Unverzichtbare Schaltkomponenten


Unverzichtbare Schaltkomponenten

Leitungsschutzschalter sind Bausteine in elektrischen Schaltkreisen, die eine zentrale Rolle bei der Sicherung von Anlagen und Geräten spielen. Ihre Aufgabe geht über die einfache Unterbrechung von Stromkreisen hinaus – Denn sie schützen auch Leitungen vor Überlastungen und Kurzschlüssen.

Leitungsschutzschalter sind von entscheidender Bedeutung für die Elektrosicherheit. Sie schützen nicht nur elektrische Anlagen vor Überlastungen und Kurzschlüssen, sondern verhindern auch potenziell gefährliche Situationen, wie zum Beispiel Brände, die durch überlastete Leitungen entstehen können. Die schnelle Abschaltung bei Störungen minimiert nicht nur Schäden an elektrischen Geräten, sondern schützt auch Personen vor elektrischen Unfällen.

Ein Leitungsschutzschalter (LS), auch bekannt als Sicherungsautomat oder Miniatur-Leistungsschalter (MCB), ist ein «elektrischer Schalter», der dazu dient, elektrische Stromkreise vor Überlastung und Kurzschlüssen zu schützen.

Der Leitungsschutzschalter verfügt über ein bi-Metall oder ein anderes thermisches Element, das auf die Erwärmung durch den Stromfluss reagiert. Wenn der Stromfluss über einen längeren Zeitraum hinweg über den Nennstromwert des Leitungsschutzschalters ansteigt, erwärmt sich dieses Element und biegt sich, was dazu führt, dass der Schalter ausgelöst wird. Dies schützt vor Überlastung, die zu Überhitzung und potenziell zu Bränden führen könnte.

Zusätzlich zum thermischen Überlastschutz verfügen Leitungsschutzschalter auch über einen magnetischen Mechanismus, der auf plötzliche und hohe Stromspitzen reagiert, wie sie bei einem Kurzschluss auftreten. Ein starker Stromfluss erzeugt ein magnetisches Feld, das einen Schaltmechanismus auslöst und den Stromkreis sofort unterbricht, um Schäden zu verhindern. Leitungsschutzschalter sind somit effektive und wichtige Komponenten in elektrischen Schaltkreisen, da sie eine schnelle Reaktion auf Überlastung und Kurzschlüsse bieten, um Schäden an elektrischen Geräten und Gebäuden zu verhindern und die Sicherheit der Benutzer zu gewährleisten.

Wichtige Elemente eines Leitungsschutzschalters

  1. Kipphebel mit Schaltschloss
  2. Freilauf – für den Fall, dass der Kipphebel in der Ein-Position blockiert ist
  3. Bimetall – Thermisches Auslösesystem
  4. Schaltkontakt (fest)
  5. Schaltkontakt beweglich
  6. Funken-Löschkammer
  7. Elektromagnet – Elektromagnetisches Auslösesystem
  8. Schlaganker
  9. Anschlussklemme (Bi-Connect)
  10. Anschlussklemme
    Quelle: Hager Schweiz AG

Ein Garant für sichere elektrische Systeme der Kurzschlüsse effektiv verhindert

Dimensionierung eines Leitungsschutzschalters

Bei der Dimensionierung eines Leitungsschutzschalters müssen mehrere wichtige Punkte beachtet werden, nur so kann ein effektiver Schutz für elektrische Installationen und Geräte gewährleistet werden.

Nennstrom
Der Nennstrom eines Leitungsschutzschalters sollte dem Dauerstrom entsprechen, den die geschützte Leitung oder das geschützte Gerät benötigt, um ordnungsgemäss zu funktionieren.

Auslösecharakteristik
Die Auslösecharakteristik eines Leitungsschutzschalters gibt an, wie schnell und sensibel der Schalter auf Überlastungen oder Kurzschlüsse reagiert, um den Stromkreis zu unterbrechen und so die angeschlossenen Geräte und Leitungen vor Schäden oder Bränden zu schützen:

  • Leitungsschutzschalter mit einer B-Charakteristik werden typischerweise bei Anwendungen eingesetzt, die niedrige bis mittlere Einschaltströme aufweisen und wo eine gewisse Toleranz für kurzzeitige Überlastungen besteht → Wohngebäude, Bürogebäude, Gewerbliche Betriebe und kleinere Industrieanlagen.

  • Leitungsschutzschalter mit einer C-Charakteristik werden typischerweise bei Anwendungen eingesetzt, die mittlere bis hohe Einschaltströme aufweisen und eine schnellere Reaktion auf Überlastungen erfordern → Industrielle Anwendungen, Klimaanlagen und Pumpen, Gewerbliche Betriebe mit einer starken Strombelastung und Elektromotoren.

  • Leitungsschutzschalter mit einer D-Charakteristik werden bei Anwendungen eingesetzt, die sehr hohe Einschaltströme erzeugen und eine extrem schnelle Reaktion auf Überlastungen erfordern → Industrielle Anwendungen mit grossen Motoren, Schweissanlagen, Transformatoren und  Schwerindustrie (Stahlwerk, Giessereien).

  • Leitungsschutzschalter mit einer K-Charakteristik werden häufig bei Anwendungen eingesetzt, die eine besonders hohe Sicherheit erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen hoch ist oder in denen empfindliche Geräte geschützt werden müssen → Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen, Labore und Forschungseinrichtungen, Datenzentren und IT-Infrastrukturen und Industrieanlagen mit empfindlicher Elektronik.

  • Leitungsschutzschalter mit einer Z-Charakteristik werden speziell für Anwendungen mit sehr hohen Anlaufströmen verwendet, wie sie beispielsweise bei Motoren auftreten → Industrielle Anwendungen mit grossen Motoren, Kälte- und Klimaanlagen, Hebeanlagen und Förderbänder und Aufzüge.

Schaltvermögen / Kurzschlussstrom
Das Schaltvermögen ist wichtig, um sicherzustellen, dass der Leitungsschutzschalter in der Lage ist, bei einem Fehler oder Überlastung den Stromkreis zu unterbrechen, ohne selbst Schaden zu nehmen:

  • Schaltvermögen 6kA (6.000A) → Leitungsschutzschalter mit einem Ausschaltvermögen von 6kA werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, insbesondere in Wohn- und Bürogebäude und Kleingewerbe.

  • Schaltvermögen 10kA (10.000A) → Leitungsschutzschalter mit einem Ausschaltvermögen von 10kA werden typischerweise in industriellen Umgebungen eingesetzt, dort wo hohe Kurzschlussströme auftreten können.

  • Schaltvermögen 15kA (15.000A) → Leitungsschutzschalter mit einem Ausschaltvermögen von 15kA werden in anspruchsvollen industriellen Umgebungen eingesetzt, in denen sehr hohe Kurzschlussströme auftreten können.

  • Schaltvermögen 25kA (25.000A) → Leitungsschutzschalter mit einem Ausschaltvermögen von 25kA werden in hochleistungsfähigen industriellen Umgebungen eingesetzt, in denen extrem hohe Kurzschlussströme auftreten können.

  • Schaltvermögen 50kA (25.000A) → Leitungsschutzschalter mit einem Ausschaltvermögen von 50kA werden in extrem anspruchsvollen industriellen Umgebungen eingesetzt, in denen sehr hohe Kurzschlussströme auftreten können.

Umgebungsbedingungen
Die Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Temperatur und Feuchtigkeit, können die Leistungsfähigkeit des Leitungsschutzschalters beeinflussen. Die Auswahl sollte daher entsprechend den spezifischen Betriebsbedingungen erfolgen.

Betriebssicherheit
Der Leitungsschutzschalter sollte so dimensioniert sein, dass er die elektrische Anlage zuverlässig vor Überlastungen und Kurzschlüssen schützt, ohne dabei unnötige Auslösungen zu verursachen.

Otto Fischer übernimmt keine Haftung auf die Richtigkeit der Angaben und verweisen auf die entsprechenden Normen und Vorschriften für Leitungsschutzschalter 

Zukunftsausblick

Die Zukunft der Leitungsschutzschalter wird durch die zunehmende Integration erneuerbarer Energien und die Entwicklung smarter Elektroinstallationen geprägt sein. Die Anforderungen an Schutz und Steuerung werden weiter steigen, insbesondere in Hinblick auf die wachsende Komplexität elektrischer Systeme.

Fazit

Leitungsschutzschalter sind unverzichtbare Komponenten in elektrischen Installationen, die einen effektiven Schutz vor Überlastungen und Kurzschlüssen bieten. Durch die richtige Auswahl und Dimensionierung können sie dazu beitragen, die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit elektrischer Systeme zu gewährleisten. Es ist wichtig, die verschiedenen Typen, Auswahlkriterien und die Bedeutung von Leitungsschutzschaltern zu verstehen, um die optimale Funktionalität und Sicherheit der elektrischen Installationen zu gewährleisten. Die kontinuierliche Entwicklung und Integration neuer Technologien werden dazu beitragen, die Effizienz und Zuverlässigkeit dieser Schutzschalter weiter zu verbessern.
1
Industrie-News