Maximale Sicherheit

Spezial SPS IPC Drives

Stromschutz – Für einen optimalen Schutz vor Überlast und den damit verbundenen, teils fatalen Folgen empfiehlt sich ein zweipoliger thermischer Kombi-Schutzschalter, wie ihn Spezialist E-T-A im Programm hat.

06. November 2017

Der Schutz bei Überstrom findet in der Praxis oft zu wenig Beachtung. Jedoch können Überlastströme oder Kurzschlussströme heftige Schäden verursachen. Werden diese Ströme nicht rechtzeitig abgeschaltet, kommt es unweigerlich zu Überhitzungsschäden.

Im schlimmsten Fall geraten Geräte und Maschinen sogar in Brand. Deshalb ist der Einsatz einer passgenauen Überstromschutzeinrichtung immens wichtig, um für eine rechtzeitige Trennung von der Versorgungsspannung zu sorgen.

Die Nutzung des elektrischen Stromes als Energiequelle wäre ohne Schutzeinrichtung zu riskant und damit undenkbar. Je nach Anwendung können verschiedene Überstromschutzeinrichtungen zum Einsatz kommen. Bei der Auswahl spielen dabei technische Daten wie Nennspannung und Nennstrom sowie die im Einsatz auftretenden wechselnden Belastungen des zu schützenden Verbrauchers eine große Rolle.

Durch ihre zuverlässige Funktion auf der Basis unumstößlicher physikalischer Gesetze und aufgrund ihrer einfachen Konstruktion ist die Schmelzsicherung eine sehr gängige Überstromschutzeinrichtung und demzufolge ein Klassiker.

Basis einer jeden Schmelzsicherung ist ein gut isolierender Grundkörper. Das Herzstück stellt der Schmelzleiter dar. Für die Schutzfunktion der Schmelzsicherung wird die Wärmewirkung des elektrischen Stromes genutzt. Wird der Nennstrom der Schmelzsicherung für eine gewisse Zeit um einen bestimmten Wert überschritten, schmilzt der Schmelzleiter. Die Schmelzsicherung hat sozusagen ausgelöst.

Häufig ist der Schmelzleiter zusätzlich von Quarzsand umgeben. Dieser ist besonders wichtig, um im Falle eines auftretenden Kurzschlusses die Löschung des dabei entstehenden Lichtbogens zu gewährleisten. Das daraus resultierende sehr hohe Schaltvermögen und die starke Strombegrenzung stellen wohl die wichtigsten Eigenschaften einer Schmelzsicherung dar. Schmelzsicherungen kommen zum Beispiel im Haushalt und in Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Aber auch einzelne Geräte werden mit Schmelzsicherungen in Form sogenannter Geräte- beziehungsweise Feinsicherung abgesichert. Typische Anwendungsbeispiele sind Heimelektronik, Netzteile und Messtechnik.

Oft ist ein Schalter besser

Doch nicht immer ist die Feinsicherung als Überstromschutzeinrichtung für Geräte die erste Wahl. Handelt es sich bei den zu schützenden Verbrauchern um Motoren, Trafos, Magnetventile oder Niederspannungsleitungen, empfiehlt sich der Einsatz von sogenannten thermisch auslösenden Geräteschutzschaltern, die eine passgenaue Absicherung ermöglichen. Thermobimetalle sind hierbei die am häufigsten verwendeten Auslöseelemente. Höhe und Dauer des Überstromes sowie die Umgebungstemperatur bestimmen den Auslösezeitpunkt des Schutzschalters. Vor allem dann, wenn Überlast zu erwarten ist, empfiehlt sich eine solche Lösung auf jeden Fall.

Denn zum einen zeigen sich thermische Geräteschutzschalter weitestgehend unempfindlich gegenüber Einschalt-Stromspitzen. Zum anderen besitzen sie häufig ein Streifenbimetall als Auslöseelement. Dieses lässt sich bei Bedarf passgenau an die Grenzkennlinie des zu schützenden Verbrauchers anpassen. So lassen sich unnötige Frühauslösungen vermeiden.

Solch zeitlich begrenzte Sonderbelastungen stellen den häufigsten Grund für ungewolltes Auslösen von Feinsicherungen dar. Zum einen können Einschalt-Stromspitzen zu einer ungewollten Auslösung führen. Zum anderen können diese sowie andere immer wieder auftretende Belastungen unterhalb der Zeit-Strom-Kennlinie den Schmelzleiter vorschädigen. Dadurch löst die Feinsicherung unter Umständen irgendwann auch im Normalbetrieb aus. Unnötige, zeitaufwändige und nervige Sicherungswechsel sind die Folge. Durch den Einsatz von thermischen Geräteschutzschaltern erübrigen sich diese Probleme. Denn nach einer Überstromauslösung lassen sie sich bequem und sicher wieder einschalten. So kann der Anwender Zeit und Geld sparen.

Kombi-Schutzschalter empfohlen

Werden die Geräte in einphasigen Wechselstromnetzen an Steckdosen betrieben, so empfiehlt E-T-A, Spezialist für elektronische Sicherheitsbauelemente, sogenannte zweipolige thermische Kombi-Schutzschalter wie zum Beispiel den Typ 3120. Dabei handelt es sich um einen zweipoligen Ein- und Ausschalter mit integriertem Überstromschutz. Er unterstützt Entwickler bei der systematischen Bauteilreduzierung und sorgt so für eine kostensparende Konstruktion. Ein einziges Bauteil kann so für maximale Sicherheit sorgen.

Doch warum ein zweipoliger Schutzschalter in einphasigen Wechselstromnetzen? Handelsübliche Steckdosen verfügen üblicherweise über drei Anschlussklemmen für Phasenleiter, Neutralleiter und PE-Leiter. Gefahr in diesem Trio birgt lediglich der Phasenleiter. Denn er führt Spannung und somit den Strom. Bei seiner Berührung kommt es zum elektrischen Schlag. Wer also sicherstellen will, dass ein Gerät nach einer Überstromauslösung hundertprozentig spannungsfrei ist, muss sicher den stromführenden Phasenleiter unterbrechen.

Ein einpoliger Überstromschutz, sei es mittels einer Feinsicherung oder eines einpoligen Schutzschalters, kann dies nicht ausnahmslos gewährleisten. Denn wenn das Gerät an einer Steckdose angeschlossen wird, kommt es darauf an, wie der Gerätestecker in der Steckdose sitzt. Es besteht lediglich eine 50/50-Chance, den Phasenleiter zu erwischen, da der Gerätestecker jederzeit um 180 Grad gedreht werden kann.

Bedeutet dies, dass der Einsatz von zwei Feinsicherungen oder zwei einpoligen Schutzschaltern diese Gefahr beseitigt? Die Antwort ist Nein. Denn in der Praxis löst im Überstromfall toleranzbedingt meist lediglich eines der beiden Überstromelemente aus und zwar das leicht schnellere. Auch in diesem Fall ist der Verbraucher nicht sicher spannungsfrei. mk

Auf einen Blick

Schutzschalter von E-T-A

• Nur beim Einsatz eines zweipoligen thermischen Schutzschalters findet eine sichere zweipolige galvanische Trennung statt.

• Die passgenaue Auslegung des Schutzschalters und die einfache Wiedereinschaltbarkeit nach einer Überstromauslösung sorgen neben dem Sicherheitsaspekt für eine zeit- und kostensparende Überstromschutzeinrichtung.

• Hohe Geräteverfügbarkeit und zufriedene Anwender sind die Folge.

•  Seit mehr als 60 Jahren agiert E-T-A aus Altdorf auf den internationalen Märkten. Das Firmenmotto »Engineering Technology« steht weltweit für leistungsfähige Lösungen zur optimalen Entfaltung elektrischer Leistung.

Erschienen in Ausgabe: 08/2017