Was ist ein GFCI und wo benötige ich einen?

Der FI-Schutzschalter (GFCI) ist ein elektrisches Sicherheitsgerät, das buchstäblich Ihr Leben retten kann. GFCIs werden seit 1968 in der einen oder anderen Form in Häusern benötigt, doch die meisten Hausbesitzer wissen nicht, was sie sind, oder sie kennen sie nur als lustig aussehende Steckdosen in ihren Badezimmern und Küchen. GFCI-Steckdosen (auch bekannt als Steckdosen) sind immer noch eine der häufigsten Formen von GFCI-Geräten, aber neuere Haushalte verwenden zunehmend GFCI Leistungsschalter um einen ähnlichen Schutz für ganze Haushaltskreise zu bieten, nicht nur für Steckdosen.

Die lebensrettende Fähigkeit von GFCIs sollte ausreichen, um Sie davon zu überzeugen, sie bei jedem anwendbaren Verkabelungsprojekt zu verwenden, aber wenn Sie das nicht beeinflusst, wird es vielleicht das örtliche Gesetz tun. GFCI-Schutz ist in vielen Bereichen des Hauses immer dann erforderlich, wenn die vorhandene Verkabelung geändert oder aktualisiert wird. Auch wenn Sie kein Elektroprojekt planen, ist es eine wirklich, wirklich gute Idee, es hinzuzufügen, wenn Sie ein älteres Haus haben, in dem es in Nassbereichen (Badezimmer, Küche, Außenbereich usw.) keinen FI-Schutz gibt. Dies ist wohl der beste Weg, um sich zu verbessern

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Was macht ein GFCI?

Einfach ausgedrückt, kann ein GFCI Ungleichgewichte im Stromfluss erkennen und den Strom automatisch abschalten, wenn er ein Problem erkennt – insbesondere a Grundfehler. Ein Erdschluss tritt auf, wenn Elektrizität von ihrem vorgesehenen Pfad (wie einem Draht) abweicht und versucht, auf einem unbeabsichtigten Weg zu seiner Quelle zurückkehren (z. B. ein Metallgegenstand, ein Wasserbecken oder ein Mensch) Karosserie). Als James Bond seinen Angreifer tötet, indem er ihn in eine gefüllte Badewanne schiebt und eine tragbare Heizung hineinwirft, erleichtert er diesen Stromschlag, indem er einen Erdschluss erzeugt. Mr. Bond hat Glück, dass die Heizung nicht an eine GFCI-Steckdose angeschlossen war, was das Leben des Attentäters gerettet hätte (aber wo ist der Spaß daran?).

Höchstwahrscheinlich ist Ihr Privatleben deutlich weniger gefährlich als das von 007, aber es lauern immer noch viele Schockgefahren. Code-Regeln zum GFCI-Schutz wurden entwickelt, um Sie in den Bereichen zu schützen, in denen Erdschlüsse am häufigsten auftreten, insbesondere in Bereichen, in denen Feuchtigkeit oder Nässe vorhanden sind. FI-Schutzschalter können auch vor Stromschlägen durch fehlerhafte Geräte schützen, insbesondere solche mit nicht isolierten Metallgehäusen oder -gehäusen, die bei einem Kurzschluss im Inneren des Geräts unter Spannung stehen können.

So funktioniert ein GFCI

Ein GFCI enthält einen Sensor, der den Fluss von elektrischer Strom zwischen den heißen und neutralen Leitern (Drähten) in einem Stromkreis. Unter normalen Bedingungen fließt Strom von der Quelle (der Wartungstafel oder dem Unterbrecherkasten) entlang des heißen Drahts zu einer Steckdose oder einem anderen Gerät und kehrt entlang des Neutralleiters zur Quelle zurück. Wenn der Sensor eine winzige Änderung – nur 0,004 Ampere (4 Milliampere oder 4 mA) – im Stromfluss erkennt, unterbricht er den Strom zu dem Teil des Schaltkreises, den er schützt. Eine solche Änderung des Flusses zeigt an, dass der Strom dorthin fließt, wo er nicht sollte.

So testen Sie einen GFCI

GFCI-Sensoren halten nicht ewig und können nicht richtig funktionieren. Deshalb FI-Steckdosen und Leistungsschalter haben Test- und Reset-Tasten auf ihren Vorderseiten. Das Testen ist so einfach wie das Drücken der Testtaste, um sicherzustellen, dass der GFCI klickt, und dann die Reset-Taste, um die Stromversorgung wiederherzustellen. Die Idee ist, dass Hausbesitzer einmal im Monat den Anweisungen des Herstellers folgen und alle ihre GFCIs testen. Wenn Sie jedoch wie die meisten Menschen sind, haben Sie dies vielleicht einmal oder, wahrscheinlicher, nie getan.

Angesichts dieser Tatsache sind die meisten jetzt verkauften GFCI-Geräte selbsttestend und können sich selbst abschalten, wenn sie ihren eigenen Test nicht bestehen. Glücklicherweise wird dieser automatische Test durchgeführt, ohne die Steckdose oder den Leistungsschalter auszuschalten, wie Sie es tun Führen Sie einen manuellen Test durch, und er wird viel häufiger durchgeführt (so oft alle 90 Minuten bis alle paar). Std). Für die Aufzeichnung empfehlen die Hersteller immer noch manuelle Tests. Selbsttestende GFCIs-Funktionsanzeigeleuchten: Grün bedeutet, dass alles in Ordnung ist, und Rot bedeutet, dass das Gerät einen Test nicht bestanden hat oder seine Nennlebensdauer erreicht hat (und es Zeit ist, es zu ersetzen).

Wo GFCIs erforderlich sind

Anforderungen an den FI-Schutz werden durch die örtlichen Bau- oder Elektrovorschriften vorgeschrieben, und die örtliche Baubehörde hat das letzte Wort, wo Sie in Ihrem Haus FI-Schutzeinrichtungen benötigen. Die meisten lokalen Vorschriften basieren jedoch auf den Empfehlungen des National Electrical Code (NEC). Der NEC wird alle drei Jahre aktualisiert und wurde zuletzt im Jahr 2020 überarbeitet.

Der NEC 2020 fordert einen Schutz durch FI-Schutzeinrichtungen in den folgenden Bereichen:

• Küchen
• Badezimmer
• Waschküchen
• Keller
• Draußen
• Garagen
• Kriechplätze
• Pool- und Wellnessbereich

Zusätzlich zu denen in allgemeinen Bereichen können GFCI-Anforderungen für bestimmte Vorrichtungen oder Geräte gelten. Zum Beispiel, Sumpfpumpen, Whirlpools, Whirlpools und Whirlpools benötigen alle einen GFCI-Schutz. Regeln können auch für verschiedene Elemente in einem bestimmten Bereich gelten. In der Küche müssen die meisten Steckdosen FI-geschützt sein, jedoch keine Küchenbeleuchtung. In einem Kriechkeller müssen alle Steckdosen und Beleuchtung über einen FI-Schutz verfügen.

Der NEC 2020 erweiterte den GFCI-Schutz in einigen Schlüsselbereichen. Bisher galt der GFCI-Schutz nur für Stromkreise mit Standardspannung (120 Volt). Ausgenommen davon waren Elektroherde und Trockner, die mit 240 Volt betrieben werden. Gemäß dem NEC 2020 gilt der GFCI-Schutz für Stromkreise mit bis zu 250 Volt, daher müssen Steckdosen für Trockner jetzt GFCI-geschützt sein und Steckdosen für Herde benötigen einen GFCI-Schutz, wenn sie sich innerhalb von 6 Fuß von einem Waschbecken befinden. Geschirrspüler müssen gemäß NEC 2020 ebenfalls GFCI-geschützt sein. Schließlich wurde der FI-Schutz in Kellern auf alle Keller und nicht wie bei den bisherigen Anforderungen nur auf Rohkeller ausgeweitet.

GFCI-Steckdosen vs. FI-Leistungsschalter

Über viele Jahre wurde der FI-Schutz in Wohnungen durch FI-Steckdosen (Steckdosen) gewährleistet, und Elektriker und Hausbauer installierten FI-Steckdosen einfach dort, wo sie benötigt wurden. GFCI-Steckdosen können auf zwei Arten verdrahtet werden. Bei einer Einzelplatzverkabelung schützt eine FI-Steckdose nur sich selbst. Bei einer Verkabelung mit mehreren Standorten schützt eine FI-Steckdose sich selbst und alle Steckdosen und andere Geräte jenseits (oder "stromabwärts") der FI-Steckdose im selben Stromkreis; es bietet keinen Schutz zwischen dem GFCI und dem Servicepanel.

Die Verkabelung mit mehreren Standorten wird verwendet, wenn mehrere Steckdosen in einem einzigen Stromkreis einen GFCI-Schutz benötigen, z. B. bei Steckdosen auf der Küchenarbeitsplatte oder in Badezimmern mit mehr als einer Steckdose. Mit dieser Konfiguration können Sie eine einzelne GFCI-Steckdose installieren (die etwa 15 bis 25 US-Dollar kostet), um mehrere zu schützen Standardsteckdosen (die jeweils weniger als 2 US-Dollar kosten können) auf derselben Schaltung. Wenn Ihr Küchenthekenbereich einen FI-Ausgang und mehrere andere hat, die normal aussehen, besteht die Möglichkeit, dass der FI-Schutz alle schützt.

Steckdosen, die für den Schutz an einem oder mehreren Standorten verdrahtet sind, haben ihren Platz und sind akzeptable Möglichkeiten, sich zu treffen GFCI-Anforderungen, aber bei neuen Eigenbauten und Verkabelungs-Upgrades wird der meiste GFCI-Schutz durch die GFCI-Schaltung bereitgestellt Unterbrecher. Ein FI-Schutzschalter schützt jedes Gerät in einem gesamten Stromkreis, einschließlich aller Steckdosen, Schalter, Lichter, Geräte, Verkabelung und anderer Geräte. FI-Schutzschalter kosten ein Vielfaches mehr als Standard-Schutzschalter (ca. 40 US-Dollar für einen 120-Volt-FI-Schutzschalter), sparen Ihnen jedoch die hohen Kosten für FI-Steckdosen. Heutige FI-Schutzschalter sind selbsttestend (zusätzlich zu manuellen Testknöpfen), genau wie neuere FI-Steckdosen. In Sonderfällen, wie z.B. bei elektrische Trockner, ist ein FI-Schutzschalter erforderlich, da es einen 240-Volt-GFCI-Trocknerausgang (zumindest noch nicht) gibt.

Installieren eines FI-Schutzschalters

GFCI-Leistungsschalter und -Steckdosen werden ähnlich wie ihre Standard-Gegenstücke installiert und sind so konzipiert, dass sie in Standard-Schaltkästen und -Schaltersteckplätze passen. Dies bedeutet, dass Sie einen alten Standard-Leistungsschalter oder eine alte Steckdose gegen ein GFCI-Modell austauschen können. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede bei der GFCI-Installation.

Bei der Installation eines standardmäßigen 120-Volt-Leistungsschalters wird der heiße Draht des Stromkreises (normalerweise schwarz) mit dem einzelnen verbunden Klemme am Leistungsschalter selbst, und der Neutralleiter des Stromkreises (normalerweise weiß) wird mit der neutralen Klemmleiste an verbunden das Servicepanel. Das Erdungskabel des Schaltkreises wird mit der Erdungsschiene des Panels verbunden. Im Gegensatz dazu hat ein FI-Schutzschalter Anschlüsse sowohl für den Heißdraht des Stromkreises als auch für den Neutralleiter des Stromkreises, sodass diese beiden Drähte mit dem Schutzschalter verbunden sind. Es hat auch einen eigenen Neutralleiter (ein weißer Spiraldraht, der oft als Pigtail bezeichnet wird); diese wird mit der neutralen Anschlussleiste am Panel verbunden. Die Stromkreiserde wird wie bei einer Standard-Leistungsschalterinstallation mit der Erdungsschiene verbunden.

Eine Standard-Duplex-Steckdose (mit zwei Sätzen von Steckplätzen) hat zwei heiße und zwei neutrale Anschlüsse. Bei den meisten Installationen sind die beiden Hots austauschbar, und Sie können jeden Hot-Draht an einen der Hot-Terminals anschließen; das gleiche gilt für die neutralen. Bei einer GFCI-Steckdose ist keines der Terminals austauschbar. Ein heißer und ein Neutralleiter sind mit "Leitung" und der andere heiß und neutral mit "Last" gekennzeichnet. Sie verwenden nur die Linienklemmen für die Einzelplatzverdrahtung, und Sie verwenden sowohl die Linien- als auch die Lastklemmen für die Mehrfachverdrahtung Verdrahtung.

GFCI-Steckdosen haben auch eine Erdungsschraube (wie Standardsteckdosen), an die Sie das (die) Erdungskabel (s) des Stromkreises anschließen, falls vorhanden. Eine schöne Sache an einem GFCI ist, dass Sie keinen Erdungsdraht benötigen, um den GFCI-Schutz bereitzustellen. Tatsächlich kann das Ersetzen älterer ungeerdeter Steckdosen durch GFCIs die Sicherheit verbessern. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass GFCIs keine Grundlage bieten. Wenn Sie einen FI-Schutzschalter in einem Stromkreis ohne Erdung installieren, sollten Sie auf der Abdeckplatte der Steckdose einen Aufkleber mit der Aufschrift „keine Geräteerdung“ (oder ähnlicher Wortlaut) anbringen. Sie finden diese Aufkleber in der Box mit einer neuen GFCI-Steckdose.

GFCIs und AFCIs

Da Sie jetzt ein wenig mehr über GFCIs wissen, wird es hilfreich sein, eine Einführung in AFCIs zu haben, oder Störlichtbogenschutzschalter. AFCIs kamen nach GFCIs auf den Markt, aber sie werden jetzt an mehr Orten im Haus benötigt als GFCIs. Im Allgemeinen ist der AFCI-Schutz Überall erforderlich außer in Badezimmern, Garagen, im Freien und in Kriechkellern und unfertigen Kellern Keller). AFCI-Geräte sind an Steckdosen und Leistungsschaltern zu finden und werden genau wie ihre GFCI-Pendants installiert. AFCIs schützen vor Störlichtbögen, die häufige Ursachen für Stromkreisüberlastungen und elektrische Brände sind. Gemeinsam haben GFCIs und AFCIs dafür gesorgt, dass moderne Verkabelungssysteme Sie weniger wahrscheinlich schocken oder Ihr Haus in Brand setzen. Dagegen kann man nur schwer argumentieren.

Sie erhalten eine zusätzliche Gutschrift, wenn Sie vermutet haben, dass einige Bereiche des Hauses sowohl GFCI- als auch AFCI-Schutz benötigen. Dies sind vor allem Küchen, fertige Keller und Waschküchen. Die heute übliche Praxis zur Erfüllung dieser Doppelschutzanforderung ist die Installation eines Doppelfunktions-GFCI/AFCI-Leistungsschalter. Diese bieten sowohl GFCI- als auch AFCI-Schutz für die gesamte Schaltung. Sie sind selbsttestend, sie werden wie Standard-GFCI- oder AFCI-Unterbrecher installiert und kosten nur etwa 8 oder 10 US-Dollar mehr. Wenn Sie auf der Suche nach einem Doppelfunktionsschalter sind, lassen Sie sich nicht von dem Begriff "Kombination" verwirren, der einfach darauf hinweist, dass das Gerät vor zwei verschiedenen Kategorien von Störlichtbögen schützt. Praktisch alle AFCIs sind vom Kombinationstyp, und einige (nicht alle) sind mit "CAFCI" gekennzeichnet. Nur ein Leistungsschalter mit "Doppelfunktion" bietet sowohl GFCI- als auch AFCI-Schutz.