Überstromschutzorgane
by Sven Robakowski

Aufgabe :
Überstromschutzorgane haben die Aufgabe, jede Leitung vor thermischer Überlastung, d.h. Überlaststrom und Kurzschlussstrom, zu schützen. Den sicheren Schutz der Leitungen übernehmen dabei Leitungsschutzschalter und Schmelzsicherungen.

LS-Schalter :
LS-Schalter haben zwei voneinander getrennt wirkende Auslösemechanismen für den Überlast- und Kurzschlussschutz.
Für den Schutz bei Überlast sorgt ein zeitlich verzögert wirkender Thermo - Bimetallauslöser. Die mechanische Bewegung des Bimetalls führt zum Auslösen (Bimetall für Temp. von 25 ° eingestellt).
Den Schutz beim Kurzschluss übernimmt der zeitlich nahezu unverzögert wirkende elektromagnetische Auslöser.
Alle LS-Schalter besitzen ein Freiauslösung, d.h., dass die Auslöser auch dann arbeiten, wenn der Schalter in der Ein-Stellung festgehalten wird.
Die Überstromempfindlichkeit der verschiedenen Verbrauchsmittel kann durch den Einsatz von Leitungsschutzschaltern unterschiedlicher Auslösecharakteristik berücksichtigt werden.

  • B-Charakteristik
  • 1,13 - 1,45 x I 3 - 5 x I Licht-und Steckdosen- max. 1h bei 30°C < 0,1 s (Stromkreise)
  • C-Charakteristik
  • siehe B-Char. 5 - 10 x I wie B, aber wo < 0,1 s (Stromspitzen)
  • K-Charakteristik
  • 1,05 - 1,2 x I 8 - 12 x I Einschalten von 2 h bei 20°C < 0,2 s (Motoren)
  • Z-Charakteristik
  • 1,05 - 1,2 x I 2 - 3 x I Schutz empfindl. 2 h bei 20°C < 0,2 s (elektr. Bauelemente)
  • L-Charakteristik
  • 1,5 - 1,9 x I (6 u. 10 A) 5 x I (alt) jetzt B u. C 1,4 - 1,75 x I (16 u. 25 A) < 0,2 s

    LS- Schalter werden in verschiedenen Bauformen und Nennströmen gefertigt. Sie sind 1-4 polig im Handel erhältlich und haben Nennströme von 6 10 13 16 20 25 32 35 40 50 63 A, wobei bei der K-Charakteristik Sicherungsautomaten mit Nennströmen von 0,2 ..... 63 A gefertigt werden. Mit dem Einsatz von LS-Schaltern mit verschiedenen Nennströmen wird eine gewisse Selektivität erreicht. Im Fehlerfall schaltet nur die Überstromschutzeinrichtung ab, die unmittelbar vor der Fehlerquelle liegt, ohne dass die Vorsicherung mit anspricht. Der Nennstrom der LS-Schalter (B-,C-, K-, Z- Charakteristik) darf nur so groß sein, wie die zulässige Strombelastbarkeit der Leitung.
    Alle LS-Schalter sind mit Bildzeichen versehen.

  • VDE - Prüfzeichen
  • B - Auslösecharakterisrik
  • 16 A - Nennstrom
  • 6000 A - Schaltvermögen ( Kurzschlussschaltvermögen 3000 A / 6000 A oder 10000 A)
  • 3 - Strombegrenzungsklasse (höchste Klasse 3 - 2 - 1)
  • 230/400 - Nennspannung
  • Häufig ist der zu erwartende Kurzschlussstrom nicht bekannt. Um Beschädigungen der LS-Schalter durch zu hohe Kurzschlussströme auszuschließen, ist ihnen durch Vorschalten von Überstromschutzeinrichtungen mit höchstens 100 A Nennstrom Rückschutz (Back-up-Schutz) zu geben. Eine solche Schutzeinrichtung muss mindestens die strombegrenzende Wirkung einer Schmelzsicherung der Betriebsklasse gL haben. LS-Schalter werden immer so angeschlossen, dass die Zuleitung unten ist und es oben zu den einzelnen Verbrauchern geht. Sie werden mit feindrähtiger Leitung (z.B. H07 V-K) und verzinnten Kabelschuhen angeschlossen. Die Breite der LS-Schalter (1-polig) beträgt ohne Hilfsschalter 17,5 mm (max. 17,8 mm), mit Hilfsschalter max. 26,9 mm. Die Höhe beträgt max. 80 mm. Die Firma ABB oder Hager stellen für LS-Schalter auch Hilfsschalter her. Sie werden eingesetzt, um im Fehler- wie Betriebsfall gleichzeitig mit dem Hauptstromkreis auch Steuer-und Überwachungsstromkreise zu schalten oder um den Schaltzustand des LS-Schalters zu überwachen oder zu signalisieren. Der Hilfsschalter ist untrennbar mit dem LS-Schalter verbunden.
    Die Hilfsstromkreise müssen gegebenenfalls für sich gegen Überstrom geschützt werden. Es gibt verschiedene Ausführungen z.B. mit Öffner- und Schließerkontakten.

    Schmelzsicherungen :
    Die 2. Gruppe der Überstromschutzorgane sind die Schmelzsicherungen. Sie unterbrechen ebenfalls die Stromkreise bei Überlast- und Kurzschlussströme, wobei ein Kurzschlussstrom eine sehr geringe Zeit benötigt, gegenüber Überlaststrom. Schmelzsicherungen werden nach zwei Kriterien unterteilt :

    1. Bauart:

  • - Schraubsystem (D- und Do-System)
  • - Messerkontaktsystem (NH-, HH-System)
  • 2. Betriebsklassen:
    Kennzeichnung mit zwei Buchstaben. Der 1. gibt die Funktionsklasse,

  • - g = Ganzbereichssicherung (für Überlast und Kurzschluss)
  • - a = Teilbereichssicherung (für Kurzschluss)
  • ...der 2. das zu schützende Objekt :

  • - G(L)= Leitungen und Kabel
  • - M = Schaltgeräte
  • - R = Halbleiter Bauelemente
  • - B = Bergbau - Anlagen
  • - Tr = Transformatoren an.
  • Aufbau der Schmelzsicherungen :
    Schraubkappe mit Glasfenster, Prüfschlitz, Passschraube Passfeder oder Passring, Sicherungssockel mit Fußkontakt und Schmelzeinsatz mit Kopfkontakt, Unterbrechungsmelder (Kennmelder), Feder, Schmelzleiter, Haltedraht, Porzellankörper, Quarzsand und Fußkontakt. Durch den Quarzsand der Schmelzeinsätze führen ein oder mehrere Schmelzleiter, die am Kopfkontakt und am Fußkontakt befestigt sind. Der Schmelzleiter besteht aus Silber, Kupfer oder einer Legierung aus beiden Metallen. Neben dem Leiterdraht (Schmelzleiter) wird vom Fußkontakt aus noch ein Haltedraht, z.B. aus Konstantan, geführt. Am Haltedraht ist über eine kleine Feder der Unterbrechungsmelder befestigt. Beim Durchschmelzen des Schmelzleiters wird auch der Haltedraht unterbrochen und der farbig gekennzeichnete Melder abgeworfen.

    Schmelzeinsätze :
    NennströmeKennfarben
    2 A
    rosa
    4 A
    braun
    6 A
    grün
    10 A
    rot
    16 A
    grau
    20 A
    blau
    25 A
    gelb
    35 A
    schwarz
    50 A
    weiss
    63 A
    kupfer
    80 A
    silber
    100 A
    rot

  • Man unterscheidet insgesamt 4 Systeme:

    1.DIAZED-System
    älteres System (D- System) Nennspannung AC und DC 500 V

  • D II (E 27) = 2 - 25 A
  • D III (E 33) = 35 - 63 A
  • D IV (R 1¼ Zoll) = 80 - 100 A
  • D V (R 2 Zoll) = 125 - 200 A
  • 2.NEOZED-System
    platzsparendes, neue System (DO- System) Nennspannung AC 380 V, DC 250 V

  • D 01 (E 14) 2 - 16 A
  • D 02 (E 18) 20 - 63 A
  • D 03 (M 30*2) 80 - 100 A
  • 3.NH-System
    Niederspannungs-Hochleistungssicherungen mit Stromstärken von 6 bis über 1250 A Einsätze :

  • NH 00 = 6 - 100 A
  • NH 0 = 35 - 160 A
  • NH 1 = 80 - 250 A
  • NH 2 = 125 - 400 A
  • NH 3 = 315 - 630 A
  • NH 4 = 500 - 1000 A
  • NH 4a = 500 - 1250 A Nennstrom
  • NH-Sicherungen haben Messerkontakte. Man kann ihre Schmelzeinsätze nur mit einem isolierten Betätigungsgriff mit daran fest angebrachtem Unterarmschutz einsetzen bzw. entfernen. Um irrtümlich falsche Schmelzeinsätze zu verwenden, haben die Fußkontakte je nach Nennströme verschieden Durchmesser. Deshalb passen Schmelzeinsätze mit höheren Nennströmen nicht in Passeinsätze mit niedriegeren Nennströmen. Ausnahme 10A Schmelzeinsatz- es gibt ihn auch als Fußkontakt-Durchmesser des 6A Einsatzes.

    4. HH-System
    (Hochspannungs-Hochleistungssicherung)
    Diese Sicherungen werden als Kurzschlussschutz mit Nennspannungen von 3,6 kV - 36 kV eingesetzt. Sie haben mehrere, parallel angeordnete Schmelzleiter aus Silber, die in Quarz- sand eingebettet sind. Bei Überlast schmelzen die Schmelzleiter und der Haltedraht ab. Der Quarzsand löscht den Lichtbogen. Der durch den abgeschmolzenen Haltedraht freigegebene Schlagbolzen löst den Sicherungslasttrennschalter oder eine Meldeeinrichtung aus. Der Lasttrennschalter wird dann sofort allpolig abgeschalten.

    Zu den Schmelzsicherungen zählen auch die Geräteschutzsicherungen bzw. Glassicherungen oder Feinsicherungen , z.B. von Netzgeräten und Messinstrumenten. Man unterscheidet dabei die folgenden Auslöseverhalten :

  • - FF - superflink
  • - F - flink
  • - M - mittelträge (der 1,5 fache Nennstrom wird mindestens 1 h ausgehalten)
  • - T - träge (beim 2,1 fachen Nennstrom wird zwischen 2 und 30 min abgeschaltet)
  • - TT - superträge
  • Sie sind in der Lage, nur einen begrenzten Kurzschlussstrom abzuschalten. Gerätesicherungen werden für folgende Nennströme gebaut:

    0,032 A
    0,04 A
    0,05 A
    0,063 A
    0,08 A
    0,1 A
    0,125 A
    0,16 A
    0,2 A
    0,25 A
    0,315 A
    0,4 A
    0,5 A
    0,63 A
    0,8 A
    1,0 A
    1,25 A
    1,6 A
    2,0 A
    2,5 A
    3,15 A
    4,0 A
    6.3 A
    10 A

    Sie sind in den Größen 5 x 20 mm (verwechselbar) 5 x 30 mm (unverwechselbar) 5 x 25 mm (unverwechselbar) 5 x 20 mm (unverwechselbar) erhältlich.