Schritt-für-Schritt-Anleitung:Installation eines einpoligen FI-Schutzschalters in einem 120/240-V-Schaltschrank

So installieren Sie einen 1-P, 15A – 120V FI-Schutzschalter für Abzweigstromkreise

1-poliger FI-Schutzschalter

Ein einpoliger FI-Schutzschalter (FI-Schutzschalter) ist ein Schutzgerät, das sowohl Überstromschutz als auch Erdschlussschutz für 120-V-Abzweigstromkreise bietet. Im Gegensatz zu einem standardmäßigen einpoligen Leistungsschalter überwacht ein FI-Schutzschalter kontinuierlich das Stromgleichgewicht zwischen dem stromführenden (ungeerdeten) Leiter und dem neutralen (geerdeten) Leiter. Wenn ein Ungleichgewicht von mehr als 4–6 mA erkannt wird, weist dies auf einen Stromleckstrom zur Erde hin. Daher löst der FI-Schutzschalter sofort aus, um das Risiko eines Stromschlags und einer Brandgefahr zu verringern.

1-polige FI-Schutzschalter werden üblicherweise in 120/240-V-Split-Phase-Schalttafeln installiert, um Stromkreise zu schützen, die Steckdosen oder Geräte an nassen, feuchten oder gefährlichen Orten wie Badezimmern, Küchen, Garagen, im Freien, Kellern, Wäschebereichen und ähnlichen Orten versorgen, die im National Electrical Code (NEC) vorgeschrieben sind.

Ein FI-Schutzschalter unterscheidet sich von einem Standard-Schutzschalter. Es schützt einen 120-V-Heißleiter (der entweder von Hot 1 oder Hot 2 versorgt wird) und bietet Schutz vor Erdschlüssen und Überstrom.

Ein 1-P-FI-Schutzschalter erfordert eine neutrale Verbindung zum Leistungsschalter. Aus diesem Grund verfügt er über einen integrierten weißen Pigtail-Neutralleiter, der an die neutrale Sammelschiene im Hauptschaltschrank angeschlossen wird. Ebenso ist der lastseitige Neutralleiter mit dem FI-Schutzschalter verbunden, nicht mit der Neutralleiter-Sammelschiene im Hauptschaltschrank. Auf diese Weise schützt ein FI-Schutzschalter den gesamten Abzweigstromkreis und nicht nur einzelne Steckdosen. Kurz gesagt, ein FI-Schutzschalter bietet sowohl Überstromschutz (wie ein gewöhnlicher Schutzschalter) als auch Erdschlussschutz gegen die Gefahr eines Stromschlags.

Eigenschaften:

• Anzahl der Pole: 1-polig – verbindet sich mit einer Leitung (entweder L1 oder L2), d. h. einem heißen Leiter (schwarz oder rot).
• Spannung: Funktioniert und schützt 120-V-Abzweigstromkreise. (Leiter-Neutralleiter).
• Stromstärke: Allgemein erhältlich in 15A, 20A, 25A und 30A.
• Verkabelung: Die heißen und neutralen Leiter des FI-Schutzschalters werden zusammen mit dem Erdungskabel von der Erdungssammelschiene an die 120-V-Abzweigstromlast angeschlossen. Der integrierte weiße Anschluss am FI-Schutzschalter wird immer mit der neutralen Sammelschiene verbunden.
• Vorgang: Löst aus, wenn ein Leckstrom zwischen Leitung und Neutralleiter erkannt wird oder eine Überlastung, ein Kurzschluss oder ein Fehler am einzelnen stromführenden (oder Phasen-)Kabel vorliegt.
• Anwendung: Gemäß NEC-Anforderung – wird hauptsächlich für Standardbeleuchtung, Steckdosen, Steckdosen und Kleingeräte im Freien und an feuchten Standorten verwendet.

NEC-Anforderungen für den FI-Schutzschalter:

NEC 210.8(A) erfordert FI-Schutz für einphasige 125/250-V-Steckdosen mit 15 und 20 Ampere an bestimmten Standorten, darunter Badezimmer, Garagen, Außenbereiche, Keller, Küchen, Wäschebereiche, Spas, Whirlpools und ähnliche Räume.

Gemäß 210.8(A) müssen für Wohn- und Nichtwohneinheiten alle 120/240-V-Steckdosen und Steckdosen, die an den in 210.8(A)(1) bis (A)(11) angegebenen Orten installiert sind und über einphasige Abzweigstromkreise mit einer Nennspannung von 150 V oder weniger zur Erde versorgt werden, über einen FI-Schutz verfügen.

Für verschiedene Anwendungen ist ein FI-Schutzschalter gemäß den folgenden NEC-Artikeln erforderlich: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 einpoligen FI-Schutzschalters in einem 120/240-V-Schaltschrank

Um einen neuen 1-P-FI-Schutzschalter in einem 120/240-V-Hauptschaltschrank auszutauschen oder zu installieren, befolgen Sie die folgende Schritt-für-Schritt-Verkabelungsanleitung.

1. Strom ausschalten:Schalten Sie den Hauptschalter aus, der das Panel versorgt. Bestätigen Sie mit einem Spannungsprüfer, dass die Sammelschienen stromlos sind (mit Ausnahme der Serviceklemmen vor dem Hauptschalter).

1. Lassen Sie den neuen FI-Schutzschalter fest auf der Sammelschiene des Schaltschranks einrasten (entweder auf L1 oder L2). Wenn Sie ihn durch einen Standard-Schutzschalter ersetzen, verwenden Sie genau den Steckplatz, der für den vorherigen Schutzschalter verwendet wurde.

1. Identifizieren Sie die folgenden Abzweigleiter:

• • Heißer Leiter (Schwarz oder Rot)
  • Neutralleiter (Weiß)
  • Geräteerdungsleiter (EGC) – Grüner/blanker Leiter als Erdungskabel 
  • Werkseitig angebrachter Pigtail des FI-Schutzschalters (zum Anschluss an die neutrale Sammelschiene)

1. Verbinden Sie lastseitige Leiter wie folgt:

• • Stecken Sie den heißen Draht des Abzweigstromkreises (schwarz) in die LOAD-Klemme des Leistungsschalters ein.
  • Stecken Sie den Neutralleiter des Abzweigstromkreises (weiß) in den Neutralleiteranschluss des FI-Schutzschalters.
  • Schließen Sie den weißen Anschluss des Leistungsschalters an die neutrale Sammelschiene im Schaltschrank an
  • Schließen Sie den blanken oder grünen Erdungsleiter an die Erdungssammelschiene an.

1. Stellen Sie die Stromversorgung wieder her und testen/setzen Sie den Leistungsschalter wie folgt zurück:
   • Ersetzen Sie die Schalttafelabdeckung und schalten Sie den Hauptschalter sowie den neu installierten FI-Schutzschalter ein.
   • Drücken Sie die Taste TEST Drücken Sie die Taste am Leistungsschalter, um den ordnungsgemäßen Betrieb zu überprüfen. Zurücksetzen der Leistungsschalter nach dem Test.

1. Stellen Sie die Stromversorgung wieder her und testen/setzen Sie den Leistungsschalter wie folgt zurück:
   • Ersetzen Sie die Schalttafelabdeckung und schalten Sie den Hauptschalter sowie den neu installierten FI-Schutzschalter ein.
   • Drücken Sie die Taste TEST Drücken Sie die Taste am Leistungsschalter, um den ordnungsgemäßen Betrieb zu überprüfen. Zurücksetzen der Leistungsschalter nach dem Test.

Gut zu wissen:

• Zum Abschluss entfernen Sie etwa ½ Zoll (≈12,7 mm) der Isolierung von jedem Leiter.
• Das erforderliche Anzugsdrehmoment für den Leiteranschluss beträgt 40,7 lbf·in (4,6 N·m) für Leiter mit Querschnittsflächen im Bereich von 0,006 bis 0,03 in2 (4 bis 20 mm2) oder wie in den Markierungen des Herstellers der Schalttafel oder des Leistungsschalters angegeben.
• Der Anschluss des integrierten weißen Anschlusskabels an die neutrale Sammelschiene im Hauptschaltfeld ist für den ordnungsgemäßen FI-Schutzschalterbetrieb zwingend erforderlich.
• Stellen Sie sicher, dass der Neutralleiter-Bus je nach Panel-Typ korrekt verbunden (im Hauptpanel/Service-Trennschalter) oder isoliert (im Unterpanel) ist.
• Ein gemeinsamer Neutralleiter ist in einpoligen Stromkreisen mit FI-Schutzschalter nicht zulässig. Mit anderen Worten:Jeder FI-Schutzschalter muss über einen eigenen Neutralleiter verfügen.
• Schließen Sie einen FI-Schutzschalter nicht an einen Lastleiter an, dessen Gesamtlänge in eine Richtung mehr als 250 Fuß (76 m) beträgt.

Im Beispielschaltplan ist ein 15 A/120 V, 1-poliger FI-Schutzschalter zum Schutz einer 15 A – 125 V-Steckdose (NEMA 5-15) verdrahtet. Gemäß NEC-Tabelle 310.16 ist die geeignete Größe für einen 15-A-Stromkreis und die zugehörige NEMA 5-15R-Steckdose Nr. 14 AWG. Für den Geräteerdungsleiter (EGC) gemäß NEC-Tabelle 250.122 sollte die gleiche Drahtgröße, d. h. #14AWG, verwendet werden.

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Verkabelung eines einpoligen FI-Schutzschalters

Ebenso zeigt das folgende Verdrahtungsdiagramm einen 1-poligen 20A/120V-FI-Schutzschalter, der mit einer 20A-125V-Steckdose (NEMA 5-20) verkabelt ist.

Verkabelung 20A-120V FI-Schutzschalter

Erwarten Sie die 15/20-A-Steckdosen und -Steckdosen, einen einpoligen FI-Schutzschalter, der für verschiedene Nennwerte verdrahtet werden kann, und NEMA-Steckdosen, die in 120-V-Versorgungssystemen verwendet werden, wie z. B..

• Verkabelung eines 1-poligen FI-Schutzschalters für eine 15-A-Steckdose
• Verkabelung eines 1-poligen FI-Schutzschalters für 15-A-, 20-A- und 30-A-FI-Schutzschalter
• Verkabelung eines 1-poligen FI-Schutzschalters für eine 20-A-Steckdose
• Verdrahtung eines 1-poligen FI-Schutzschalters für eine 30-A-Steckdose
• Verkabelung eines 1-poligen FI-Schutzschalters für eine 30-A-TT-30-Steckdose (zur Verwendung mit Reiseanhängern und Wohnmobilen)

Anweisungen, Vorsichtsmaßnahmen und Codes

• Gemäß NEC-Tabelle – 310.16, Tabelle – 210.24(1) und NEC 240.4(D)(4) beträgt die geeignete Drahtgröße 14 AWG Kupfer (oder #12 AWG Aluminium) zur Verwendung mit einer 15-A-Steckdose und geschützt durch einen 15/120-V-FI-Schutzschalter.
• Verwenden Sie gemäß NEC-Tabelle 250.122 dasselbe Kupfer Nr. 14 AWG für die Erdungsdrahtgröße (EGC).
• Die richtige Größe des Schutzschalters ist ein 1-poliger 15-A-Leistungsschalter oder FI-Schutzschalter für eine 15-A-125-V-Steckdose – NEC 210.21(B)(2).
• Für einen 1-poligen 15-A-GFCI-Stromkreis können Sie NM-B (Romex) für Innen- und Trockenstandorte, UF-B für Außen- oder Untergrundverlegungen und THHN/THWN-Leiter bei Installation in Leitungen verwenden.
• Ein einpoliger 15-A-FI-Schutzschalter kann für eine Dauerlast von 12 A (die 3 oder mehr Stunden anhält) und eine maximale Dauerlast von 15 A – 210,19 (A), 210,20 (A), 215,2 (A), 215,3 und 230,42 (A) – verwendet werden.
• Ein 1-poliger 15-Ampere-Schutzschalter/FI-Schutzschalter bei 120 Volt kann eine nicht kontinuierliche Last von 1.800 Watt (15 A × 120 V) bewältigen. Begrenzen Sie die Belastung für den Dauergebrauch auf etwa 1.440 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

• So verdrahten Sie einen 1-poligen FI-Schutzschalter … Sie sind hier
• So verdrahten Sie einen 2-poligen FI-Schutzschalter
• So verdrahten Sie einen dreiphasigen, dreipoligen FI-Schutzschalter
• So verdrahten Sie einen 1-poligen Schutzschalter
• So verdrahten Sie einen 2-poligen Schutzschalter
• So verdrahten Sie einen 3-poligen Schutzschalter
• So verdrahten Sie einen Tandem-Leistungsschalter
• So verdrahten Sie 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?
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• So verkabeln Sie einen AFCI-Kombischalter
• Wie verkabelt man eine AFCI-Steckdose? 
• Wie verdrahtet man einen 3-Wege-Kombischalter und eine geerdete Steckdose?
• Wie verkabelt man einen Kombischalter und eine Steckdose? – Verdrahtungspläne für Schalter-/Steckdosenkombinationen
• So verkabeln Sie eine 15-A-120-V-Steckdose mit einer NEMA 5-15-Buchse
• So verkabeln Sie eine 20-A-120-V-Steckdose mit einer NEMA 5-20-Steckdose
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• So verkabeln Sie eine 20A – 240V-Steckdose – NEMA 6-20-Steckdose
• So verkabeln Sie eine 50 A – 125/250 V-Steckdose – NEMA 14-50-Steckdose

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 bestimmt man die Anzahl der Beleuchtungszweigstromkreise?
• 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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