungen, Vorsichtsmaßnahmen und Codes

• Die geeignete Drahtgröße für Phasenleiter wird anhand der NEC-Tabelle – 310.16 bestimmt.
• Die Größe des Geräteerdungsleiters (EGC) basiert auf NEC-Tabelle 250.122.
• Die Nennleistung und Größe des Leistungsschalters muss mit der berechneten Last oder den Steckdosen gemäß NEC-Artikel 210.21(B)(2) und 430 (bei Motorstromkreisen) übereinstimmen oder diese übertreffen.
• Bei einem 3-poligen Schutzschalter/GFCI gehören zu den geeigneten Kabeltypen THHN/THWN-2 (Kupfer, Aluminium oder kupferkaschiertes Aluminium). Verwenden Sie THHN/THWN-2 für den Innenbereich (Leitung), THWN-2 oder

Warnung:

• Stellen Sie sicher, dass Sie die Stromversorgung unterbrechen, indem Sie den Leistungsschalter in der Hauptschalttafel ausschalten, bevor Sie elektrische Arbeiten durchführen.
• Wenn Sie sich nicht sicher sind, wenden Sie sich an einen zugelassenen Elektriker, um dies gemäß den örtlichen Vorschriften durchführen zu lassen.
• Der Autor haftet nicht für Verluste, Verletzungen oder Schäden, die durch die Anzeige oder Verwendung dieser Informationen entstehen oder wenn Sie eine Schaltung im falschen Format ausprobieren. Also bitte! Seien Sie vorsichtig, denn Elektrizität ist zu gefährlich.

Ressourcen:

Verkabelungsinstallationen für Standard-Schutzschalter und FI-Schutzschalter

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Dimensionierung von Leistungsschaltern, Drähten und Schalttafeln

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Allgemeine Steckdosen und GFCI/AFCI-Steckdosenverkabelung

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• Wie verkabelt man eine FI-Schutzschaltersteckdose?
• So verkabeln Sie einen FI-Schutzschalter und eine Steckdose
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• Wie verdrahtet man einen 3-Wege-Kombischalter und eine geerdete Steckdose?
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• So verkabeln Sie eine 15 A – 240 V-Steckdose – NEMA 6-15-Steckdose
• So verkabeln Sie eine 20A – 240V-Steckdose – NEMA 6-20-Steckdose
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Schalterverkabelung

• Wie verdrahtet man Single Pole, Single Throw (SPST) als 2-Wege-Schalter?
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Ermitteln der Anzahl der Leistungsschalter/Steckdosen in einem Stromkreis

• Wie bestimmt man die Anzahl der Leistungsschalter in einer Schalttafel?
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• Wie ermittelt man die Anzahl der Abzweigstromkreise? – 3 Wege
• Wie finde ich die Anzahl der Lichter an einem einzelnen Leistungsschalter?

Tutorials zur Verkabelung der Hauptschalttafeln

• Wie verkabelt man das 120-V-/240-V-Hauptpanel? Installation des Unterbrecherkastens
• Wie verkabelt man das 208V/120V-, 1-Phasen- und 3-Phasen-Hauptpanel?
• Wie verkabelt man ein 240-V-, 208-V- und 120-V-, 1- und 3-Phasen-High-Leg-Delta-Hauptpanel?
• Wie verkabelt man das 277 V/480 V, 1-phasige und 3-phasige Haupt-Service-Panel?
• Wie verdrahtet man ein Subpanel? Hauptkabelschuhinstallation für 120 V/240 V
• Einphasige Elektrokabelinstallation im Haus gemäß NEC und IEC
• Dreiphasen-Elektrokabelinstallation im Haus – NEC und IEC
• So verkabeln Sie einen einphasigen kWh-Zähler – 120 V/240 V
• Wie verkabelt man ein Dreiphasenmessgerät? 120/208/240/277/347/480/600V

Allgemeine Anleitungen zur Verkabelungsinstallation:

• Wie schalte ich den elektrischen Warmwasserbereiter zwischen 120 V und 240 V um?
• Wie verkabelt man einen 120-V-Warmwasserbereiter-Thermostat – nicht gleichzeitig?
• Wie verkabelt man einen 240-V-Warmwasserbereiter-Thermostat – nicht durchgehend?
• Wie verkabelt man einen dreiphasigen gleichzeitigen Warmwasserbereiter-Thermostat?
• So verdrahten Sie einen Doppeltimer für 120-V-/240-V-Stromkreise – EIN/AUS-Verzögerung
• Wie verdrahtet man den ST01-Timer mit Relais und Schütz für 120-V-/240-V-Motoren?
• Wie verdrahtet man einen Multifunktions-EIN/AUS-Verzögerungstimer für 120-V-/240-V-Motoren?
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