Wissenswertes zu Schutzschaltern

Von elektrischen Anlagen können trotz ordnungsgemäßem Aufbau Gefahren sowohl für die hiermit betriebenen Geräte und Betriebsmittel als auch für die Umgebung sowie die damit in Berührung kommenden Menschen ausgehen. Aus diesem Grund sind diese Anlagen zum Schutz vor potentiellen Gefährdungen mit wirksamen Einrichtungen auszurüsten, die unter den Begriff „Schutzschalter“ fallen, weil diese beim Auftreten unzulässiger Betriebszustände zur Sicherheit automatisch die weitere Strom- bzw. Spannungszufuhr unterbrechen

Welche Ausführungen gibt es?

Weil Gefahrenquellen und die zu schützender elektrischen Einrichtungen sehr unterschiedlich sind, gibt es auch verschiedene Arten dieser Schutzeinrichtungen. Hier die wichtigsten Ausführungen:

Leitungsschutzschalter

Auch „LS-Schalter“ werden landläufig als „Sicherung“ bezeichnet: Diese trennen bei Überschreiten eines vorgegebenen Stromwertes den elektrischen Stromkreis und verhindern so die Überlastung und unzulässige Erwärmung der Elektroleitungen. Diese sind unter der Kategorie „Elektroinstallation“ zu finden.

Überstrom-Schutzschalter

Überstrom-Schutzschalter für Geräte: Auch die werden landläufig als „Sicherung“ bzw. „Gerätesicherung“ bezeichnet. Diese sorgen dafür, dass bei unzulässig hoher Stromaufnahme die Stromzuführung unterbrochen wird.

Motorschutzschalter

Motoren müssen zuverlässig vor Überhitzung geschützt werden, um keinen Schaden zu nehmen oder die Umgebung zu gefährden (Brandgefahr). Beim Anlaufen oder kurzzeitiger mechanischer Belastung nehmen Motoren deutlich höhere Ströme als im regulären Betrieb auf. Das kann toleriert werden und darf noch nicht zum Auslösen des Schutzschalters führen. Erst wenn die Leistungsaufnahme dauerhaft überschritten wird, muss die Stromzufuhr abgeschaltet werden. So ist gewährleistet, dass die Leistung des Motors maximal ausgenutzt werden kann.

Wie funktionieren Schutzschalter?

Überstrom-Schutzschalter für den Einbau in Geräten arbeiten meistens thermisch. Dabei erwärmt ein Widerstandsdraht, der vom Strom durchflossen wird, eine Bimetallzunge, die sich bei Erreichen einer definierten Temperatur so weit verbiegt, dass davon ein mechanischer Schalter betätigt wird, der den Stromfluss unterbricht. Der Schaltermechanismus, der mit einer Feder vorgespannt ist, lässt sich nach Abkühlung des Bimetalls mit einem Druckknopf zurücksetzen. Im Vergleich zu den an dieser Stelle auch oft verwendeten Schmelzsicherungen haben diese Überstrom-Schutzschalter den Vorteil, dass sie nach dem Ansprechen und der Fehlerbeseitigung nicht ausgewechselt werden müssen.

Was ist ein Motorschutzschalter?

Abbildung: Typischer Motorschutzschalter.

Ein Motorschutzschalter ist eine Überstrom-Schutzeinrichtung, mit der die Zuleitungen der drei Phasen zum Drehstrommotor überwacht werden. Wenn einer der drei in den Motor fließenden Ströme für eine vorgegeben Zeit den zulässigen Wert überschreitet, werden alle drei Phasen getrennt. Diese Funktion kann thermisch mit einem Bimetall-Mechanismus sowie mit elektronischer Strommessung realisiert werden.

Nicht nur Überlast, sondern auch unzureichende oder fehlende Kühlung kann zur Überhitzung eines Motors führen. Um das zu verhindern, werden am Motor Temperaturfühler, z.B. Kaltleiter nach DIN 44081 angebracht, die über eine externe elektrische Schaltung den Motor abschalten. Nach Abkühlen des Motors und Beseitigung der Fehlerursache kann dieser wieder in Betrieb genommen werden.

Die maximale Zeit zur Auslösung der Schutzfunktion eines Motorschutzschalters ist individuell abhängig von Motortyp. Diese wird von der thermischen Trägheit der Motormasse (Wicklung und Kernbleche) vorgegeben, die eine bestimmte Verlustwärme aufnehmen kann, ohne Schaden zu nehmen. Deshalb werden die technischen Daten des passenden Motorschutzschaltern vom jeweiligen Motor vorgegeben. Der Motorschutzschalter muss auf den Nennstrom des angeschlossenen Motors eingestellt sein. In der Norm DIN EN 60204-1, Abschnitt 7.3 (Schutz von Motoren gegen Überhitzung) werden die erforderlichen Schutzmaßnahmen beschrieben.

 

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