Praxisfrage

In der VDE 0100-722 ist ein Typ A/F RCD nur erlaubt, wenn in der Wallbox eine Fehlergleichstrom-Überwachungseinrichtung (RDC-DD) verbaut ist, die der DIN IEC 62955 (VDE 0666-20) entspricht. Nach Rücksprache mit einem renommierten Wallbox-Hersteller wurde mir klar, dass nicht jede Wallbox, in der eine RDC-DD eingesetzt wird, auch der Norm DIN IEC 62955 entspricht und daher trotz vorhandener RDC-DD eine Typ-B-RCD zum Schutz installiert werden muss. Daher habe ich die Zertifikate einiger Wallbox-Hersteller auf dem deutschen Markt überprüft. Keiner der von mir geprüften Hersteller listet die DIN IEC 62955 in seinem Produktzertifikat auf. Alle haben aber die RDC-DD verwendet. Wie kann ich feststellen, ob die verwendete RDC-DD der DIN IEC 62955 entspricht und eine RCD vom Typ A/F ausreicht?

Expertenantwort

Stromversorgung von Elektrofahrzeugen gemäß DIN VDE 0100-722

Bild 1: RDC-PD (Residual Direct Current Protective Device); Quelle: Doepke

Zum Schutz gegen elektrischen Schlag ist im Abschnitt 722.411.3.3 vorgesehen, dass zur Realisierung der Schutzmaßnahme »Automatische Abschaltung der Stromversorgung« jeder AC-Anschlusspunkt einer Ladeeinrichtung zum Anschluss eines Elektrofahrzeugs mit einer eigenen Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) mit einem Bemessungsfehlerstrom ≤ 30 mA geschützt sein muss. Nach Abschnitt 722.530.4.101 kann diese RCD in der Hauptverteilung als Bestandteil der ortsfesten Installation vorhanden sein oder sie ist in einer Ladeeinrichtung (z. B. Wallbox) integriert. Es ist zu beachten, dass auch bei einer in einer Ladeeinrichtung integrierten RCD eine weitere RCD in der festen Installation, also am Anfang des zu schützenden Stromkreises, erforderlich sein kann. Beispielsweise in einem TT-Stromversorgungssystem, wenn die Abschaltbedingungen zum Fehlerschutz im Abschnitt 411.3.2 der DIN VDE 0100-410 (Schutz gegen elektrischen Schlag) mit Überstrom-Schutzeinrichtungen nicht eingehalten werden können.

Im Abschnitt 722.531.3.101 ist nun konkretisiert, welche RCDs verwendet werden dürfen. Grundsätzlich sind RCDs vom Typ A zu verwenden. RCDs vom Typ AC sind nach Abschnitt 531.3.3 in der DIN VDE 0100-530 (Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Schalt- und Steuergeräte) in Deutschland nicht zugelassen. Zudem müssen Vorkehrungen gegen Gleichfehlerströme vorgesehen sein. Dazu kann eine RCD vom Typ B verwendet werden oder eine RCD vom Typ A bzw. F in Verbindung mit einer Fehlergleichstrom-Überwachungseinrichtung (RDC-DD), welche mit der Produktnorm IEC 62955 übereinstimmt. Nach Abschnitt 722.530.4.101 kann nun beispielsweise eine Ladeeinrichtung mit einer RDC-DD nach IEC 62955 ausgestattet sein und eine RCD vom Typ A oder F befindet sich in der Hauptverteilung.

Fehlergleichstrom-Überwachungseinrichtung – RDC-DDs

Die Verwendung von RDC-DDs (Residual Direct Current Detecting Devices) nach IEC 62955 stellt sicher, dass die ordnungsgemäße Funktionalität von RCDs vom Typ A oder Typ F nicht durch glatte Gleichfehlerströme über 6 mA beeinträchtigt wird. Die Norm IEC 62955 unterscheidet zwischen RDC-PDs (Residual Direct Current Protective Devices) und RDC-MDs (Residual Direct Current Monitoring Devices).

RDC-PDs sind in Deutschland (und mehreren europäischen Ländern) spannungsunabhängig funktionierende Fehlerstrom-Schutzschalter (RCCBs oder RCBOs) vom Typ A oder Typ F, welche zudem glatte Gleichfehlerströme erfassen können und eine Trennung bewirken, wenn diese einen Wert > 6 mA annehmen. Dazu ist eine elektronische Schaltung zur Erfassung und Auswertung von glatten Gleichfehlerströmen sowie eine Netzteilschaltung integriert. Bei unzulässig hohen glatten Gleichfehlerströmen erfolgt eine zuverlässige Trennung mittels des integrierten mechanischen Schaltwerks, welches über Trenn-Eigenschaften verfügt.

Bild 2: Summenstromwandler eines RDC-MD (Residual Direct Current Monitoring Device) auf der Leiterplatte einer Wallbox; Quelle: Grünebast

RDC-PDs müssen neben den Anforderungen der IEC 62955 auch die Anforderungen der Produktnormen DIN EN 61008-1 für Fehlerstrom-Schutzschalter ohne eingebauten Überstromschutz (RCCBs) bzw. DIN EN 61009-1 für Fehlerstrom-Schutzschalter mit eingebautem Überstromschutz (RCBOs) erfüllen. RDC-PDs vom Typ F müssen zusätzlich die Anforderungen für RCCBs/RCBOs vom Typ F nach der Produktnorm DIN EN 62423 (Fehlerstrom-Schutzschalter Typ F und Typ B) erfüllen. Optisch unterscheiden sich RDC-PDs nicht von herkömmlichen RCCBs oder RCBOs. Lediglich ihre Aufschriften verraten, dass es sich um RDC-PDs handelt. Bild 1 zeigt ein RDC-PD (Residual Direct Current Protective Device) vom Typ A. Bei Verwendung von RDC-PDs in einer Ladeeinrichtung sind keine weiteren RCDs zum Fehlerstromschutz von AC-Anschlusspunkten in einer Ladeeinrichtung bzw. in der festen Installation erforderlich.

RDC-MDs bestehen aus einem Summenstromwandler zur Erfassung von glatten Gleichfehlerströmen und einer elektronischen Schaltung zur Auswertung dieser Ströme sowie Mittel zur Abschaltung. Im Gegensatz zu RDC-PDs dürfen RDC-MDs nur glatte Gleichfehlerströme und keine anderen Fehlerstromarten (z.B. Wechselfehlerströme und pulsierende Gleichfehlerströme vom Typ A) erfassen. Die Abschaltung erfolgt mit einer Schalteinrichtung (z.B. Schütz), welche nicht zum Trennen geeignet sein muss. Allerdings müssen nach IEC 62955 alle Schaltkontakte dieser Schalteinrichtung mechanisch miteinander gekoppelt sein. Einzelne Relais sind nicht zulässig. Nach IEC 62955 sind verschiedene Ausführungsformen von RDC-MDs möglich. Die bekannteste Ausführung ist in Form eines Moduls mit Wandler und elektronischer Schaltung. Dieses Modul kann eine separate Leiterplatte sein.

Möglich wäre aber auch, dass der Wandler und die elektronische Schaltung auf einer Leiterplatte der Ladeeinrichtung integriert sind. Diese Komponenten eindeutig zu erkennen, ist nicht immer einfach bzw. möglich. Eine weitere (eher unübliche) Ausführungsform ist eine Einheit, welche an einem Fehlerstromschutzschalter oder an einem Leitungsschutzschalter mechanisch montierbar ist. Bild 2 zeigt einen Ausschnitt einer Leiterplatte in einer Wallbox, auf welcher ein RCD-MD integriert ist. Gut zu erkennen ist der Summenstromwandler zur Erfassung glatter Gleichfehlerströme. Bei Verwendung von RDC-MDs in einer Ladeeinrichtung müssen zum Fehlerstromschutz von AC-Anschlusspunkten RCDs vom Typ A oder Typ F in der Ladeeinrichtung oder in der festen Installation vorhanden sein.

Top oder Flop?

Eine RDC-DD ausgeführt als RDC-PD oder RDC-MD darf sich nur als solche bezeichnen, wenn alle jeweils zutreffenden Anforderungen der IEC 62955 erfüllt sind. Mit einer in einer EU-Konformitätserklärung aufgeführten RDC-DD nach IEC 62955 bestätigt der Hersteller, dass das Produkt den grundlegenden Sicherheitsanforderungen aller zutreffenden europäischen Richtlinien entspricht. Leider nehmen das nicht alle Hersteller so ganz genau. Da wird dann auch schon mal eine Konformität bestätigt, wobei ein RDC-MD bei einem unzulässig hohen glatten Gleichfehlerstrom einen hohen 50 Hz-Wechselfehlerstrom auf dem Schutzleiter generiert, um damit einen in der festen Installation vorhanden Fehlerstromschutzschalter vom Typ A auszulösen, was nach IEC 62955 jedoch nicht zulässig und zudem völlig unsinnig ist. Gerne werden auch aus Kostengründen zur Abschaltung einzelne Relais verwendet, was wie schon zuvor erwähnt, nach IEC 62955 ebenfalls nicht zulässig ist.

Letztendlich müssen Sie sich als Installateur auf die Angaben des Herstellers der Ladeeinrichtung verlassen können. Wenn in einer Konformitätserklärung eine RDC-DD mit der zugehörigen Norm IEC 62955 aufgeführt wird, ist es nicht zwangsläufig Ihre Aufgabe, die Erklärung zu überprüfen bzw. das Produkt in seine Bestandteile zu zerlegen, um festzustellen, ob denn auch wohl alle normativen Anforderungen erfüllt sind. Grundsätzlich besteht keine Pflicht zur Überprüfung.

Bei berechtigtem Zweifel bzw. bei Anhaltspunkten für Mängel oder unsichere Bauart kann ein kritischer Blick jedoch nicht schaden. Insbesondere im Rahmen der Betreiberverantwortung (z. B. nach Betr.SichV oder DGUV Vorschrift 3) muss ein Arbeitgeber oder Betreiber dafür sorgen, dass sichere Arbeitsmittel verwendet werden. Fehlt die Normangabe oder bei anderen offensichtlichen Bedenken, sollte der Hersteller kontaktiert werden oder auf ein anderes Produkt ausgewichen werden. Wie schon weiter oben erwähnt, ist nach Abschnitt 722.530.4.101 in der DIN VDE 0100-722 vorgesehen, dass eine RDC-DD mit der IEC 62955 (DIN IEC 62955 ist in Deutschland in Vorbereitung) übereinstimmen muss. Ist das nicht der Fall bzw. ist die IEC 62955 nicht genannt, muss eine RCD vom Typ B verwendet werden.

Bedenkliche Ausgestaltungen von Ladeeinrichtungen

Aus aktuellem Anlass möchte ich meine Ausführungen noch ergänzen, denn die von Ihnen in Ihrer Anfrage genannten Bedenken zu RDC-DDs in Ladeeinrichtungen lassen sich leider auch auf die Integration von RCDs in Ladeeinrichtungen übertragen. Das Angebot an Ladeeinrichtungen jeglicher Art nimmt stetig zu und somit auch der Preisdruck. Findige Hersteller von Ladeeinrichtungen lassen bezüglich der Integration von RCDs ihrer Fantasie gelegentlich schon mal freien Lauf.

Und sie haben Ihren Firmensitz nicht unbedingt in Fernost. Beispielhaft nehmen wir einmal an, dass ein Hersteller damit wirbt, dass kostengünstig eine RDC-DD und ein Fehlerstromschutzschalter vom Typ A in seiner Wallbox integriert sind und somit gegenüber Produkten des Wettbewerbs auf einen »teuren« Fehlerstromschutzschalter in der festen Installation und damit auch verbundenen hohen Installationskosten durch eine Elektrofachkraft verzichtet werden kann. Aber ist denn auch ein »echter« Fehlerstromschutzschalter integriert? Hier im Beispiel sei in der zugehörigen Konformitätserklärungen zumindest ein Fehlerstromschutzschalter (RCCB) nach DIN EN 61008-1 aufgelistet.

Nach Abschnitt 722.531.3.101 in der DIN VDE 0100-722 ist die Verwendung von Fehlerstromschutzschaltern des Typs A nach der Produktnorm DIN EN 61008-1 (RCCBs) oder DIN EN 61009-1 (RCBOs) sowie des Typs F oder B nach DIN EN 62423 oder die Verwendung von CBRs bzw. MRCDs nach DIN EN 60947-2 zulässig. Fehlerstromschutzschalter müssen in Deutschland und den meisten europäischen Ländern spannungsunabhängig funktionieren und somit auch mit der Norm DIN EN 61008-2-1 bzw. DIN EN 61009-2-1 übereinstimmen. Der VDE erteilt eine Zeichengenehmigung nur wenn die Anforderungen dieser Normen erfüllt sind.

Merkmale einer RCD

Die zuvor genannten Produktnormen listen alle Merkmale auf, die eine RCD immer aufweisen muss. Diese Anforderungen sind ebenfalls in der übergeordneten Sicherheitsgrundnorm IEC 60755 (in Deutschland DIN VDE 0664-900) enthalten:

  • Es muss möglich sein, RCDs mittels eines Betätigungselements von Hand ein- und auszuschalten.
  • RCDs müssen einen Mechanismus zur Freiauslösung haben. D.h. eine Blockade des Betätigungselements führt nicht zum Verlust der Schutzfunktion.
  • Die beweglichen Kontakte aller Pole von mehrpoligen RCDs müssen mechanisch so gekoppelt sein, dass alle Pole praktisch gleichzeitig schließen und öffnen, und zwar sowohl bei Handbetätigung als auch bei Selbstauslösung.
  • Für Fehlerschutz oder Zusatzschutz vorgesehene RCDs müssen in der geöffneten Schaltstellung eine Trennstrecke in Übereinstimmung mit den zur Erfüllung der Trennfunktion erforderlichen Anforderungen aufweisen. Nach DIN VDE 0100-530 Abschnitt 537.2.1 müssen Einrichtungen zum Trennen ausdrücklich in der zutreffenden Produktnorm für die Trennfunktion ausgewiesen sein.
  • Für Wartungszwecke ist eine Vorrichtung vorzusehen, die ein Wiedereinschalten verhindert (z. B. Abschließbarkeit).
  • RCDs müssen über mechanische Mittel zur Anzeige der Stellung der Haupt­kontakte verfügen.
  • RCDs müssen zur periodischen Prüfung der Betriebsfähigkeit mit einer Prüfeinrichtung versehen sein, welche über eine von Hand betätigbare Prüftaste verfügt.
  • RCDs dürfen nicht zum betriebsmäßigen Schalten verwendet werden.

Fehlen zuvor genannte oder weitere Merkmale bzw. werden die Anforderungen der entsprechenden Produktnorm nicht vollumfänglich erfüllt, so darf das Produkt weder als RCD (RCCB, RCBO, CBR, MRCD) bezeichnet noch in einer Konformitätserklärung als konform mit den oben genannten Produktnormen aufgeführt werden. MRCDs (Modular Residual Current Devices) nach DIN EN 60947-2 Anhang M müssen zudem mit einem Leistungsschalter nach DIN EN 60947-2 verwendet werden. Nach DIN VDE 0100-530 Abschnitt 531.3.4 ist die Verwendung von CBRs und MRCDs in elektrischen Anlagen zulässig, welche nur für unterwiesene Personen oder Elektrofachkräfte zugänglich sind.

Fazit

Halten Sie eine Wallbox, wie im oben genannten Beispiel, mit integrierter RDC-DD und RCCB in Ihren Händen, können allerdings weder ein Schaltwerk mit mechanisch gekoppelten Schaltkontakten noch ein Betätigungselement zum Ein- und Ausschalten oder eine Prüftaste entdecken, dürfen Sie durchaus skeptisch werden. Dennoch, wie schon weiter oben erwähnt, besteht grundsätzlich keine Pflicht zur Überprüfung einer Konformitätserklärung. Bei berechtigten sicherheitstechnischen Zweifeln, insbesondere im Rahmen der Betreiberverantwortung, kann jedoch eine nähere Untersuchung erforderlich sein. Kontaktieren Sie ggf. den Hersteller und/oder verwenden Sie ein anderes Produkt.

Eine FAQ-Liste zur DIN VDE 0100-722 befasst sich mit der oben genannten Thematik und ist seit April 2023 auf der Homepage der DKE einsehbar. Diese Liste wird aktuell überarbeitet und demnächst veröffentlicht. Mit konkretisierten Angaben und Hinweisen soll insbesondere Anwendern im Installationsbereich sowie auch Prüfinstituten damit ein Werkzeug zur verständlichen Normauslegung an die Hand gegeben werden.

Autor

Günter Grünebast, verantwortlich für Normung und Prüfung sowie stellvertretender Entwicklungsleiter bei der Firma Doepke Schaltgeräte, Norden.

 

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net