Sie gehören zu den Sicherheitskomponenten in der Schalttechnik, schützen Stromkreise vor Schäden durch Überlast oder Kurzschluss. Eine Überlast tritt dann auf, wenn zu viel Strom durch den Stromkreis fließt, was zu einer übermäßigen Erwärmung der Leitungen führen kann. Leistungsschalter enthalten in der Regel eine Bimetall-Leiste, die sich bei Erwärmung durch Überlastung verbiegt. Wenn diese Verbiegung einen bestimmten Punkt erreicht, löst sie einen Mechanismus aus, der den Schalter öffnet und den Stromkreis unterbricht.

Ein Kurzschluss ist dagegen ein direkter Stromfluss zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis, der den normalen Weg umgeht. Das führt zu einem plötzlichen Anstieg des Stromflusses und damit zu einer potenziell gefährlichen Situation. Leistungsschalter erkennen Kurzschlüsse durch eine elektromagnetische Spule, die bei einem schnellen und hohen Stromanstieg aktiviert wird. Sie zieht einen Anker an, der den Schalter sofort öffnet.

Industrierelais

Industrierelais sind Zustandsschalter in besonders robusten Gehäusen. Sie finden sich überwiegend für die Steuerung größerer Lasten oder zur Signalverarbeitung in der Fertigung. Industrierelais nutzen zur Funktion Steuersignale mit geringer Spannung, um größere Lasten oder Stromkreise zu schalten. Technisch unterschieden wird dabei in elektromechanische Relais und Halbleiterrelais.

Elektromechanische Industrierelais enthalten im Steuerkreis eine Spule mit Eisenkern. Wird die Spule von einem elektrischen Steuersignal durchflossen, entsteht ein Magnetfeld. Das zieht einen beweglichen Anker an, der wiederum im Lastkreis die Schaltkontakte betätigt. Diese Kontakte können entweder als Öffner, Schließer oder Wechsler konfiguriert sein. Das ermöglicht die Steuerung von höheren Strömen oder Spannungen im Lastkreis, durch kleinere Ströme im Steuerkreis.

Elektromechanische Industrierelais bieten eine galvanische Trennung zwischen Steuer- und Lastkreis. Das bedeutet: Es gibt keine direkte elektrische Verbindung zwischen den beiden Stromkreisen. Das ist wichtig für die Sicherheit und zum Schutz von Anlagen und Steuerungssystemen.

Im Gegensatz zu elektromechanischen Relais verwenden Halbleiterrelais Thyristoren, Triacs oder Transistoren, um den Lastkreis zu schalten. Da sie keine beweglichen Teile enthalten, sind sie geräuschlos, verfügen über eine längere Lebensdauer sowie schnellere Reaktionszeiten und größere Präzision beim Schaltvorgang. Im ausgeschalteten Zustand gibt es allerdings keine galvanische Trennung von Steuer- und Lastkreis. Halbleiterrelais sind daher anfällig für externe elektrische Einflüsse wie Überspannungen und starke elektrische Felder, die durch entsprechende Schutzeinrichtungen verhindert werden müssen.

Schütze

Bei Schützen handelt es sich in der Schalttechnik um Geräte, die in vielen elektrischen Systemen das Steuern von größeren Lasten übernehmen. Schütze sind eigentlich große Relais und verfügen über einen ähnlichen Aufbau mit einer Spule, einem Anker und Kontakten im Lastkreis. Im Vergleich zu Relais sind sie aber für das Schalten höherer Ströme und Spannungen ausgelegt. Sie können beispielsweise große elektrische Motoren und Heizelemente steuern.

Neben den elektromechanischen Ausführungen gibt es Schütze auf Halbleiterbasis. Auch diese Art von Schütz enthält keine beweglichen Teile und nutzt stattdessen elektronische Komponenten für den Schaltvorgang. Für spezielle Anwendungen sind zudem Varianten erhältlich. So wird ein Hilfsschütz verwendet, um einen oder mehrere kleinere Steuerstromkreise zu steuern, die wiederum größere Schütze oder andere Schaltgeräte aktivieren. Hilfsschütze verfügen oft über mehrere Kontakte – sowohl Öffner als auch Schließer –, um verschiedene Teile einer Steuerungsschaltung gleichzeitig zu steuern.

Installationsschütze steuern größere elektrische Verbraucher oder Stromkreise, zum Beispiel Beleuchtungssysteme, Energieversorgungsanlagen oder größere Motoren. Diese Schütze lassen sich durch Niederspannungssignale steuern, ausgegeben von Schaltern, Zeitschaltuhren, Thermostaten oder anderen Steuerelementen, vorzugsweise im Gebäudemanagement. Installationsschütze sind in der Regel kompakter als industrielle Schütze und für die Montage auf Hutschienen in Schaltschränken oder ähnlichen Installationen konzipiert.

Wendeschütze wiederum bestehen typischerweise aus zwei Schützen. Jedes Schütz ist so verkabelt, dass es die Phasenfolge des an den Motor gelieferten Stroms ändert. Die Änderung der Phasenfolge bewirkt eine Umkehr der Drehrichtung des Motors. Eine wichtige Eigenschaft von Wendeschütz-Schaltungen ist die Verriegelungslogik. Sie stellt sicher, dass nicht beide Schütze gleichzeitig aktiviert werden können, was einen Kurzschluss zur Folge hätte. Die Verriegelung kann mechanisch, elektrisch oder durch eine Steuerungslogik erfolgen.

Motorschutzschalter