Verdrahtung von 1-poligen & 2-poligen Smart GFCI-Schutzschaltern in einem 120/240V Smart Load Center

Verdrahtung von 1-poligen & 2-poligen Smart GFCI-Schutzschaltern in einem 120/240V Smart Load Center

Smart GFCI-Stromkreis-Schutzschalter

Ähnlich wie ein Smart-Stromschutzschalter werden Smart GFCI-Schutzschalter und Dual-Function AFCI/GFCI-Schutzschalter sowohl in herkömmlichen als auch in Smart Load Centern für Heimautomationssysteme eingesetzt. Diese Schutzschalter können über eine Smartphone-App fernüberwacht und -gesteuert werden und senden Benachrichtigungen, sobald der Schutzschalter auslöst oder zurückgesetzt wird.

Ein GFCI (Fehlerstrom-Schutzschalter) überwacht den Stromausgleich zwischen dem unerdeten (Außenleiter) und dem geerdeten (Neutralleiter) Leiter. Erkennt er ein Stromungleichgewicht von nur 5 mA (Anzeichen für einen Ableitstrom zur Erde), unterbricht er den Stromkreis in weniger als einem Zehntel Sekunde. Diese schnelle Reaktion verhindert schwere elektrische Schläge und verringert das Risiko von elektrischen Bränden, indem die Stromversorgung sofort bei unbeabsichtigtem Stromfluss getrennt wird.

Smart GFCI-Schutzschalter sind von Herstellern wie Leviton und Eaton erhältlich. In dieser Verdrahtungsanleitung zeigen wir, wie sowohl 1-polige als auch 2-polige Smart GFCI-Schutzschalter in Standard- und Smart 120/240V Load Centern installiert und verdrahtet werden.

Wissenswert:

NEC 210.8(A) fordert GFCI-Schutz in Bereichen des Hauses, in denen Feuchtigkeit oder Erdungsrisiken bestehen, wie Küchen, Badezimmer, Waschräume, Werkstätten, Keller, Garagen und Außenbereiche wie Pools.

• Ein Smart GFCI-Schutzschalter unterscheidet sich von einer Smart GFCI-Steckdose und einem Smart-Schutzschalter. Während ein Smart-Schutzschalter und ein Smart GFCI-Schutzschalter gleich verdrahtet werden, bietet die Smart GFCI-Version zusätzliche Vorteile gegenüber einem herkömmlichen GFCI-Schutzschalter.
• Ein GFCI-Gerät schützt nicht vor Kurzschluss und Überlast. Es schützt nur vor Fehlerströmen.
• Smart GFCI-Schutzschalter sind in 1-poligen und 2-poligen Ausführungen mit Nennströmen von 15A bis 60A erhältlich.
• Status-LED-Anzeige am Smart GFCI zeigt Schutz, Stromversorgung & Konnektivität auch dann an, wenn der Schutzschalter ausgeschaltet ist.

Nennwerte & Merkmale von Smart GFCI-Schutzschaltern

• Bezeichnung: 2. Gen Smart GFCI-Zweigstromkreis-Schutzschalter mit Fernsteuerung
• Polzahl: 1-polig & 2-polig – 2 & 3 Leiter mit Schutzleiter
• Spannung: 120V, 120/208V & 120/240V – Einphasige Wechselstromversorgung – 60 Hz
• Strom: 15A bis 60A
• Kurzschlussstromfestigkeit: 10 kA
• Verdrahtung: Plug-On
• Steuerung: Manuell & Fern EIN/AUS & Zeitplanung
• LED-Anzeige: Statusanzeige auch bei ausgeschaltetem Schutzschalter
• Kompatibilität: My Leviton App (für Leviton Smart Panel, erfordert LWHEM-2 oder LData Hub)

Verdrahtung von 1P & 2P Smart GFCI-Schutzschaltern in einem Smart Panel

Das folgende Verdrahtungsdiagramm zeigt einen 1-poligen 15A/120V (LB115-GS) und 20A – 240V (LB220-GST) sowie 50A, 2-poligen 120/240V (LB250-GST) Smart GFCI-Schutzschalter in einem Leviton Smart 120V/240V Load Center (LP220-BPD).

Wie in der Abbildung dargestellt, weisen die Smart-Schutzschalter folgende Verdrahtungskonfiguration auf:

• 15A/120V – 1-polig, 2-Leiter, 1-phasig
• 20A/240V – 2-polig, 2-Leiter, 1-phasig
• 50A – 120/240V – 2-polig, 3-Leiter, 1-phasig

Zum Verdrahten eines Smart GFCI-Schutzschalters im Verteiler den passenden Schutzschalter auswählen und folgende Schritte ausführen:

Gesamte Spannung am Verteiler am Hauptschutzschalter oder der vorgelagerten Trennstelle ABschalten. Mit einem Prüfer bestätigen, dass keine Spannung anliegt. Nun die Abdeckung entfernen und den Plug-On-Schutzschalter in den Verteiler (Außenleiter- und Neutralleiterschlitze) einrasten.

Das folgende Verdrahtungsdiagramm zeigt die 1P & 2P Smart GFCI-Schutzschalter für 2-Leiter & 3-Leiter 120/240V Zweigstromkreise.

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Verdrahtung 1-poliger Smart GFCI-Schutzschalter – 120V – 2-Leiter

Wie im Verdrahtungsdiagramm gezeigt, wird ein 1-poliger 15A/120V Smart GFCI-Schutzschalter (erster Schutzschalter oben links auf der rechten Seite des Verteilers) mit #14 AWG-Leitern verdrahtet. Er schützt eine gewöhnliche 15A/125V Steckdose (NEMA 5-15 Steckdose).

Da es sich um ein Smart Panel und einen Smart-Schutzschalter handelt, muss der Neutralleiter, der die Steckdose versorgt, an den Neutralleiterklemme des Schutzschalters angeschlossen werden, nicht an die Neutralleiter-Sammelschiene im Hauptverteiler. Diese Konfiguration ermöglicht es dem GFCI-Schutzschalter, sowohl Außenleiter als auch Neutralleiter korrekt auf Fehlerströme zu überwachen.

Verdrahtung 2-poliger Smart GFCI-Schutzschalter – 240V – 2-Leiter

Ebenso wird ein 2-poliger 20A Smart GFCI-Schutzschalter (dritter Schutzschalter von oben auf der rechten Seite) mit #12 AWG-Leitern verdrahtet. Er schützt eine 20A/250V Steckdose (NEMA 6-20 Steckdose).

Da diese 240V-Steckdose keinen Neutralleiter benötigt, bleiben die Neutralleiterklemmen des Schutzschalters (Silberschrauben) ungenutzt.

Verdrahtung 2-poliger Smart GFCI-Schutzschalter – 240V – 3-Leiter

Zusätzlich wird ein 2-poliger 50A 120/240V Smart GFCI-Schutzschalter (dritter Schutzschalter von oben auf der linken Seite) verdrahtet, um eine EV-geeignete 50A 125/250V Steckdose (NEMA 14-50) zu schützen, insbesondere für EV-Ladestationen.

Da es sich um einen 120/240V Dreileiter-Stromkreis handelt (zwei Außenleiter und ein Neutralleiter), ist ein Neutralleiteranschluss erforderlich. Der Neutralleiter muss an die dafür vorgesehene Neutralleiterklemme des Schutzschalters (Markierung „N“) angeschlossen werden, nicht an die Neutralleiter-Sammelschiene des Verteilers.

Die Verdrahtung unterscheidet sich etwas von herkömmlichen GFCI-Schutzschaltern, die einen werksseitig installierten Pigtail an die Neutralleiter-Sammelschiene verwenden: Dieser Smart GFCI-Schutzschalter erfordert, dass der Zweigstromkreis-Neutralleiter direkt am Schutzschalter endet, um eine korrekte Fehlerstromerkennung zu gewährleisten.

Das folgende Verdrahtungsdiagramm illustriert 1P und 2P Smart GFCI-Schutzschalter für NEMA 15A – 120V, 20A – 250V und 50A – 120/240V Steckdosen und Steckvorrichtungen.

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Warnung: Der Last-Neutralleiter von 1-poligen 2-Leiter- und 2-poligen 3-Leiter-Zweigstromkreisen muss an die Last-Neutralleiterklemme des Schutzschalters (Markierung „N“) angeschlossen werden, nicht an die Neutralleiter-Sammelschiene im Hauptverteiler.

Abschließend die My Leviton App und den Getting Started Guide verwenden, um die Smart-Funktionen des GFCI-Schutzschalters hinzuzufügen und zu aktivieren.

Verdrahtung eines Smart GFCI-Schutzschalters in einem herkömmlichen Panel

Fehlt ein Smart Panel, kann ein Smart GFCI-Schutzschalter dennoch in einem herkömmlichen Load Center installiert werden. Beispielsweise bietet Eaton einen Plug-On Wi-Fi-Schutzschalter mit integriertem GFCI-Schutz (SBR260WGF – AbleEdge BR Smart-Schutzschalter). Dieser Schutzschalter ermöglicht Smart-Funktionalität ohne Panel-Upgrade.

Das Verdrahtungsdiagramm zeigt einen 2-poligen Smart-Schutzschalter mit GFCI-Schutz, der zum Schutz einer 60A, 125/250V Steckdose (NEMA 14-60) in einem Standard 120/240V Load Center installiert ist.

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Verdrahtungsmethode

Die Verdrahtungsmethode ähnelt der eines standardmäßigen 2-poligen GFCI-Schutzschalters:

1. Schutzschalter auf die Hauptsammelschienen des Verteilers aufsetzen.
2. Den werksseitig verbauten weißen Pigtail des Schutzschalters an die Neutralleiter-Sammerschiene im Hauptverteiler anschließen.
3. Die Lastleiter vom Schutzschalter zur Steckdose mit #6 AWG oder #4 AWG Leitern (je nach Strombelastbarkeit und Normkonformität) wie folgt verlegen:

• Außenleiter 1 – Schwarz
• Außenleiter 2 – Rot
• Neutralleiter – Weiß
• Schutzleiter – Blankkupfer oder Grün

Diese Konfiguration gewährleistet ordnungsgemäßen GFCI-Betrieb und ermöglicht gleichzeitig Smart-Überwachung und -Steuerung über die integrierte Wi-Fi-Fähigkeit des Schutzschalters.

Anschlusswerte:

Die unten aufgeführten Leiterquerschnitte, Abisolierlängen und Drehmomentwerte für Klemmen gelten für gängige Leviton-Geräte, die im Hauptverteiler installiert werden.

Fehlerbehebung über LED-Statusanzeige

Die folgende Tabelle zeigt die Fehlerbehebung und Diagnose von Smart GFCI-Schutzschaltern von Leviton mittels der integrierten LED-Statusanzeige.

Schutzschaltergriff	GF LED	ON/OFF LED	Gerätestatus
Grün	AUS	AUS	EIN
Grün	AUS	EIN – Dauer	Fern AUS
Rot	AUS	AUS	Kurzschluss / Überlast-Auslösung
Rot	EIN – Dauer	AUS	Fehlerstrom-Auslösung
Rot	EIN – Blinkend	AUS	0,1 Sek. Verzögerung – Schutzschalter austauschen
Rot	EIN – Blinkend	AUS	3 Sek. Verzögerung – Neutralleiter falsch verdrahtet
Weiß	AUS	AUS	Manuell AUS

Vorsichtsmaßnahmen:

• Vor jeglichen elektrischen Arbeiten immer die Spannungsversorgung durch Abschalten des Hauptschutzschalters trennen.
• Nie AFCI, GFCI, AFCI/GFCI oder GFPE Schutzschalter in Stromkreisen mit geteilten Neutralleitern installieren; es treten Fehl- oder unerwünschte Auslösungen auf.
• AFCI/GFCI-Zweigstromkreis-Schutzschalter nicht für lebenserhaltende Geräte in Krankenhäusern und Gesundheitseinrichtungen verwenden, da Fehlauslösungen die Stromversorgung der Geräte unterbrechen.
• GFCI und AFCI müssen mit Kupfer- / kupferummantelten Leitern installiert werden.
• Bei Unsicherheit bezüglich eines Schritts einen zugelassenen Elektriker konsultieren, um die Einhaltung geltender lokaler elektrischer Vorschriften und Regulierungen zu gewährleisten.
• Extreme Vorsicht beim Arbeiten mit Elektrizität. Unsachgemäße Handhabung kann zu schweren Verletzungen, Sachschäden oder Tod führen.
• Bei Unsicherheit bezüglich eines Schritts einen zugelassenen Elektriker konsultieren, um die Einhaltung geltender lokaler elektrischer Vorschriften und Regulierungen zu gewährleisten.
• Der Autor übernimmt keine Haftung für Verluste, Verletzungen oder Schäden, die durch die Verwendung oder Fehlinterpretation dieser Informationen oder durch unsachgemäße Installation eines Stromkreises entstehen.

Ressourcen:

Smart Devices Verdrahtungsserie

• Verdrahtung eines 120/240V Smart Load Center mit Smart-Schutzschaltern
• Verdrahtung eines Smart-Schutzschalters in einem Smart 120/240V Panel

Hauptverteiler-Verdrahtungs-Tutorials

• Verdrahtung eines 120/240V Hauptverteilers – Schutzschalterkasten-Installation
• Verdrahtung eines 120V/208V, 1-Phasen & 3-Phasen Hauptverteilers?
• Verdrahtung eines 120/208/240V High Leg Delta 1-Phasen & 3-Phasen Hauptverteilers?
• Verdrahtung eines 277/480V, 1-Phasen & 3-Phasen Hauptstromverteilers?
• Verdrahtung eines 347/600V, 1 und 3-Phasen Hauptstromverteilers?
• Verdrahtung eines Unterverteilers? Haupteinspeisung für 120V/240V
• Verdrahtung eines Spa-Panels für einen Whirlpool mit 2P GFCI & Schutzschalter
• Einphasige Elektrische Installationen im Haus – NEC & IEC
• Drehstrom-Elektrische Installationen im Haus – NEC & IEC
• Verdrahtung eines Einphasen-kWh-Zählers – 120V/240V
• Verdrahtung eines Drehstromzählers? 120/208/240/277/347/480/600V

Verdrahtung Smart / Standard GFCI & Schutzschalter

• Verdrahtung eines 1-poligen Schutzschalters
• Verdrahtung eines 2-poligen Schutzschalters
• Verdrahtung eines 3-poligen Schutzschalters
• Verdrahtung eines 1-poligen GFCI
• Verdrahtung eines 2-poligen GFCI
• Verdrahtung eines 3-phasigen, 3-poligen GFCI
• Verdrahtung eines Tandem-Schutzschalters
• Verdrahtung von GFCI-Stromkreis-Schutzschaltern
• Verdrahtung eines AFCI-Schutzschalters

Verdrahtung Smart / Allgemeine Steckdosen & GFCI/AFCI-Steckdosen

• Verdrahtung einer Steckdose? Steckdosen-Verdrahtungsdiagramme
• Verdrahtung einer GFCI-Steckdose?
• Verdrahtung einer 3-Wege-Kombinationsschalter und geerdeter Steckdose?
• Verdrahtung einer 15A – 125V Steckdose – NEMA 5-15 Steckdose
• Verdrahtung einer 20A – 125V Steckdose – NEMA 5-20 Steckdose
• Verdrahtung einer 15A – 250V Steckdose – NEMA 6-15 Steckdose
• Verdrahtung einer 20A – 250V Steckdose – NEMA 6-20 Steckdose
• Verdrahtung einer 50A – 125/250V Steckdose – NEMA 14-50 Steckdose

Schalter-Verdrahtung

• Verdrahtung von Single Pole, Single Throw (SPST) als 2-Wege-Schalter?
• Verdrahtung von Single Pole, Double Throw (SPDT) als 3-Wege-Schalter?
• Verdrahtung von Double Pole, Single Throw Schalter? Verdrahtung DPST
• Verdrahtung von Double Pole, Double Throw Schalter? Verdrahtung DPDT
• Verdrahtung eines Doppelschalters? 2-fach, 1-Wege-Schalter – IEC & NEC
• Verdrahtung eines 4-Wege-Schalters (NEC) oder Zwischen-Schalters als 3-Wege (IEC)?
• Verdrahtung von Auto- & Hand-Umschalt- & Überlastschaltern – (1 & 3 Phasen)

Dimensionierung von Schutzschaltern, Leitungen und Verteilern

• Dimensionierung eines Load Centers, Panelboards und Verteiler?
• Ermittlung der richtigen Kapazität eines Unterverteilers?
• Ermittlung der richtigen Leitergröße für 100A Einspeisung 120V/240V Verteiler?
• Dimensionierung eines Stromkreis-Schutzschalters?
• Ermittlung der richtigen Leiter- & Kabelgröße in metrischen & imperialen Systemen
• Dimensionierung eines Schutzschalters und Leitungen in AWG mit EGC für Last?
• Dimensionierung von Einspeiseleitungen und Zuleitungen?
• Dimensionierung von Zuleitungen mit Überstromschutz
• Dimensionierung von Zweigstromkreisleitungen mit Schutz?
• Dimensionierung des Schutzleiters (EGC)?
• Dimensionierung des Erdungselektrodenleiters (GEC)?
• Dimensionierung des Haupt-Verbindungsleiters (MBJ)?
• Dimensionierung von Motoren FLC, HP, Spannung, Schutzschaltergröße und Leitergröße
• Welche Leitergröße ist richtig für 100A Schutzschalter und Last?
• Welche Leitergröße ist richtig für 15A Schutzschalter und Steckdose?
• Welche Leitergröße ist geeignet für 20A Schutzschalter und Steckdose?

Ermittlung der Anzahl von Schutzschaltern/Steckdosen in einem Stromkreis

• Ermittlung der Anzahl der Stromkreis-Schutzschalter in einem Verteiler?
• Ermittlung der Anzahl der Steckdosen an einem einzelnen Stromkreis-Schutzschalter?
• Ermittlung der Spannungs- & Stromstärkewerte von Schalter, Stecker, Steckdose & Steckvorrichtung
• Berechnung der Anzahl der Leuchtstofflampen in einem Endstromkreis?
• Berechnung der Anzahl der Glühlampen in einem Endstromkreis?
• Ermittlung der Anzahl der Beleuchtungs-Zweigstromkreise?
• Ermittlung der Anzahl der Zweigstromkreise? – 3 Wege
• Ermittlung der Anzahl der Leuchten an einem einzelnen Stromkreis-Schutzschalter?

Allgemeine Verdrahtungs-Installations-Tutorials:

• Umschaltung eines Elektro-Warmwasserspeichers zwischen 120V und 240V?
• Verdrahtung eines 120V Warmwasser-Thermostats – Nicht-simultan?
• Verdrahtung eines 240V Warmwasser-Thermostats – Nicht-dauernd?
• Verdrahtung eines 3-Phasen Simultaneous Warmwasser-Thermostats?
• Verdrahtung eines Twin-Timers für 120V/240V Stromkreise – EIN/AUS Verzögerung
• Verdrahtung eines ST01 Timers mit Relais & Schütz für 120V/240V Motoren?
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