Historie :
Bereits 1928 wurde von der RWE AG (Rheinisch Westfälische Elektrizitätswerke) eine Fehlerstromschutzschaltung zum Patent angemeldet. Es dauerte aber noch 23 Jahre (bis 1951), bis der Fehlerstromschutzschalter in seiner heute bekannten kompakten Form in Serie ging.

Aufgabe :
Fehlerstromschutzschalter (RCD=Residual Current Protective Device), in der Folge FI genannt, haben die Aufgabe, Betriebsmittel innerhalb von 0,4 s allpolig abzuschalten, wenn infolge eines Isolationsfehlers eine gefährliche Berührungsspannung auftritt (50V AC oder 120V DC bei Menschen, 25V AC oder 60V DC bei Tieren oder Anlagen mit besonderer Gefährdung bzw. besonderen Bedingungen). Da die tatsächlichen Abschaltzeiten von FI's erheblich kürzer als 0.4s sind ( ca. 20-50ms ), bieten diese einen besonders wirksamen Schutz gegen gefährliche Körperströme (über 30mA). Auch Brände, die durch Erdfehlerströme oder Kriechströme verursacht werden könnten, werden durch FI's weitgehend verhindert.

Funktion :
Bei der Schutzmassnahme mit FI's werden die Körper der zu schützenden Betriebsmittel im TN-CS-Netz und im TN-S-Netz mit dem Schutzleiter verbunden (Schutzklasse 1) bzw. mit dem Hilfserder im TT-Netz und im IT- Netz. Für den höchstzulässigen Wert der Erdung gilt: R_a=U_L:I _{delta n} (Erdungswiderstand=höchstzulässigeBerührungsspannung:Nennfehlerstrom) Alle vom Netz zu den Betriebsmitteln führenden Leiter (L1,L2,L3,N) werden durch einen Summenstromwandler geführt (hier ist eine Vorschaltsicherung in Höhe des FI-Nennstromes notwendig um die Kontaktfahnen des FI' nicht durch zu hohe Dauerlast zu zerstören). Da im fehlerfreien Zustand die Summe der zufliessenden Ströme gleich der Summe der abfliessenden Ströme ist (1. Kirchhoffsches Gesetz (Knotenpunktsatz)), heben sich die magnetischen Wechselfelder der Leiter gegenseitig auf. In diesem Fall wird in der Ausgangswicklung des Summenstromwandlers keine Spannung induziert.
Bei Erdschluss eines Leiters oder bei Körperschluss eines Betriebsmittels fliesst ein Teilstrom über den Erder zum Spannungserzeuger zurück. Nun ist die Summe der zu- und abfliessenden Ströme nicht mehr Null. In der Ausgangswicklung des Summenstromwandlers wird nun eine Spannung induziert, die einen elektromagnetischen Auslöser betätigt. Dieser Auslöser schaltet den FI allpolig ab und das fehlerhafte Betriebsmittel ist vollständig vom Netz getrennt.

Vorteile :

Prüfung :
Der FI besitzt eine Prüftaste, mit der die Funktion der Auslösung überprüft werden kann, nicht aber die unbedingt notwendige Erdung der zu schützenden Anlage. Die Funktionsprüfung des FI's ist vom Betreiber der Anlage bei nichtstationären Anlagen arbeitstäglich, bei stationären Anlagen monatlich vorzunehmen. Aber das ist graueste Theorie.
Um die Funktion der FI-Schutzmassnahme nachzuweisen, ist es notwendig, mit einem den VDE-Vorschriften (0413) entsprechendem Messgerät von jedem Betriebsmittel aus durch einen ansteigenden Fehlerstrom den FI auszulösen.

Vorschrift :
FI's sind in Räumen mit Bädern und oder Duschen, Baustromverteilern, landwirtschaftlichen und gartenbaulichen Anwesen, Schwimmbädern, medizinisch genutzten Räumen, Laborräumen, Schulen und Ausbildungsstätten sowie in feuergefährdeten Betriebsstätten vorgeschrieben.

Arten :
Die individuelle Anpassung des FI's an die zu schützende Anlage fällt auf Grund der Artenvielfalt nicht sehr schwer. Es gibt 2-polige, 4-polige und angeblich auch 3-polige FI's mit Nennströmen von 16,25,40 und 63A und Fehlernennströmen von 0.01,0.03,0.1,0.3 und 0.5A
2-polige FI's gibt es von 16-63A und 4-polige FI's von 25-63A FI's mit 0.01 und 0.03A gehören zur Kategorie der hochempfindlichen FI's.
Auch gibt es ortsveränderliche FI's, z.B. Sicherheitsstecker mit integriertem FI ( hier wird im Fehlerfall auch der PE (Schutzleiter) unterbrochen ), FI's mit Leitungsschutzschalter (FI-LS)(LS mit thermischer Bimetallauslösung und Kurzschlussschutz durch elektromagnetischen Schnellauslöser) und selektive FI's, die eingesetzt werden, wenn 2 oder mehrere FI's in Reihe geschaltet werden. Selektive FI's verfügen über ein Zeitverzögerungsglied.
Natürlich gibt es auch FI's über 500V Nennspannung und 63A Nennstrom (bis 224A, vielleicht sogar höher, je nach Hersteller). In diesen hochstromigen Bereichen werden auch FI's mit einem Fehlernennstrom von 1.0A eingesetzt, um Auslösungen durch zu grosse Ableitströme (entstehen durch die Endlichkeit eines jeden Widerstandes) zu vermeiden. Außerdem werden in diesen Bereichen Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen verwendet, die aus dem Summenstromwandler und einem Fehlerstromsteuerschalter als getrennte Bauelemente bestehen und einen entsprechenden Leistungsschutzschalter ansteuern.

Symbole :

Achtung :
Bei zweipoligem direkten Berühren ohne ausreichende Erdverbindung besteht auch mit FI kein Schutz.