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In welchen Applikationen ist ein reiner Überlastschutz ausreichend? Überstrom ist nicht gleich Überstrom.
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In welchen Applikationen ist ein reiner Überlastschutz ausreichend? Überstrom ist nicht gleich Überstrom.

Industrieelektronik

Überstrom ist nicht gleich Überstrom

In welchen Applikationen ist ein reiner Überlastschutz ausreichend?

Spätestens im Herbst, wenn der Garten winterfest gemacht werden soll, kommen wieder zahlreiche elektrische Helfer wie Gartenhäcksler zum Einsatz. Gewöhnlich übernimmt hier ein Elektromotor das Einziehen und Zerteilen der Äste. Durch den Anschluss an eine Steckdose ist er über einen Leitungsschutzschalter in der Hausverteilung gegen Kurzschluss abgesichert. Aber genügt dies als Schutz gegen Überstrom?

Betrachten wir zunächst die Definition von Überstrom. Er ist eine von mehreren Überlastungen, die ein elektrisches Gerät beschädigen können. Bei einem Kurzschluss können mehrere tausend Ampere fließen. Ursache sind meist irreparable Defekte am Gerät wie etwa Kabelbruch. Leitungsschutzschalter nach IEC 60898 können den Strom bei einem Kurzschluss schnell abschalten und somit Schäden am Gerät verhindern. Typische Kennwerte sind bis zu 25 kA, die sich sicher schalten lassen.

Neben dem erwähnten Kurzschlussstrom kann aber auch immer ein Überstrom durch Überlast auftreten. Stecken wir beispielsweise dickere Äste in unseren Häcksler, wird der Motor überbeansprucht oder sogar blockiert. Es fließt ein wesentlich höherer Strom durch die Motorwicklungen – ein Überlaststrom. Dieser ist jedoch wesentlich geringer als ein Kurzschlussstrom. Für kurze Zeit kann und soll der Motor dies sogar tolerieren – bis der dicke Ast zerkleinert ist. Der Leitungsschutzschalter in der Hausverteilung zeigt sich von solchen Strömen unbeeindruckt. Seine Hauptaufgabe ist es, beim Auftreten von Kurzschlussströmen innerhalb von Millisekunden abzuschalten.

Die verschiedenen Arten von Überlastungen
Die verschiedenen Arten von Überlastungen

Die wichtige Aufgabe des Konstrukteurs ist es nun, den Motor oder andere Verbraucher im Gerät auch gegen Überlastströme abzusichern. Ziel muss sein, unnötige Frühauslösungen zu verhindern, ohne dass das Gerät bei zu hoher oder langanhaltender Belastung Schaden nimmt.

In welchen Applikationen ist ein reiner Überlastschutz ausreichend?

Die Frage liegt nahe: warum keine Kombination aus Kurzschluss- und Überlastschutz? Eine Kombination wäre zu groß und zu teuer. Allerdings gilt: überall dort, wo ein Leitungsschutzschalter den Kurzschlussschutz übernimmt, kann ein Geräteschutzschalter nach IEC 60934 zum Einsatz kommen. Solche Geräteschutzschalter sind je nach Auslegung für Überströme bis zu maximal 3 kA geeignet. 

Im Gegensatz zum Leitungsschutzschalter können Geräteschutzschalter sehr kompakt und preisgünstig aufgebaut sein. Das übliche Wirkprinzip: Ein stromdurchflossenes Bimetall wirkt bei einem bestimmten Überstrom auf eine Schaltmechanik. Diese trennt das Gerät schnell und sicher vom Stromkreis und verhindert eine weitere Überlastung. Die Kennlinie eines solchen thermischen Schutzschalters lässt sich sehr gut an den jeweiligen Verbraucher anpassen. Somit löst dieser nicht zu früh aus, aber auch nicht zu spät.

Natürlich wäre zunächst auch eine billige Schmelzsicherung als Überlastschutz denkbar. Der Geräteschutzschalter ist allerdings per Knopfdruck einfach rücksetzbar, sobald die Ursache der Überstromauslösung behoben ist. Damit ist das elektrische Gerät sofort wieder einsatzbereit.

Die Schmelzsicherung hingegen müssen Anwender oder Servicepersonal aufwändig tauschen. Im Kombischutzschalter lassen sich sogar die Funktion des Geräteschutzschalters mit einem Ein-Ausschalter verbinden. Dies reduziert Kosten, denn der Aufwand für Verdrahtung und Lagerhaltung von Einzelteilen wie Schalter und separatem Überstromschutz entfällt.

E-T-A bietet eine breite Palette an Geräteschutzschaltern an – vom platzsparenden rücksetzbaren Schutzschalter bis hin zur Kombination aus Kombischutzschalter mit Kaltgerätesteckermodulen.

Fehler beim Spezifizieren von Geräteschutz

Mit den folgenden zwölf Fehlern zeigt ETA worauf Ingenieure bei der Wahl ihrer Schutzschalter achten sollten.
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