Schutzhierarchie

Die Schutzhierarchie ist die Menge der „Eltern → Kind“-Beziehungen zwischen den Geräten in Ihrem Verteiler. Sie definiert, welches Gerät welchen Stromkreis schützt, und ist die Grundlage für die automatische Selektivitätsprüfung.

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Konzept#

In einem realen Verteiler sind die Geräte in Reihe verdrahtet: Die Energie tritt am Einspeiser ein, durchläuft einen Trennschalter oder einen vorgelagerten LS-Schalter, dann einen RCD und weiter zu den Gruppenabzweigen, die die Endstromkreise versorgen.

ElectroBoard bildet diese Struktur über das Feld „Übergeordnetes Gerät“ an jedem Gerät ab. Wenn Sie ein Elternteil festlegen, werden die Leiter zwischen ihnen automatisch im Schaltplan eingezeichnet.

Typische einphasige Hierarchie:

Trennschalter (63 A)
└── RCD (40 A, 30 mA)
    ├── LS-Schalter „Beleuchtung“ (10 A, Charakteristik B)
    ├── LS-Schalter „Zimmersteckdosen“ (16 A, Charakteristik C)
    ├── LS-Schalter „Küchensteckdosen“ (16 A, Charakteristik C)
    ├── LS-Schalter „Warmwasserbereiter“ (16 A, Charakteristik C)
    └── LS-Schalter „Waschküche“ (16 A, Charakteristik C)

Typische dreiphasige Hierarchie:

Vorgelagerter LS-Schalter (40 A, 3P)
├── RCD L1 (40 A) — Phase L1
│   ├── LS-Schalter „Beleuchtung, Etage 1“ (10 A)
│   ├── LS-Schalter „Wohnzimmersteckdosen“ (16 A)
│   └── LS-Schalter „Warmwasserbereiter“ (16 A)
├── RCD L2 (40 A) — Phase L2
│   ├── LS-Schalter „Beleuchtung, Etage 2“ (10 A)
│   ├── LS-Schalter „Küchensteckdosen“ (16 A)
│   └── LS-Schalter „Waschküche“ (16 A)
└── RCD L3 (40 A) — Phase L3
    ├── LS-Schalter „Schlafzimmersteckdosen“ (16 A)
    ├── LS-Schalter „Backofen“ (20 A)
    └── LS-Schalter „Außenbeleuchtung“ (10 A)

Festlegen des übergeordneten Geräts#

1. Wählen Sie das Gerät aus, dem Sie ein Elternteil zuweisen möchten
2. Suchen Sie im Eigenschaftenfenster das Feld „Übergeordnetes Gerät“
3. Wählen Sie aus der Liste – sie zeigt jedes Gerät an, das nachgelagerte Verbraucher versorgen kann

Die Leiter vom Elternteil zum Kind erscheinen sofort im Schaltplan.

⚠️ Hinweis: Wenn Sie das übergeordnete Gerät ändern, wird der Schutzschalter automatisch aus der Sammelschienenkammverbindung entfernt, der er angehörte. Dies ist erforderlich, da ein Kamm ein gemeinsames Elternteil für alle seine Mitglieder benötigt. Eine Toast-Benachrichtigung über die Entfernung wird angezeigt.

Wer kann ein Elternteil oder ein Kind sein#

Nicht jedes Gerät kann Kinder oder ein Elternteil haben:

Gerät	Kann Elternteil sein	Kann Kind sein
LS-Schalter	✓	✓
RCD	✓	✓
RCBO	✗	✓
Trennschalter	✓	✓
Schütz	✓	✓
ATS	✓	✓
Umschalter 1-0-2	✓	✓
Phasenwähler (FK)	✓	✓
Schützsteuerschalter	✗	✓

Beispielsweise sitzt ein Trennschalter oft am Einspeiser (ein Elternteil ohne eigenes Elternteil), kann aber auch ein Zwischentrenner in einem Unterverteiler sein. Ein LS-Schalter beendet normalerweise einen Stromkreis, kann aber dennoch ein nachgelagertes Gerät versorgen (z. B. einen LS-Schalter in einem Unterverteiler).

💡 Technische Ausnahme: RCBO, AFDD und Schmelzsicherung sind in der Tabelle als „kein Elternteil“ markiert – das ist ihre typische Rolle als Endgerät, sodass sie keine Kinder erwarten (und nicht mit einer Warnung „keine angeschlossenen Geräte“ gekennzeichnet werden). Physikalisch haben sie jedoch einen lastseitigen Ausgangsanschluss und können ein nachgelagertes Gerät versorgen – daher sind sie in der Eltern-Auswahlliste verfügbar. Ein SPD (Varistor-Ableiter) und eine Steckdose/ein Zähler haben dagegen keinen Lastausgang und können niemals ein Elternteil sein.

Phasenwähler – Kaskadenaktualisierung#

Der Phasenwähler (FK) hat ein einzigartiges Verhalten: Er akzeptiert einen dreiphasigen Eingang (L1+L2+L3), gibt aber nur eine ausgewählte Phase aus. Wenn der Parameter „Ausgangsphase“ (L1/L2/L3) geändert wird, wechseln alle einphasigen Kindgeräte automatisch auf die neue Phase. Kinder können keine eigene Phase wählen – sie wird durch den übergeordneten Phasenwähler festgelegt.

Phasenfortpflanzung#

Die gleiche Kaskadenlogik gilt für Sammelschienenkämme und 1P/1P+N-Kindgeräte unter einem dreiphasigen Elternteil. Wenn sich die Phase eines 1P/1P+N-Elternteils ändert, aktualisiert das System automatisch:

• den entsprechenden einphasigen Kamm
• alle einphasigen Kinder dieses Kamms
• einphasige Kinder weiter unten im Teilbaum

Bedingungen: Dreiphasige Elternteile (3P/3P+N) pflanzen sich nicht fort – jedes Kind wählt seine Phase unabhängig; 2P-Nachkommen bleiben unberührt.

ATS und der 1-0-2-Umschalter – Doppelanschluss#

Ein ATS (Automatischer Umschalter) und ein 1-0-2-Umschalter haben beide zwei Energiequellen: Haupt- und Reserveversorgung. Daher haben sie zwei übergeordnete Geräte:

• Übergeordnetes Gerät – die Hauptquelle (z. B. der vorgelagerte LS-Schalter vom Netz)
• Zusätzliche Quelle (2.) – die Reservequelle (z. B. ein LS-Schalter von einem Generator oder einer zweiten Versorgung)

Beide Felder werden im Eigenschaftenfenster unter „Hierarchie“ festgelegt. Ein Leiter von jeder Quelle erscheint automatisch im Schaltplan.

Typisches Schema:

Vorgelagerter LS-Schalter (Netz) ──────┐
                                        ATS / QC (63 A) ──── Last
Vorgelagerter LS-Schalter (Generator) ──┘

Unterschied zwischen einem ATS und einem 1-0-2-Umschalter:

• ATS – automatische Umschaltung bei Spannungsausfall. Die Umschaltzeit wird in den Parametern eingestellt (standardmäßig 5 s). Unterstützt auch einen manuellen Modus (1-0-2)
• 1-0-2-Umschalter – nur manuelle Umschaltung. Drei Stellungen: Quelle 1 / Aus / Quelle 2. Keine automatische Spannungsüberwachung

💡 Eingangskabel: Jeder Eingang eines ATS/Umschalters hat sein eigenes Kabelfeld – Hauptkabel (vom Netz) und Reservekabel (von einem Generator/USV). Beide Felder sind im Abschnitt „Eingangskabel“ des Eigenschaftenfensters verfügbar und werden in der Stückliste berücksichtigt. Die Prüfung überprüft jedes Kabel unabhängig gemäß IEC 60947-6-1.

Rollen der Energiequellen#

Für einspeisende Geräte (ein Wurzelgerät ohne Elternteil oder das sekundäre Elternteil eines ATS/Umschalters) wird die Quellenrolle direkt im Abschnitt „Quelle“ des Eigenschaftenfensters festgelegt – Typ, Name und Optionen sind an einem Ort zusammengefasst. So können Sie Eingänge für eine einfache Navigation in einem Verteiler mit Reserveversorgung klassifizieren.

Unterstützte Rollen:

• 🔌 Netz (grid) – zentrale Versorgung durch den Energieversorger
• 🔀 Transformator (transformer) – Umspannstation mit eigenem Erdungssystem
• ⚡ Generator (generator) – Diesel/Benzin
• 🔋 Wechselrichter (inverter) – Hybrid- oder Inselbetrieb
• 🛡 USV (ups) – USV mit Batterie
• ☀️ Solar (solar) – direkt eingebundenes Solarmodul
• 🔋 Batterie (battery) – eigenständige Batterieanlage
• ⚙️ Sonstige (other) – mit benutzerdefiniertem Namen

Automatische Zuweisung für einen ATS/Umschalter: Wenn Sie die beiden Eingänge festlegen, weist das System automatisch die Rolle „Netz“ dem Haupteingang und „Generator“ dem Reserveeingang zu. Dies geschieht nur, wenn keiner der Eingänge bereits eine zugewiesene Rolle hat – Ihre manuelle Wahl wird niemals überschrieben.

Wo die Rollen angezeigt werden:

• Der Abschnitt „Quelle“ – für ein einspeisendes Gerät wird die Rolle direkt hier ausgewählt (ein rollenfarbiger Vorschau-Chip). Für einen ATS/Umschalter haben die Eingänge „Haupt“ und „Reserve“ separate Rollenabzeichen, die direkt bearbeitet werden können (✎).
• „Stromversorgung“ bei nachgelagerten Geräten – jedes Gerät unter einem Umschalter zeigt die vollständige Menge möglicher Quellen an, von denen es versorgt werden kann (z. B. „Netz / Wechselrichter“), gekennzeichnet mit „über ‹Schalter›“. Bei drei oder mehr Quellen wird es in einer Aufklappliste „N Quellen“ zusammengefasst. Dies beantwortet die Frage „Woher wird dieses Gerät versorgt?“ auf jeder Hierarchieebene.
• Zeichenfläche – ein farbiges Quadrat in der oberen linken Ecke einspeisender Geräte (ein Screenreader liest den Namen aus dem Label vor).
• Stückliste/PDF – eine eigene Spalte „Quelle“ mit Rollensymbol und -name.
• KI-Berater – die Rollen sind im Kontext enthalten – Sie können in natürlicher Sprache nach dem Reservesystem fragen.

⚠️ Prüfung: Wenn ein einspeisendes Gerät mit Kindern keine zugewiesene Rolle hat – wird ein Hinweis angezeigt. Wenn ein ATS zwei Eingänge mit derselben Rolle hat (z. B. beide „Netz“) – eine Warnung, dass die Reserve keinen Sinn ergibt. Wenn ein Gerät mit der Rolle Wechselrichter/Generator/Solar/Batterie/USV selbst kein Schutzgerät ist und keinen vorgelagerten LS-Schalter/RCBO/Schmelzsicherung hat – ein Fehler „Quelle ohne Schutzgerät“.

2P-Modus (L+N)#

Für die Anschlussvariante 2P an einem LS-Schalter/RCBO/Sicherung/Schütz/Zeitrelais/Trennschalter steht im Eigenschaftenfenster eine explizite Auswahl "2P-Modus" zur Verfügung:

• L + N — Schutz beider Pole einer einphasigen Versorgung (typisch für den Wohnbereich). Nachfolger erhalten einen einphasigen L+N-Ausgang.
• L1 + L2 — zwei Außenleiter ohne Neutralleiter (ein Zweiphasen-Wechselrichter/Generator-Abzweig). Der Neutralleiter ist über dieses Gerät nicht verfügbar; nachgeschaltete Geräte, die N benötigen, beziehen ihn von der gemeinsamen N-Sammelschiene des Verteilerfelds.

💡 Die Voreinstellung erfolgt automatisch: Wenn ein Vorgänger in der Versorgungskette eine Quelle mit der Rolle Wechselrichter / Generator / Solar / Batterie ohne Neutralleiter ist, erhält ein neuer 2P-Nachfolger L1+L2; andernfalls L+N.

Ausnahmen:

• Ein 1-0-2-Umschalter im 2P-Modus — immer L+N: In einem Haushaltsschema ist der Schalterausgang IMMER L+N, unabhängig vom Wechselrichtertyp am Reserveeingang. Die L2→N-Brückung für einen isolierten Wechselrichter erfolgt physikalisch am Feldeinspeisungsschutz.
• 3P/3P+N/4P — ein fester Polsatz (L1+L2+L3 oder L1+L2+L3+N); keine Modusauswahl erforderlich.

Modusanzeige im SVG: Die Phasenmarkierungen im Geräteinneren entsprechen den tatsächlichen Polen (L+N → ein L-Abzeichen; L1+L2 → zwei [L1][L2]-Abzeichen). Es gibt kein separates "Modus"-Abzeichen — der Modus ist an den Polen erkennbar.

Steuerstromkreis für Schütze#

Schütze werden über einen Steuerstromkreis angesteuert — getrennt vom Hauptstromkreis. In ElectroBoard wird dies über eine "Steuerung → Schütz"-Verknüpfung abgebildet:

• Steuerungen — Schützsteuerschalter, Zeitrelais, Spannungsrelais, Multifunktionsrelais, intelligente Steuerung
• Ziel — das Schütz (ein Gerät mit einer A1/A2-Spule)

Das Eigenschaftenfenster der Steuerung enthält einen Bereich "Steuerung", in dem Sie das Schütz auswählen. Nach der Auswahl:

• Ein L-Leiter wird von der Steuerung zum Spulenanschluss A1 (oben am Schütz) erzeugt
• Ein N-Leiter wird vom Anschluss A2 (unten am Schütz) zur N-Sammelschiene erzeugt
• Die Leitungen des Steuerstromkreises werden als gestrichelte Linie mit dünnerer Strichstärke gezeichnet

Mehrere Steuerungen können ein Schütz ansteuern (z. B. ein Schalter + ein Zeitrelais). Es wird nur ein N-Leiter für die Spule erzeugt.

Neutralleiterführung (N)#

ElectroBoard verwendet ein deklaratives Modell für die Neutralleiterführung — es definiert, wo jedes Gerät den N bezieht und wo es ihn weitergibt:

• N-Quelle — woher das Gerät den Neutralleiter bezieht: von der Einspeisung (Wurzel), vom Vorgänger, über Sammelschiene oder nicht zugewiesen (das System löst es automatisch auf).
• N-Ausgang — wohin das Gerät den Neutralleiter an seine Nachfolger weitergibt: direkt (vom eigenen N-Ausgang) oder über Sammelschiene (über die eigene N-Sammelschiene).
• Sammelschieneninhaber — welches Gerät eine N-Sammelschiene "besitzt" (RCD, ATS, Verteilerblock).
• Schutzzone — die Kette von einem RCD bis zum Endgerät; das System verfolgt sie, damit der Neutralleiter nicht zwischen Zonen vermischt wird.

Das Panel-Format ist versioniert, und beim Öffnen einer älteren Datei werden alle N-Führungen automatisch migriert. Der vollständige N-Führungsgraph wird in einem einzigen Durchlauf durch die Hierarchie aufgebaut — die Grundlage für alle N-Prüfungen.

N-Sammelschienen unter einem RCD (Automatischer Lebenszyklus)#

Wenn Sie einen LS-Schalter unter einem RCD anschließen, muss der Neutralleiter (N) durch eine separate N-Sammelschiene geführt werden, die zu diesem RCD gehört. ElectroBoard erstellt und löscht solche Sammelschienen automatisch basierend auf der tatsächlichen Nutzung.

Regeln für den automatischen Lebenszyklus:

• Verzögerte Erstellung: Ein neuer RCD (RCBO/ATS/Umschalter 2P L+N) ohne Nachfolger erhält nicht sofort eine Sammelschiene. Die Sammelschiene erscheint, wenn der erste Nachfolger in den Modus über Sammelschiene wechselt.
• Geschwisterabhängige Voreinstellung: Wenn Sie einen neuen N-Nachfolger unter einem RCD hinzufügen, wählt das System die Führung selbst:
  • 0 vorhandene N-Geschwister → direkt — eine einzelne Leitung vom N-Ausgang des RCD, keine Sammelschiene erforderlich
  • ≥1 N-Geschwister → über Sammelschiene — die Sammelschiene wird automatisch erstellt, damit ein einzelner N-Anschluss nicht geteilt wird
• Automatisches Löschen: Wenn alle Nachfolger des RCD in den Modus direkt wechseln oder entfernt werden, wird die Sammelschiene automatisch gelöscht, und die verbleibenden Nachfolger werden auf explizit direkt gesetzt.
• Migration: Beim Laden älterer Panels werden verwaiste, automatisch erstellte Sammelschienen ohne Verbraucher bereinigt.
• Validierungsschwellwert: 1 direkter Nachfolger unter einem RCD → OK, 2 direkte Nachfolger → Warnung (physikalisch möglich, aber eine Sammelschiene ist besser), 3+ direkte Nachfolger → Fehler (physikalisch unmöglich an einem einzelnen N-Anschluss).

Geräte, die ihre eigene N-Sammelschiene erstellen (bei Bedarf):

• RCD 2P/4P — zur Trennung der Neutralleiter von Schutzgruppen
• RCBO — dieselbe Logik (wenn er Nachfolger mit N hat)
• ATS 4P und Umschalter 1-0-2 2P L+N / 4P — zum Schalten des Neutralleiters gemäß IEC 60947-3 (ein TN-C-S-System). Sammelschienenbeschriftung: "N (ATS)" / "N (Umschalter)"

Spannungsrelais, Zähler und Schütze (ohne eigene Sammelschiene) werden an die gemeinsame N-Sammelschiene des Panels angeschlossen.

Dies ist wichtig, da in einem realen Panel das Vermischen der Neutralleiter verschiedener RCD-Gruppen Fehlauslösungen verursacht.

💡 N-Sammelschienen-Lebenszyklus: Die N-Sammelschiene eines RCD/RCBO/ATS/Umschalters existiert nur, solange mindestens ein Nachfolger im Modus "über Sammelschiene" ist. Wenn alle Nachfolger in den Modus "direkt" wechseln, wird die Sammelschiene automatisch entfernt. Dies verhindert die Ansammlung von "verwaisten" Sammelschienen während der Panelbearbeitung.

⚠️ L1+L2-Modus-Kontext: Wenn ein Vorgänger im 2P L1+L2-Modus (nicht L+N) ist, hat er keinen N-Pol. Nachfolger mit N erhalten eine Warnung, wenn keine gemeinsame N-Sammelschiene im Panel vorhanden ist, um den Neutralleiter durchzuschleifen. Fügen Sie eine N-Sammelschiene hinzu oder ändern Sie den Modus des Vorgängers auf L+N.

Das Eigenschaftenfenster zeigt unter "Hierarchie":

• Quelle — das übergeordnete Gerät + die Reservequelle (für einen ATS/Umschalter)
• N-Führung — ein interaktiver N-Quellen-Auswähler mit einem Hinweis auf die vollständige Schutzkette
• Gruppen-N-Sammelschiene — die separate N-Sammelschiene, die zu diesem Gerät gehört (für einen RCD)
• Sammelschienen — PE- und N-Verbindungen (kompakte Chips)
• Angeschlossene Geräte — eine Liste der nachgeschalteten LS-Schalter mit ihren Bemessungsströmen

Der Bereich "N-Sammelschiene" — Benutzeroberfläche#

Der Bereich "N-Sammelschiene" im Panel des RCD/RCBO/ATS/Umschalters verfügt über eine überarbeitete Benutzeroberfläche:

• N-Quellen-Auswähler — anstelle eines einfachen "Sammelschiene / direkt"-Umschalters zeigt er eine N-Quellen-Auswahl mit dem Kontext der Schutzzone
• Schutzkette — ein linearer Hinweis, der die vollständige Schutzkette vom Feldeinspeisungsschutz bis zum aktuellen Gerät anzeigt
• AutoFix-Hinweise — wenn ein N-Führungsproblem erkannt wird, wird eine "N zusammenführen? Ja / Nein"-Abfrage angeboten, die automatisch eine Sammelschiene erstellt und die Verbindungen neu zuweist
• ATS-Assistent — beim Konfigurieren eines ATS mit zwei Quellen: Schritt 1 — Quellen auswählen, Schritt 2 — N-Logik konfigurieren

N-Führung#

Für Geräte mit einem N-Pol steht eine Auswahl der N-Leiterführung zur Verfügung:

• Über Sammelschiene — N wird über eine N-Sammelschiene (gemeinsam oder Gruppe) geführt. Für die meisten Szenarien empfohlen
• Direkt vom Vorgänger — N kommt direkt vom übergeordneten Gerät. Geeignet, wenn der Vorgänger N durchschleift (z. B. ein Spannungsrelais → ein ATS)

Das System ermittelt die optimale Führung automatisch. Bei einem Problem (N ist unterbrochen, N umgeht den Schutz) erscheint eine Warnung mit einer Schaltfläche, um zur Ursache zu springen.

Selektivität#

Selektivität ist das Prinzip, dass bei einem Fehler nur das dem Fehlerort nächstgelegene Schutzgerät auslöst — nicht alle vorgeschalteten Geräte. ElectroBoard prüft die Selektivität automatisch:

• Der Bemessungsstrom eines Nachfolgers darf den des Vorgängers nicht überschreiten — andernfalls löst bei Überlast der Vorgänger aus und trennt die gesamte Gruppe statt eines einzelnen Stromkreises. Ein gleicher Bemessungsstrom von Vorgänger/Nachfolger ist ebenfalls unsicher (es ist unklar, welcher zuerst auslöst).
• Die Auslösecharakteristik des Vorgängers darf nicht schneller sein als die des Nachfolgers — z. B. ein Vorgänger mit Charakteristik B und ein Nachfolger mit Charakteristik D: Der Vorgänger löst bei Kurzschluss zuerst aus und trennt die gesamte Gruppe. Die Charakteristik des Vorgängers muss gleich oder langsamer sein.
• Die Summe der Bemessungsströme der Nachfolger darf Bemessungsstrom des Vorgängers ÷ RDF nicht überschreiten — wobei RDF (der Bemessungs-Gleichzeitigkeitsfaktor nach IEC 61439-1) von der Anzahl der Abgänge abhängt: von 1,0 für einen einzelnen Stromkreis bis zu 0,5 für 10+. Beispiel: 5 Nachfolger unter einem 40 A Gerät → Grenzwert ≈ 57 A (40 ÷ 0,7). Dies ist keine feste Marge, sondern eine realistische Berechnung des gleichzeitigen Stroms.
• Differenzialselektivität von RCDs — der IΔn des vorgeschalteten RCD muss mindestens das Dreifache des IΔn des nachgeschalteten RCD betragen (z. B. vorgeschaltet 100 mA, nachgeschaltet 30 mA), gemäß IEC 61008-1; andernfalls lösen beide bei einem Fehlerstrom aus.

💡 Die Prüfungen gelten für Schutzgeräte: Bemessungsströme und Charakteristiken werden nur für LS-Schalter, RCBOs, AFDDs und Sicherungen verglichen. RCDs, Schütze und Relais sind ausgeschlossen, da sie keinen Überlastschutz bieten.

Siehe auch: Automatische Prüfungen