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Sicherungen

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Sicherungen dienen dem Schutz von Kabeln, Leitungen und Geräten und schützen vor Überlastung und Kurzschluss. Ab einer bestimmten Stromstärke wird, durch eine Sicherung, der Stromkreis und somit der Stromfluss unterbrochen. Der Wert der Stromstärke ist auf der Sicherung vermerkt. Mit der Unterbrechung des Stromkreises wird verhindert, dass bei einer Überlast Geräte schaden nehmen oder das der Kurzschlussstrom die Leitungen zwischen Verbraucher und Stromquelle derart überlastet, dass dabei eventuell ein Leitungsbrand auftreten könnte. Zudem schützen Sicherungen, bei gefährlichen Spannungen und Ströme, dass Leib und Leben.


Merksatz:

Sicherungen schützen Leben, Geräte und Leitungen und dürfen NICHT geflickt oder überbrückt werden.


Sicherung-FI-4pol.jpg

Schmelzsicherungen

Geräte- bzw. Feinsicherungen

Aufbau

Schmelzsicherungen bestehen aus einem, mit Metallkappen bestücktem, zylindrischen Glaskörper. Zwischen den Metallkappen befindet sich der Schmelzdraht.


Funktion

Übersteigt der Strom den Nennstrom der Sicherung, wird der Schmelzdraht so weit erhitzt das dieser schmilzt und den Stromkreis auftrennt.


Bemessungsstrom

Bei dem zur Sicherung angegebenen Bemessungsstrom findet keine Auslösung statt. Dieser Wert soll dem ungefähren Strom entsprechen, welcher im Gerät oder der Baugruppe fließt. Steigt der Strom auf den ungefähr 1,5 bis 1,6-fachen angegebenen Wert an, gelangt man an die Stromstärke, bei der es zur Auslösung der Sicherung kommt. Das Auslöseverhalten (Zeit-Strom-Charakteristik) der Sicherung ist in fünf Stufen unterteilt.


Auslöseverhalten

Kennbuchstaben/Auslöseverhalten

FF
F
M
T
TT
Superflink Flink Mittelträge Träge Superträge

Das Auslöseverhalten beschreibt die Reaktionszeit einer Sicherung. Kurze Spannungsspitzen führen bei einer trägen Sicherung nicht unbedingt zur Auslösung. Bei Superflinken hingegen schon, da hier schon leichte Erhitzungen des Sicherungsdrahtes genügen um die Trennung des Stromflusses zu erreichen.


Zubehör

Um Sicherungen bei einem Defekt servicefreundlich wechseln zu können, werden Sicherungshalter in unterschiedlichsten Bauformen zur Verfügung gestellt. Sicherungshalter sind in aus der offener und geschlossener Bauform erhältlich. Die offene Bauform kann dabei zur Platinen-Printmontage und die geschlossene Bauform zur Gehäusemontage eingesetzt werden.


Sicherungseinsätze

Aufbau

Der Sicherungseinsatz besteht aus dem Schmelzeinsatz mit farbigem Betriebszustandsanzeiger. Bei eingeschraubter Sicherung wird im Fenster der Schraubkappe der Zustand anzeigt. Ist der farbige Betriebszustandsanzeiger im Fenster nicht zu sehen, hat die Sicherung ausgelöst.

Die Sicherungseinsätze werden als D-System (DIAZED DIametrisch Abgestufter Zweiteiliger EDison-Schmelzstöpsel) und D0-System (NEOZED, NEO entspricht im griechischen NEU) hergestellt. Um eine Verwechslung der zum Einsatz passenden Sicherung zu vermeiden, haben die Fußkontakte, abhängig vom Bemessungsstrom, einen abgestuften Durchmesser. Im Sicherungshalter befindet sich im Unterteil eine Passschraube mit einem entsprechenden Passeinsatz. Mit dieser Sicherheitsmaßnahme soll verhindert werden, dass Sicherungen mit einem höheren Bemessungsstrom, als vorgesehen, eingesetzt werden können.


D-System (DIAZED)

Für das D-System (DIAZED) werden Schraubkappen und Passschrauben zur Befestigung im Sicherungseinsatzhalter benötigt. Der Einsatzbereich für das D-System liegt zum einen bis 500 Volt AC und maximal 100 Ampere und zum anderen bis 660 Volt AC bzw. 600 Volt DC und maximal 63 Ampere.


D0-System (NEOZED)

Für das D0-System (NEOZED) werden Schraubkappen und Passeinsätze zur Befestigung im Sicherungseinsatzhalter benötigt. Der Einsatzbereich für das D0-System liegt bis 380 Volt AC bzw. 250 Volt DC und maximal 100 Ampere. Bedingt durch die neue kleinere Bauform treten weniger Verluste und Wärme auf.


Funktionsklassen

  • g: Ganzbereichssicherungen werden angewendet wo
    • die Ströme mindestens bis zu ihrem Bemessungsstrom dauernd anliegen können.
    • Ströme innerhalb des kleinsten Schmelzstroms bis zum Bemessungsausschaltstrom geschaltet werden.
  • a: Teilbereichssicherungen, werden angewendet wo
    • Ströme dauernd bis zum Bemessungsstrom anliegen können.
    • Ströme oberhalb eines bestimmten Vielfachen ihrer Bemessungsstromstärke bis zum Bemessungsausschaltstrom abgeschaltet werden.


Betriebsklassen

  • gB: Ganzbereichs- und Bergbauanlagenschutz
  • gR: Ganzbereichs- und Halbleiterschutz
  • gL: Ganzbereichs-, Kabel- und Leitungsschutz
  • aM: Teilbereichs- und Schaltgeräteschutz
  • aR: Teilbereichs- und Halbleiterschutz


Sockelgröße/Bemessungsstrom

  • D-System:
    • D II: Sockel E27; Durchmesser 22mm; Länge 50mm; Bemessungsstrom = 2, 4, 6, 10, 16, 20, 25 A
    • D III: Sockel E33; Durchmesser 27mm; Länge 50mm; Bemessungsstrom = 32/35, 50 , 63 A
  • D0-System:
    • D 01: Sockel E14; Durchmesser 11mm; Länge 36mm; Bemessungsstrom = 2, 4, 6, 10, 16 A
    • D 02: Sockel E18; Durchmesser 15mm; Länge 36mm; Bemessungsstrom = 20, 25, 32/35, 50, 63 A


Zubehör

Schraubkappe

Mit der Schraubkappe wird der Sicherungseinsatz am entsprechenden Sockel befestigt. Damit beim Sicherungseinsatz überprüft werden kann ob der Schmelzdraht noch heil ist, ist die Schraubkappe mit einem kleinen Sichtfenster ausgestattet mit dem der farblich gekennzeichnete Betriebszustandsanzeiger überprüft werden kann.


Passschrauben und Passeinsätze

Der Sicherungseinsatz hat einen Fußkontakt zu dem eine Passschraube passt. Oftmals sind Passschrauben farblich gekennzeichnet und müssen dann zu dem farblich gekennzeichneten Betriebszustandsanzeiger des Sicherungseinsatzes passen. Mit einem Passschraubenschlüssel wird die Passschraube in den Sockel eingeschraubt und es wird so verhindert dass eine falsche Sicherung zur Absicherung genutzt werden kann.


Farbkennzeichnung

Farbkennzeichnung / Nennstrom in A

6
10
16
20
25
35
50
Grün Rot Grau Blau Gelb Schwarz Weiß


KFZ-Flachsicherungen

Flachstecksicherungen sind nur für Kleinspannungen und werden hauptsächlich in Kraftfahrzeugen verwendet. Die Bemessungsstromstärke wird bei Flachstecksicherungen durch die Farbe des Kunststoffkörpers angegeben.


Farbkennzeichnung

Bemessungsstromstärke

Schwarz Grau Violett Rosa Hellbraun Braun Rot Hellblau Gelb Weiß Hellgrün
1A
2A
3A
4A
5A
7,5A
10A
15A
20A
25A
30A


Temperatursicherungen

Temperatursicherungen sind von der Bauteiltemperatur der Geräte abhängig. Wird die zulässige Betriebstemperatur des Gerätes überschritten, wird der Stromkreis getrennt. Die Nennausschalttemperatur kann nur bei der Herstellung vorgegeben werden.


Funktion

Wird die, vom Gerätehersteller vorgegebene, Betriebstemperatur überschritten, schmilzt der Sicherungsdraht der Temperatursicherung und unterbindet den Stromfluss. Die Wiederherstellung des Stromflusses kann nur erfolgen, wenn die Temperatursicherung als ganzes ersetzt wird. Die Temperatursicherungen werden in einem formfesten, staub- und schmutzdichtem Gehäuse hergestellt. Damit eine verlustfreie Wärmeübertragung gewährleistet werden kann, ist beim Einbau darauf zu achten, dass die Temperatursicherung nach Möglichkeit direkt an der Wärmequelle platziert wird.


Leitungsschutzschalter

Leitungsschutzschalter, sogenannte LS-Schalter, sind strombegrenzende Selbstschalter. Nach dem Auslösen kann der Leitungsschutzschalter wieder eingeschaltet werden. Leitungsschutzschalter bestehen aus einem thermischen und einem elektromagnetischen Auslöser und bieten eine größere Betriebssicherheit als Schmelzeinsätze.


Aufbau

Leitungsschutzschalter gibt es in ein- oder mehrpoliger Ausführung. Beim Einschalten des LS-Schalters wird eine Speicherfeder gespannt. Bei einer Auslösung der Speicherfeder wird ein schnelles Öffnen der Kontakte bewirkt. Die Auslösung kann manuell von Hand oder im Fehlerfall automatisch erfolgen.


Funktion

Durch den thermischen Bimetall-Auslöser werden Leitungen, Geräte und Anlagen gegen Überlaststrom geschützt, in dem sich das Bimetall ausdehnt und die Verbindung trennt. Der elektromagnetische Auslöser sichert Leitungen, Geräte und Anlagen gegen Kurzschlussstrom, in dem der Schlaganker auf den Schaltkontakt schlägt und so die Kontakte auftrennt. Bei Einsatz im 3-Leiter-Wechselstrom werden 3-polige LS-Schalter eingesetzt und bei einer Auslösung in einem der Außenleiter erfolgt dann eine allpolige Abschaltung.


Auslösebedingungen

Bei Leitungsschutzschalter sind laut DIN VDE 0100-430 Auslösebedingungen einzuhalten.

Bedingungen.:

  • 1: Ib <= In <= Iz
  • 2: I2 <= 1,45 * In

Ib = zu erwartender Betriebsstrom in A
In = Nennstrom Schutzorgan in A
Iz = Strombelastbarkeit Leitung in A
I2 = Auslösestrom Schutzorgan in A


Auslösecharakteristik

Kennbuchstaben/Auslöseverhalten

Charakteristik
Anwendung
thermischer Auslöser
elektromagnetischer Auslöser
B Standard-Leitungsschutz, Verwendung u.a. in Hausinstallationen für Steckdosen, Licht etc. 1,45 * In 3 bis 5 * In
C Standard-Leitungsschutz, Verwendung bei hohen Anlaufströmen von z.B. Motoren 1,45 * In 5 bis 10 * In


Fehlerstromschutzschalter

Fehlerstromschutzschalter oder RCD (Residual current protective device) sind selbstauslösende Überwachungseinrichtungen. Sie dienen als Personen- und Geräteschutz und werden auch als FI-Schalter oder Personenschutz-Schalter bezeichnet. Wird ein Fehlstrom festgestellt erfolgt eine allpolige Trennung vom Netz.


Funktion

Der Fehlerstromschutzschalter überprüft die zufließenden und abfließenden Ströme. Im Normalbetrieb ist die Summe der zufließenden gleich der abfließenden Ströme (Σ Izu = Σ Iab / 1.Kirchhoff´scher Satz, Knotenpunktregel). Sollten die abfließenden Ströme ungleich der zufließenden Ströme sein oder auf dem Schutzleiter fließt ein Strom, reagiert der Fehlerstromschutz und schaltet ab. Da der Fehlerstromschutzschalter keinen Überstromschutz beinhaltet, ist der Fehlerstromschutzschalter immer zusammen mit einem Leitungsschutzschalter zu verbauen.


Betriebsstrom

Mit der Angabe zum Betriebsstrom wird die Stromstärke genannt, die ein Fehlerstromschutzschalter dauerhaft führen kann.


Fehlerstrom

Mit der Angabe zum Fehlerstrom wird mitgeteilt bei welchem Fehlerstrom der Fehlerstromschutzschalter auslöst. Der Fehlerstrom zum Personenschutz wird mit 0,03 Ampere (30mA) angegeben. Die Differenz von 30mA entsteht wenn der abgehende Strom größer als der eingehende Strom ist. Für Brandschutz wird ein Fehlerstrom von 0,3A (300 mA) vorgegeben.


Sonderbauformen

Schraubautomat

Schraubautomaten können als Ersatz für Schmelzsicherungen eingesetzt werden und sind strombegrenzende Selbstschalter. Nach dem Auslösen kann der Leitungsschutzschalter wieder eingeschaltet werden. Leitungsschutzschalter bestehen aus einem thermischen und einem elektromagnetischen Auslöser und bieten eine größere Betriebssicherheit als Schmelzeinsätze.


Überstromschutzschalter/Geräteschutzschalter

Die Überstromauslösung erfolgt mit Hilfe eines Bimetalls, welches weitgehend unempfindlich gegen kurze Einschaltstromspitzen ist. Überstromschutzschalter verfügen über eine positive Freiauslösung und die Kontakte öffnen im Fall einer Überlast automatisch und bleiben offen bis eine Wiedereinschaltung erfolgt. Die Kontakte können nicht in der geschlossenen Position gehalten werden und sie schließen bei Überlast nicht automatisch, auch wenn der Rückstellknopf dauernd betätigt wird.


Anwendungen

Der Überstromschutzschalter ist für den Überlastungsschutz von Verdrahtungen, Transformatoren, Motoren und Baugruppen (wie z.B. Leiterplatten-Einheiten) geeignet.


Rückstellende Sicherungen

Eine rückstellende Sicherung, mit der Bezeichnung Polymer PTC (positive temperature coefficient), ist eine elektrische Sicherung die sich nach einer Auslösung selbständig zurücksetzt. Eine rückstellende Sicherung besitzt das Verhalten eines Kaltleiters (PTC). Steigt, bedingt durch den Stromfluss, die Temperatur erhöht sich der Widerstand. Übersteigt die Stromstärke den Fehlerstrom bzw. Auslösestrom, verfällt die Sicherung in den hochohmigen Zustand und unterbricht den Stromfluss. Das Zurücksetzen der Sicherung erfolgt durch das Ab- und wieder Zuschalten der Versorgungsspannung des Gerätes.


Anwendungen

Dort wo Kleinspannungen geschützt werden müssen, wie zum Beispiel Netzteile, Transformatoren, Motoren, etc.


Galerie

Hier sind ein paar zusätzliche, gängige Formate dargestellt.


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