Installation eines zweipoligen FI-Schutzschalters in einem 120/240-V-Schaltschrank:Eine vollständige, sichere Verkabelungsanleitung

So installieren Sie einen 2-P, 20A – 240V FI-Schutzschalter für Abzweigstromkreise

2-poliger FI-Schutzschalter

Ein zweipoliger FI-Schutzschalter (FI-Schutzschalter) wird verwendet, um sowohl Überstromschutz als auch Erdschlussschutz für 240-V-Lasten oder 120/240-V-Mehrleiter-Abzweigstromkreise (MWBCs) bereitzustellen. Zu den typischen Anwendungen gehören elektrische Warmwasserbereiter, Whirlpools, Spas, HVAC-Geräte, Poolpumpen und bestimmte Steckdosenkreise an Nass- oder Außenstandorten gemäß den NEC-Anforderungen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen zweipoligen Schutzschaltern überwacht ein zweipoliger FI-Schutzschalter kontinuierlich das Stromgleichgewicht zwischen ungeerdeten (heißen) Leitern und dem Neutralleiter. Wenn ein Ungleichgewicht von mehr als 5 mA erkannt wird, deutet dies auf einen Leckstrom zur Erde hin. Daher löst der GFI-Schutzschalter sofort aus, um das Risiko eines Stromschlags zu verringern.

Ein FI-Schutzschalter unterscheidet sich von einem Standard-Schutzschalter. Es schützt 240-V-Stromkreise (zwei 120-V-Heißleiter, die sowohl von Hot 1 als auch von Hot 2 gespeist werden) und bietet Schutz sowohl vor Überstrom als auch vor Erdschlüssen.

Ein 2-P-FI-Schutzschalter erfordert eine neutrale Verbindung zum Leistungsschalter. Deshalb verfügt er über einen integrierten weißen Anschlussdraht, der an die neutrale Sammelschiene im Hauptschaltschrank angeschlossen wird. Bei 120/240-V-Stromkreisen (z. B. NEMA 14-Serie, z. B. NEMA 14-50) ist der lastseitige Neutralleiter mit dem FI-Schutzschalter verbunden, nicht mit der Neutralleiter-Sammelschiene im Hauptschaltschrank. Wenn in einem 240-V-Stromkreis (z. B. einer NEMA 6-20-Steckdose) kein lastseitiger Neutralleiter erforderlich ist, wird nur der weiße Pigtail mit der Neutralleiter-Sammelschiene verbunden. Auf diese Weise schützt ein FI-Schutzschalter den gesamten Abzweigstromkreis und nicht nur einzelne Steckdosen. Kurz gesagt, ein FI-Schutzschalter bietet sowohl Überstrom- als auch Erdschlussschutz.

Ein 2-poliger FI-Schutzschalter erfordert einen Neutralleiteranschluss, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Aus diesem Grund ist es mit einem integrierten weißen Pigtail-Leiter ausgestattet, der an die neutrale Sammelschiene im Hauptschaltfeld angeschlossen werden muss.

In 120/240-V-Stromkreisen (z. B. solchen, die Steckdosen der NEMA 14-Serie versorgen (z. B. NEMA 14-50)) muss der neutrale Leiter der Lastseite an der neutralen Klemme des FI-Schutzschalters und nicht an der neutralen Sammelschiene des Schaltschranks angeschlossen werden. Dadurch kann der FI-Schutzschalter das Stromgleichgewicht zwischen den ungeerdeten (heißen) Leitern und dem neutralen Leiter überwachen.

Bei 240-V-Stromkreisen, die keinen Neutralleiter erfordern (z. B. solche, die eine NEMA 6-20-Steckdose versorgen), ist die einzige Neutralleiterverbindung der weiße Pigtail vom FI-Schutzschalter zur Neutralleiter-Sammelschiene. In diesem Fall wird kein lastseitiger Neutralleiter verwendet.

Bei dieser Verdrahtungsmethode bietet der FI-Schutzschalter einen Erdschlussschutz für den gesamten Abzweigstromkreis und nicht nur für einzelne Steckdosen. Kurz gesagt, ein FI-Schutzschalter bietet sowohl Überstromschutz (als Leistungsschalter) als auch Erdschlussschutz für das Personal.

Eigenschaften:

• Anzahl der Pole: 2-polig – verbindet zwei Leitungen (L1 und L2), d. h. beide heißen Leiter (schwarz und rot). Beide Leitungen sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.
• Spannung: Funktioniert und schützt 240-V-Abzweigstromkreise. (Zeile-zu-Zeile).
• Stromstärke: Allgemein erhältlich in 15A, 20A, 25A und 30A.
• Verkabelung: Zwei stromführende Leiter vom Leistungsschalter, ein Erdungskabel (ggf. ein Neutralleiter) von der Erdungs-/Neutralleiterschiene werden an den Abzweigstromkreis in einer 240-V-Versorgung angeschlossen. Der integrierte weiße Anschluss am FI-Schutzschalter wird immer mit der neutralen Sammelschiene im Hauptschaltschrank verbunden.
• Vorgang: Löst aus, wenn an einem oder beiden spannungsführenden Leitern eine Überlastung, ein Kurzschluss oder ein Erdschluss vorliegt.
• Anwendung: Wird gemäß den NEC-Anforderungen für Standardbeleuchtung, Steckdosen, Steckdosen und Geräte mit kleiner bis mittlerer Belastung im Freien oder in Nassbereichen verwendet.

NEC-Anforderungen für FI-Schutzschalter

NEC 210.8(A) erfordert einen Fehlerstromschutzschalter (GFCI) für einphasige 125-Volt- bis 250-Volt-Steckdosen mit 15 und 20 Ampere, die an bestimmten Standorten installiert sind. Zu diesen Standorten gehören unter anderem Badezimmer, Garagen, Außenbereiche, Keller, Küchen, Wäschebereiche und ähnliche im Kodex festgelegte Räume.

Gemäß NEC 210.8(A) müssen sowohl Wohn- als auch Nichtwohneinheiten einen FI-Schutz für alle 120/240-Volt-Steckdosen und Steckdosen bieten, die an den in 210.8(A)(1) bis 210.8(A)(11) aufgeführten Standorten installiert sind. Diese Anforderung gilt für einphasige Abzweigstromkreise mit einer Nennspannung von 150 Volt oder weniger gegen Erde.

Darüber hinaus ist für verschiedene Nutzungen und Geräte ein FI-Schutz erforderlich, wie im gesamten NEC festgelegt. Zu den relevanten Abschnitten des Kodex 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.

Verdrahtung eines zweipoligen FI-Schutzschalters in einem 120/240-V-Schaltschrank

Befolgen Sie die folgenden einfachen Schritte, um einen 2-P-FI-Schutzschalter in einer 120/240-V-Einphasenschalttafel zu installieren oder auszutauschen.

Schritt 1:Schalten Sie das Panel stromlos: Schalten Sie den Haupttrennschalter oder Hauptschalter aus und überprüfen Sie die Spannungsfreiheit mit einem berührungslosen Tester.

Warnung: Berühren Sie niemals die Leiter des Hausanschlusses oder die Anschlüsse des Hauptschalters, da diese auch dann unter Spannung stehen, wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist.

Schritt 2:Installieren Sie den Leistungsschalter: FI-Schutzschalter sind herstellerspezifisch, z. B. Square D – Q/Homeline oder BR/CH usw. Stellen Sie sicher, dass der Schutzschalter für das Schalttafelmodell aufgeführt und zugelassen ist. Wenn Sie sicher sind, rasten Sie den Leistungsschalter auf beide Sammelschienen ein, sodass er L1 und L2 einrastet.

Schritt 3:Schließen Sie die Drähte wie folgt an:

• Hot 1 (L1) als schwarzes Kabel zum Leistungsschalteranschluss 1
• Heiß (L2) als rotes Kabel zum Leistungsschalteranschluss 2
• Laden Sie den Neutralleiter als weißen Draht an den Neutralleiteranschluss des FI-Schutzschalters (sofern vorhanden)
• Weißer Spiralanschluss des Leistungsschalters zur neutralen Sammelschiene im Schaltschrank
• Geräteerdung (EGC) als grüner oder blanker Kupferleiter zur Erdungsschiene im Schaltschrank

Schritt 4:Testen und Zurücksetzen: Bringen Sie die Bedienfeldabdeckung wieder an und stellen Sie die Stromversorgung wieder her. Zum Testen und Inspizieren;

• Drücken Sie die Taste TEST Taste am FI-Schutzschalter. Der Leistungsschalter muss sofort auslösen.
• Setzen Sie den Leistungsschalter zurück und überprüfen Sie den ordnungsgemäßen Betrieb der Last.

Ein 2-poliger FI-Schutzschalter kann in einem einphasigen 120/240-V-Wechselstrom-3-Leiter-System, im 120/240-V-Wechselstrom-Teil eines 240/120-V-3-Phasen-4-Leiter-Systems (High Leg) oder in einem 208Y/120 V-3-Phasen-4-Leiter-System installiert werden.

Für einen 2-poligen FI-Schutzschalter ist in 240-V-Stromkreisen kein Lastneutralleiter erforderlich. Allerdings muss der Neutralleiter der weißen Leitung (Pigtail) mit dem Neutralleiter des Panels verbunden sein, damit das Gerät ordnungsgemäß funktioniert.

Bei 120/240-V-Stromkreisen, bei denen ein Neutralleiter erforderlich ist, sollte der Last-Neutralleiter über den Neutralleiteranschluss des FI-Schutzschalters und nicht über die Neutralleiter-Sammelschiene angeschlossen werden.

Verkabelung 240 V, 2-poliger FI-Schutzschalter ohne Neutralleiter

Im angegebenen Schaltplan ist ein zweipoliger FI-Schutzschalter mit 15 A und 240 V installiert, um eine Steckdose mit 15 A und 250 V (NEMA 6-15R) zu schützen. Gemäß NEC-Tabelle 310.16 ist die geeignete Leitergröße für einen 15-A-Abzweigstromkreis, der eine NEMA 6-15R-Steckdose versorgt, Kupfer Nr. 14 AWG. Der Geräteerdungsleiter (EGC) muss ebenfalls einen AWG-Wert von Nr. 14 haben, wie in NEC-Tabelle 250.122 angegeben.

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Verkabelung 2-P, 15A-240V FI-Schutzschalter

Verkabelung 120/240 V, 2-poliger FI-Schutzschalter mit Neutralleiter

Im angegebenen Schaltplan ist ein zweipoliger FI-Schutzschalter mit 50 A, 120/240 V zum Schutz einer Steckdose mit 50 A, 120/250 V (NEMA 14-50R) verdrahtet. Da die Stromkreise einen Neutralleiter benötigen, wird der lastseitige Neutralleiter über den Neutralleiteranschluss des FI-Schutzschalters und nicht über die Neutralleiterschiene im Hauptschaltschrank angeschlossen.

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Ebenso zeigt der folgende Schaltplan, wie ein 40-A-, 2-poliger FI-Schutzschalter in einem 120/240-V-Spa-Panel für einen Whirlpool installiert wird. Wie bereits erwähnt, ist der lastseitige weiße Neutralleiter vom FI-Schutzschalter für die meisten dedizierten 240-V- und 208-V-Stromkreise nicht erforderlich. Falls gemäß den Stromkreisanforderungen erforderlich, wird der lastseitige Neutralleiter über die FI-Schutzschalter-Neutralklemme angeschlossen. In der Zwischenzeit muss der eingebaute weiße Pigtail mit der neutralen Sammelschiene im Hauptschaltschrank verbunden werden.

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Darüber hinaus veranschaulicht der folgende Schaltplan die Installation eines Spa-Schaltkastens mit einem zweipoligen FI-Schutzschalter mit 50 A, 120/240 V. Die Stromversorgung des Spa-Panels erfolgt über einen zweipoligen Standard-Leistungsschalter mit 50 A, der im 120/240-V-Hauptpanel installiert ist.

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Mit Ausnahme des gezeigten 20-A-Beispiels kann ein 2-poliger FI-Schutzschalter für andere Stromkreiswerte installiert werden und verschiedene NEMA-Steckdosen versorgen, die in einphasigen 240-V- oder 120/240-V-Systemen verwendet werden, wie folgt:

• Verkabelung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 15-A-250-V-Steckdose
• Verkabelung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 20-A-250-V-Steckdose
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 20 A – 125/250 V-Steckdose
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 30-A-250-V-Steckdose
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 30 A – 125/250 V-Steckdose
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 50-A-250-V-Steckdose
• Verkabelung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für 50 A und 40 A – 120/240 V Spa und Whirlpool
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 50-A-125/250-V-Steckdose
• Verdrahtung eines 2-poligen FI-Schutzschalters für eine 60-A-125/250-V-Steckdose

Gut zu wissen:

• Die Spannung zwischen L1 und L2, d. h. zwei Hots, z. B. Hot 1 und Hot 2 =240 V Phase zu Phase.
• Bei einer 240-V-Last ohne Neutralleiter bleibt der Neutralleiteranschluss (sofern vorhanden) des Leistungsschalters unbenutzt (z. B. NEMA 6-15. 6-20-Steckdosen).
• Bei einer 120/240-V-Last mit Neutralleiter wird der Neutralleiteranschluss des Leistungsschalters mit dem Neutralleiter der Last (nicht mit der Neutralleiterschiene im Hauptschaltschrank) verbunden, z. B. NEMA 14-30. 14-50 Behälter.

Anweisungen, Vorsichtsmaßnahmen und Codes

• Gemäß NEC-Tabelle – 310.16, Tabelle – 210.24(1) und NEC 240.4(D)(4) beträgt die geeignete Drahtgröße 12 AWG Kupfer (oder #10 AWG Aluminium) zur Verwendung mit einer 20-A-Steckdose und geschützt durch einen 20/120-V-FI-Schutzschalter.
• Verwenden Sie gemäß NEC-Tabelle 250.122 dasselbe Kupfer Nr. 12 AWG für den Erdungsdraht (EGC).
• Die richtige Größe des Schutzschalters ist ein 2-poliger 20-A-Schutzschalter oder FI-Schutzschalter für eine 20-A-125-V-Steckdose – NEC 210.21(B)(2).
• Für einen 2-poligen 20-A-GFCI-Stromkreis können Sie NM-B (Romex) für Innen- und Trockenstandorte, UF-B für Außen- oder Erdverlegungen und THHN/THWN-Leiter bei Installation in Leitungen verwenden.
• Ein zweipoliger 20-A-FI-Schutzschalter kann für eine Dauerlast von 16 A (die 3 oder mehr Stunden anhält) und eine maximale Dauerlast von 20 A – 210,19 (A), 210,20 (A), 215,2 (A), 215,3 und 230,42 (A) – verwendet werden.
• Ein 2-poliger 20-Ampere-Schutzschalter/FI-Schutzschalter bei 240 Volt kann eine nicht kontinuierliche Last von 4.800 Watt (20 A × 240 V) bewältigen. Begrenzen Sie die Belastung für den Dauergebrauch auf etwa 3.840 Watt (80 % von 1.800 W).
• Verwenden Sie keine 20-A-Steckdose an einem 15-A-Schutzschalter. Wenn mehr als eine Steckdose an denselben Stromkreis angeschlossen ist, können Sie möglicherweise eine 15-A-Steckdose an einem 20-A-Schutzschalter verwenden. Mit anderen Worten:Es ist vorgeschrieben, eine 15-A-Steckdose an einem 20-A-Schutzschalter zu verwenden (NEC 210.21(B)(2)), es ist jedoch nicht erlaubt, eine 20-A-Steckdose an einem 15-A-Leistungsschalter zu verwenden.

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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Schalterverkabelung

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Ermitteln der Anzahl der Leistungsschalter/Steckdosen in einem Stromkreis

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Tutorials zur Verkabelung der Hauptschalttafeln

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• Wie verkabelt man das 208V/120V-, 1-Phasen- und 3-Phasen-Hauptpanel?
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• 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
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• Wie verdrahtet man einen Multifunktions-EIN/AUS-Verzögerungstimer für 120-V-/240-V-Motoren?
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