Elektrische Schutzgeräte: Sicherungen, LS- & FI-Schalter

Elektrische Schutzgeräte sind essenziell für die Sicherheit von Anlagen und Personen. Sie verhindern Schäden durch Überlast, Kurzschlüsse und Isolationsfehler. Dieser Artikel beleuchtet die wichtigsten Schutzkomponenten: Sicherungen, Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) und Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter).

Sicherungen (Schmelzsicherungen)

Sicherungen sind grundlegende Schutzkomponenten in elektrischen Anlagen, die bei Überstrom den Stromkreis unterbrechen, um Schäden an Geräten und Leitungen zu verhindern. Sie sind Einweggeräte, die nach dem Auslösen ersetzt werden müssen.

Eigenschaften von Sicherungen

• Nennstrom: Der maximale Strom, den die Sicherung unter normalen Betriebsbedingungen dauerhaft führen kann.
• Ausschaltvermögen: Der maximale Kurzschlussstrom, den die Sicherung sicher unterbrechen kann, ohne selbst zu versagen.
• Anzeigeelement (Schlagstift): Ein mechanisches Element, das anzeigt, wenn die Sicherung ausgelöst hat.
• Sicherungstyp: Klassifiziert den Verwendungszweck der Sicherung. Gängige Typen sind:
  • gG (Ganzbereichsschutz): Allgemeiner Schutz für Leitungen und Geräte.
  • gL (Leitungsschutz): Speziell für den Schutz von Leitungen.
  • gM (Motorschutz): Für den Schutz von Motoren.
  • aR (Teilbereichsschutz): Schnelles Ansprechen, z. B. für Halbleiterschutz.

Selektivität im Stromnetz

Selektivität gewährleistet, dass bei einer Störung nur der direkt betroffene Bereich einer Anlage vom Netz getrennt wird, während der Rest der Installation normal weiterarbeitet. Dies wird durch eine abgestimmte Anordnung von Schutzgeräten erreicht.

• Zeitselektivität: Vorgesetzte Schutzschalter sind mit einer Auslöseverzögerung konfiguriert, die dem nachgeschalteten Schalter genügend Zeit zum Auslösen gibt.
• Stromselektivität: Vorgesetzte Schutzschalter sind für einen höheren Auslösestromwert als die nachgeschalteten Schalter ausgelegt.
• Natürliche Selektivität: Ergibt sich aus der Verwendung von Schutzgeräten mit unterschiedlichen Funktionen oder Nennströmen.

Leitungsschutzschalter (LS-Schalter)

Ein Leitungsschutzschalter ist eine wiederverwendbare Schutzvorrichtung, die elektrische Stromkreise vor Überlast und Kurzschlussströmen schützt. Im Gegensatz zu Sicherungen können LS-Schalter nach dem Auslösen manuell wieder eingeschaltet werden.

Merkmale von LS-Schaltern

LS-Schalter verfügen über zwei unabhängige Auslösemechanismen:

• Magnetische Auslösung:

  Schutz vor Kurzschlussströmen

  Reagiert sehr schnell auf hohe, gefährliche Kurzschlussströme.

• Thermische Auslösung:

  Schutz vor Überlast

  Reagiert langsamer auf anhaltende Überströme, die zu einer Erwärmung führen.

Weitere wichtige Merkmale sind:

• Anzahl der Pole: Gibt an, wie viele Leiter der Schalter unterbrechen kann (z. B. einpolig, zweipolig, dreipolig).
• Nennstrom: Der maximale Strom, den der LS-Schalter unter normalen Betriebsbedingungen dauerhaft führen kann.
• Ausschaltvermögen: Der maximale Kurzschlussstrom, den der LS-Schalter sicher unterbrechen kann.
• Auslösekurve: Definiert das Ansprechverhalten des LS-Schalters in Bezug auf Auslösezeit und Stromwert. Gängige Kurven sind:
  • Kurve B: Für den Schutz von Beleuchtungs- und Heizstromkreisen.
  • Kurve C: Für allgemeine Anwendungen und Stromkreise mit höheren Einschaltströmen (z. B. Motoren).
  • Kurve D: Für Stromkreise mit sehr hohen Einschaltströmen (z. B. Transformatoren, Schweißgeräte).
  • ICP: (In Spanien gebräuchlich, für den Hauptleitungsschutz)

Fehlerstrom-Schutzschalter (FI-Schalter / RCD)

Ein Fehlerstrom-Schutzschalter (RCD - Residual Current Device) schützt Personen vor gefährlichen Stromschlägen durch indirekten Kontakt und die Anlage vor Isolationsfehlern. Er erkennt kleine Fehlerströme, die über den Schutzleiter oder den Erdboden abfließen.

Merkmale von FI-Schaltern

• Nennstrom: Die maximale Stromstärke der Installation, in die der FI-Schalter eingebaut werden soll.
• Nennspannung: Die Spannung der Installation, in die der FI-Schalter eingebaut werden soll.
• Empfindlichkeit (Nennfehlerstrom): Der minimale Fehlerstromwert, der die Auslösung des FI-Schalters bewirkt. Es gibt Geräte mit niedriger (z. B. 30 mA für Personenschutz) und hoher Empfindlichkeit (z. B. 300 mA für Brandschutz).
• Anzahl der Pole: FI-Schalter werden üblicherweise als zweipolige (für einphasige Netze) und vierpolige (für dreiphasige Netze) Geräte hergestellt.