Grundsätzlich werden fünf verschiedene Arten von Geräteschutzschaltern GS unterschieden. Thermische Auslösung TO ist immer dann gefragt, wenn elektrische Verbraucher gegen Überlast geschützt werden sollen.

Typische Auslösekennlinien inklusive Kurzschlussschutz bieten magnetische MO und hydraulisch-magnetische HM Schutzschalter. Wird der Strom über eine Elektronik erfasst und ausgewertet, spricht man von elektronisch-hybriden EH Geräten.

Die Trennung des Stromkreises erfolgt durch einen mechanischen Kontakt plus Antrieb. Trennung durch einen Leistungshalbleiter ist in der Norm bisher nicht vorgesehen.

Ausführlichere Informationen, für welche Anwendungen welcher Typ am besten geeignet ist, finden Sie hier: Download.

Bei thermisch-magnetischen Schutzschaltern wird die Schutzfunktion durch die Kombination aus Stromwärme und Magnetkraft ausgelöst. Der thermische Teil schützt den Verbraucher mit zeitlicher Verzögerung bei Überlast, der magnetische Teil spricht zeitlich unverzögert auf hohe Überlast- und Kurzschlussströme an.

Der fehlerhafte Stromkreis wird danach innerhalb weniger Millisekunden abgeschaltet. TM-Geräteschutzschalter sind hervorragend geeignet für Informations- und Kommunikationsgeräte bzw. für Anwendungen, die höchste Präzision angesichts von Überlastgefahr erfordern.

Geräteschutzschalter mit rein magnetischer Auslösung sind superschnell, aber auch empfindlich gegen Stromspitzen. Bei Kurzschluss wird ein fehlerhafter Stromkreis nahezu ohne zeitliche Verzögerung unterbrochen. Auslöseelement ist allein das Magnetsystem, das auf das Schaltschloss wirkt. Geräteschutzschalter mit magnetischer Auslösung sind weitgehend unempfindlich gegen Temperaturschwankungen und ideal geeignet, Leiterplatten und Halbleiter gegen die Folgen von Kurzschlüssen zu schützen.

TO    Thermal Only (Geräteschutzschalter mit thermischer Auslösung).
TM    Thermal-Magnetic (Geräteschutzschalter mit thermisch-magnetischer Auslösung).
MO    Magnetic Only (Geräteschutzschalter mit magnetischer Auslösung).
HM    Hydraulic-Magnetic (Geräteschutzschalter mit hydraulisch-magnetischer Auslösung).
EH    Electronic Hybrid (Geräteschutzschalter mit elektronischer Steuerung in Verbindung mit einer der anderen Auslösearten)

Unter Temperaturverhalten versteht man die Abhängigkeit der Belastbarkeit und der Abschaltkennlinie eines Geräteschutzschalters von der Umgebungstemperatur. Die Zeit-/Strom-Kennlinien beziehen sich in der Regel auf eine Umgebungstemperatur von 23 °C.
Thermische und thermisch-magnetische Geräteschutzschalter sind meist nicht temperaturkompensiert, d.h., die Abschaltzeiten bei einer thermischen Auslösung werden kürzer bei höheren und länger bei niedrigeren Umgebungstemperaturen. Die Zeit-/Strom-Kennlinie passt sich somit automatisch an die thermische Belastbarkeit vieler Verbraucher an.
Sind thermische Schutzschalter mit einer Temperaturkompensation ausgestattet, so bleibt die Kennlinie in einem weiten Temperaturbereich unverändert. Dies ist z.B. bei Luftfahrt-Schutzschaltern der Fall.
Die Kennlinien magnetischer und hydraulisch-magnetischer Geräteschutzschalter sind temperaturunabhängig, passen sich daher aber auch nicht an die thermische Belastbarkeit von Verbrauchern an.

UL ist die amerikanische Zulassungsstelle für Geräteschutzschalter und andere elektrische Produkte ähnlich wie der VDE für Deutschland. Die Abkürzung UL steht für Underwriters Laboratories Inc.. UL Prüf- und Zertifizierungslabors gibt es inzwischen nicht nur in den USA, sondern auch in vielen anderen Ländern. In Deutschland arbeitet UL eng mit dem VDE zusammen.

Bei Reihenmontage von Geräteschutzschaltern und gleichzeitiger Belastung von mehreren nebeneinander montierten Geräten tritt eine gegenseitige thermische Beeinflussung auf. Diese Beeinflussung kommt einer Erhöhung der Umgebungstemperatur gleich. Sie hängt ab vom Nennstrom, der Anzahl der Geräte, dem Geräteabstand, dem Gleichzeitigkeitsfaktor bei der Auslastung der Geräte und der Belüftung. Bei Reihenmontage und Gleichzeitigkeitsfaktor 1 können die Geräte nur mit 80 % des Nennstromes belastet werden bzw. die Nennströme müssen entsprechend überdimensioniert sein, um eine vorgegebene Belastung erreichen zu können.

Das ist einfach zu erklären: Der Überstromauslöser ist Bestandteil eines Geräteschutzschalters. Es handelt sich hierbei um zwei Begriffe, die oft synonym verwendet werden, aber nicht ganz identisch sind. Ein Überstromauslöser wirkt auf ein Schaltschloss und entklinkt dieses, wodurch die Kontakte geöffnet werden. Diese beiden Begriffe sind nur ein kleiner Teil des sprachlichen Durcheinanders, das hier herrscht. Der Anwender muss sich mit einer Vielzahl von Bezeichnungen auseinander setzen, die ihn oft mehr verwirren, als ihm Klarheit verschaffen.
Ähnlich konfus geht es bei Verkaufsgesprächen zu: Alle reden von den gleichen Geräten, meinen Schutzschalter, verwenden dabei jedoch völlig andere Worte. Sie reden von „Bimetallschutzschaltern“, „Gerätesicherungen“, „Überstromtrennern“, „Motorschutzschaltern“, „automatischen Sicherungen“ usw., womit noch längst nicht alle Ausdrücke aufgezählt sind, die man in der Praxis findet. Einige dieser Begriffe sind irreführend, einige werden inkorrekt gebraucht und andere wiederum sind schlichtweg falsch - wie z.B. der Begriff „reversible“ bzw. „rückstellbare Sicherung“. Nach EN 60934 ist eine Sicherung ein Gerät, das durch Abschmelzen eines oder mehrerer seiner hierzu bestimmten und ausgelegten Teile den Stromkreis, in den es eingefügt ist, öffnet, indem es den Strom ausschaltet, wenn dieser über eine ausreichend lange Zeit einen gegebenen Wert überschreitet. Damit sind Schmelzsicherungen gemeint, die, wenn sie ausgelöst haben, nicht zurückgestellt werden können (es sei denn, man überbrückt die Schmelzstelle elektrisch leitend, was absolut leichtsinnig ist, da damit kein Schutz mehr für den Stromkreis gewährleistet werden kann.).

Zusammengefasst: eine Schmelzsicherung ist nicht rückstellbar. Aber mit „rückstellbarer Sicherung“ ist in diesem Fall ja auch keine Schmelzsicherung gemeint, sondern ein Schutzschalter!

Nebenbei: In diesem Begriffschaos findet man auch echte Stilblüten, wie z. B. die „selbstheilende Sicherung“. Ist damit eine Schmelzsicherung gemeint, bei der nach der Auslösung automatisch ein Heilungsprozess einsetzt und die dadurch zu einem Schutzschalter mutiert?

 Aber Spaß beiseite: Es ist in der Tat verwirrend, wie viele verschiedene Ausdrücke es gibt. Wir von E-T-A meinen, viel zu viele! Dabei wäre es ziemlich einfach, hier Klarheit zu schaffen, wenn man sich an die entsprechenden Normen hält, dort ist alles genau definiert. Wir reden schon immer konsequent von Schutzschaltern bzw. Geräteschutzschaltern. In der internationalen Norm IEC bzw. in der europäischen Norm EN 60934 heißt es: Ein Schutzschalter ist ein mechanisches Schaltgerät, das Ströme unter Betriebsbedingungen im Stromkreis einschalten, führen und ausschalten und auch unter festgelegten außergewöhnlichen Bedingungen, wie Kurzschluss, einschalten, während einer festgelegten Zeit führen und automatisch ausschalten kann. Eine Ausnahme gibt es allerdings: Unsere Schutzschalter für den Einsatz in Kraftfahrzeugen nennen wir Kfz-Sicherungsautomaten, weil das in der Branche so üblich ist.

Man unterscheidet grundsätzlich folgende Isoliersysteme:

o    Funktionsisolierung: (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.17.1; früher: Betriebsisolierung) Isolierung, die für den einwandfreien Betrieb eines elektrischen Betriebsmittels erforderlich ist. Diese Isolierung ist keine Isolierung gegen gefährliche Körperströme und kann z.B. auch ein Lackauftrag sein.
o    Basisisolierung: (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.17.2) Isolierung unter Spannung stehender Teile, zum grundlegenden Schutz gegen gefährliche Körperströme.
o    zusätzliche Isolierung: (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.17.3) Unabhängige Isolierung zusätzlich zur Basisisolierung, die den Schutz gegen gefährliche Körperströme im Fall eines Versagens der Basisisolierung sicherstellt.
o    doppelte Isolierung: (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.17.4) Isolierung, die aus Basisisolierung und zusätzlicher Isolierung besteht.
o    verstärkte Isolierung: (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.17.5) Eine einzige Isolierung unter Spannung stehender Teile, die unter den in der jeweiligen Norm festgelegten Bedingung den gleichen Schutz gegen gefährliche Körperströme wie eine doppelte Isolierung bietet.

o    Luftstrecke L (VDE 0110-1:1997, Absch. 1.3.2) Kürzeste Entfernung in Luft zwischen zwei leitenden Teilen. Sie dient dem Schutz gegen fremde oder selbst erzeugte transiente Überspannungen (Überspannungskategorie).
Kategorie: 3
Was versteht man unter einer Kriechstrecke und was ist ein Kriechstrom?
o    Kriechstrecke K (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.3); Kürzeste Entfernung entlang der Oberfläche eines Isolierstoffes zwischen zwei leitenden Teilen (IEV 151-03-37). Sie dient dem Schutz gegen Kriechwegbildung durch Verschmutzung und unzureichende Kriechstromfestigkeit. Der Strom, der infolge von leitfähigen Verunreinigungen zwischen den beiden leitenden Teilen fließt, heißt Kriechstrom.

o    Kriechstrecke K (VDE 0110-1:1997, Abschn. 1.3.3); Kürzeste Entfernung entlang der Oberfläche eines Isolierstoffes zwischen zwei leitenden Teilen (IEV 151-03-37). Sie dient dem Schutz gegen Kriechwegbildung durch Verschmutzung und unzureichende Kriechstromfestigkeit. Der Strom, der infolge von leitfähigen Verunreinigungen zwischen den beiden leitenden Teilen fließt, heißt Kriechstrom.

Ein Fehlerstrom ist der Strom, der durch einen Isolationsfehler zwischen spannungsführenden Teilen und Erde / Masse zum Fließen kommt. Die elektrische Verbindung zwischen Fehlerstelle und Erde ist in der Regel hochohmig, wodurch die Höhe des Fehlerstromes üblicherweise im mA-Bereich liegt. Für die Erfassung solcher Fehlerströme werden FI-Schutzschalter (neu RCD Residual protective Current Device) eingesetzt, die mithilfe eines Summenstromwandlers die Differenz zwischen Hin- und Rückströmen messen. Ist diese Differenz von Null verschieden liegt ein Fehlerstrom vor.

Ein Geräteschutzschalter ist ein Schutzschalter, der besonders für den Schutz von Geräten wie z.B. Motoren, Trafos etc. ausgelegt ist.

Ein Kurzschlussstrom ist ein Überstrom, der durch einen Fehler mit niedriger Impedanz zwischen Punkten auftritt, die im bestimmungsgemäßen Betrieb unterschiedliches Potenzial haben. Ein Kurzschluss kann durch einen Fehler oder eine falsche Verbindung verursacht werden.

Die Buchstaben R, M, J und S kennzeichnen bei einem Geräteschutzschalter die Betätigungsart des Schalters. M bedeutet das Vorhandensein zur manuellen Rückstellung nach einer Auslösung. Zusätzlich besteht die Option, den Geräteschutzschalter für Testzwecke manuell ausschalten zu können. Ein M-Typ ist nicht für regelmäßige Schaltbetätigungen unter normalen Lastbedingungen bestimmt.

Die Buchstaben R, M und S kennzeichnen bei einem Geräteschutzschalter die Betätigungsart des Schalters. R bedeutet das Vorhandensein zur manuellen Rückstellung nach einer Auslösung.

Die Buchstaben R, M, J und S kennzeichnen bei einem Geräteschutzschalter die Betätigungsart des Schalters. S bedeutet selbsttätige Unterbrechung und nicht selbsttätige Rückstellung, d. h. es muss nach Auslösung manuell wieder eingeschaltet werden. Die manuelle Betätigung darf auch zum regelmäßigen Ein- und Ausschalten unter Nennbetriebsbedingungen (Bemessungswerte) verwendet werden.

Die Buchstaben R, M, J und S kennzeichnen bei einem Geräteschutzschalter die Betätigungsart des Schalters. J bedeutet selbsttätige Unterbrechung und selbsttätige Rückstellung, d.h. der Schutzschalter wird laufend öffnen und schließen („pumpen“), wenn der anstehende Fehler nicht beseitigt wird.

Ein Unterspannungsauslöser bzw. ein Unterspannungsmodul bringt einen Geräteschutzschalter in die Aus-Position, wenn die Spannung an den Anschlüssen des Moduls unter einen vorgegebenen Wert sinkt. Der Unterspannungsauslöser verhindert das selbsttätige Anlaufen von Maschinen nach Rückkehr der Spannung bei einem Stromausfall oder einer Unterbrechung der Spannungsversorgung.

Eine KSSE ist ein Überstromschutz, der einen Stromkreis oder Teile eines Stromkreises durch automatisches Unterbrechen gegen Kurzschlussströme schützt.

Als Betätigung bezeichnet man den Übergang des beweglichen Kontaktes von der offenen in die geschlossene Stellung oder umgekehrt. Man unterscheidet zwischen einer Schaltbetätigung (Betätigung im elektrischen Sinn, z.B. Ein- oder Ausschalten) und einer mechanischen Betätigung (Schließen und Öffnen).

Unter dem Schaltvermögen Icn nach EN 60934 ist der Strom gemeint, der mindestens dreimal sicher geschaltet werden kann, d. h. einmal Abschalten beim Auftreten eines Fehlers und zweimal Wiedereinschaltung bei dem noch bestehenden Fehler. Danach muss der Geräteschutzschalter noch bedingt funktionsfähig sein.
Wird das Schaltvermögen nach UL 1077 angegeben, dann darf der Geräteschutzschalter nach der Abschaltung funktionsunfähig sein, muss jedoch in Verbindung mit einer Vorsicherung („backup fuse“) die »Fail-Safe«-Forderung erfüllen, d.h. es darf kein Schaden an umgebenden Teilen auftreten.
Das Schaltvermögen bezieht sich immer auf den prospektiven Kurzschlussstrom, d. h. auf den Strom, der im Kreis fließen würde, wenn der Geräteschutzschalter durch einen Leiter mit vernachlässigbarer Impedanz ersetzt werden würde.

Auslösezeit ist die Zeit, die gemessen wird vom Augenblick, in dem der Auslösestrom im Hauptstromkreis zu fließen beginnt, bis zu dem Augenblick, in dem dieser Strom in allen Polen unterbrochen wird, d.h. den Wert Null annimmt.

Ein Auslöser ist ein Teil, das auf ein mechanisches Schaltschloss wirkt. Es löst die Verklinkung und gibt das automatische Öffnen der Kontakte frei. Ein Überstromauslöser (z.B. Bimetall oder Magnetspule) wird aktiv, wenn der Strom einen vorbestimmten Wert überschritten hat.

Wenn in einem elektrischen Gerät trotz möglicher Funken keine Explosion gezündet werden kann, gilt das Gerät als "eigensicher". Dabei bedeutet Eigensicherheit, dass die maximal mögliche Energie in einem Stromkreis so weit begrenzt wird, dass entstehenden Funken oder Lichtbögen nicht genügend Energie zur Verfügung gestellt wird, um explosionsfähige Brennstoff/Luft-Gemische, wie sie in der chemischen Industrie oder im Bergbau vorkommen, explodieren zu lassen.

Bei Geräteschutzschaltern mit pendelnder Freiauslösung bewegen sich die Kontakte bei der Überstromauslösung in die offene Stellung. Bei Abkühlung schließen die Kontakte auch bei Blockierung der manuellen Betätigung automatisch wieder. Solange der Überstrom ansteht, wiederholt sich dieser Vorgang, d.h. die Kontakte pendeln zwischen Ein- und Ausstellung.

Ein Hilfskontakt ist ein vom Hauptkontakt elektrisch getrennter Kontakt (dessen Stellung jedoch von der Stellung des Hauptkontaktes abhängig ist) zur Einleitung von Alarm- und Folgeschaltungen. Mit Hilfskontakten kann ein zentrales Überwachungsgerät angesteuert, ein lokaler Alarm gegeben oder ein Signal an computergesteuerte Anlagen übermittelt werden.

Ein elektrisches Feld nennt man homogen, wenn sich zwischen den Elektroden konstante Potenzialgradienten befinden, d.h. der Abstand zwischen den sich ausbildenden Feldlinien ist konstant. Ein solches Feld entsteht näherungsweise zwischen zwei kugelförmigen Elektroden, deren Radius größer ist als ihr Abstand voneinander. Ein exaktes homogenes Feld erreicht man durch eine besondere Form des Randes bei kreisförmigen Plattenelektroden. Solche Elektroden heißen auch Rogowski-Elektroden.

Ein Pol ist ein Teil eines Geräteschutzschalters, der ausschließlich einem elektrisch getrennten Strompfad des Hauptstromkreises zugeordnet ist und mit Kontakten zum Verbinden und Trennen dieses Hauptstromkreises ausgerüstet ist (ohne die Teile, die der Befestigung und dem gemeinsamen Betätigen der Pole dienen).

Eine anstehende Spannung ist die Spannung, die an den Anschlüssen eines Pols eines Geräteschutzschalters unmittelbar vor dem Einschalten und unmittelbar nach dem Ausschalten des Stromes anliegt.

Unter einer galvanischen Trennung versteht man die Trennung elektrisch leitender Teile mit unterschiedlichen Potenzialen durch isolierendes Material oder durch Luftstrecken bzw. das Verhindern des Fließens elektrischer Ladungsträger zwischen zwei Elektroden.

Bei vielen Geräteschutzschaltern wird ein zuverlässiges Schaltverhalten durch die Ausstattung der Schalter mit einer von außen unbeeinflussbaren Freiauslösung erzielt. Von außen unbeeinflussbare Freiauslösung heißt, dass selbst bei einer Blockierung der Betätigung (Kipphebel, Schaltwippe, Schaltknopf, usw.) der Verbraucher bei einem auftretenden Überstrom sofort und sicher abgeschaltet wird.

Selektivität bedeutet, dass bei einem Kurzschluss nur die unmittelbar vor der Fehlerstelle gelegene Schutzeinrichtung abschaltet und die übrigen Anlagenteile ungestört weiter betrieben werden. Selektivität begrenzt die Auswirkungen eines Fehlers auf ein Mindestmaß und vermeidet Kosten für Maschinenstillstand.

Die Schutzfunktion bei thermisch-magnetischen Geräteschutzschaltern wird von der Temperatur und von der Magnetkraft ausgelöst. Der thermische Teil (z.B. Bimetall) des Schutzschalters schützt bei Überlast mit einer zeitlich verzögerten Auslösung. Der magnetische Teil (z.B. Spule und Tauch- oder Klappanker) spricht zeitlich unverzögert auf hohe Überlast- und Kurzschlussströme an und schaltet den fehlerhaften Stromkreis innerhalb von wenigen Millisekunden ab.
Deshalb sind Geräteschutzschalter mit thermisch-magnetischer Auslösung besonders geeignet für Geräte und Anlagen der Informations- und Kommunikationstechnik, sowie für Prozesssteuerung und andere Anwendungen, die ein hohes Maß an Sicherheit bei Gefahr von Überlast und Kurzschuss erfordern.
Im Vergleich zu thermischen Schutzschaltern reagieren sie allerdings empfindlicher auf Einschaltstromstöße.

Thermische Geräteschutzschalter basieren auf der Erwärmung eines stromdurchflossenen Heizelements, wie z.B. eines Thermobimetalls. Sie sind und bleiben eine der unkompliziertesten, zuverlässigsten und kostengünstigsten Schutzgeräte, die zur Verfügung stehen. Das Thermobimetall kann entweder ein Bimetallstreifen mit einer Verklinkung und einem separaten, federgespannten Kontaktmechanismus sein oder eine Scheibe mit Schnappeffekt, an der direkt ein Kontakt befestigt ist. Durch diese Konstruktion sind Geräteschutzschalter mit Schnappscheibe preiswerter und besitzen eine etwas flinkere Kennlinie als Geräteschutzschalter mit Bimetallstreifen.

Ein weiteres thermisches Prinzip, der Dehndraht, nutzt den besonders hohen Ausdehnungskoeffizienten von speziellen Metallen aus, um die Kontaktstücke zu öffnen. Ein zwischen zwei Federn gelagerter Draht aus diesem Werkstoff wird vom Strom durchflossen, dehnt sich aus und lässt das Element bei Erreichen einer bestimmten Temperatur umschnappen. Mit diesem Prinzip sind sehr flinke thermische Kennlinien realisierbar.

Thermische Geräteschutzschalter sind ideal geeignet für den Schutz einer breiten Palette von Komponenten und Systemen, wie Motoren und Transformatoren bis hin zu Bordnetzen in Luft-, Land- und Wasserfahrzeugen.

Diese Anwendungen erfordern alle eine Unterscheidung zwischen kurzen Einschaltstromstößen und schädlichen Langzeitüberströmen. Thermische Geräteschutzschalter lösen z.B. bei Stromspitzen, wie sie beim Einschalten von Glühlampen oder Motoren auftreten, nicht aus, während sie im Falle eines blockierten Motors, den Stromkreis trennen und Schaden an der Motorwicklung verhindern.

„Ein Schutzschalter ist ein mechanisches Schaltgerät, das Ströme unter Betriebsbedingungen im Stromkreis einschalten, führen und ausschalten kann. Auch unter festgelegten außergewöhnlichen Bedingungen wie Kurzschluss kann ein Schutzschalter Ströme einschalten, während einer festgelegten Zeit führen und automatisch ausschalten.“ (Definition nach EN 60934)

Mit Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen, sog. RCDs (= Residual Current protective Devices). Die RCDs trennen eine elektrische Anlage vom Netz, wenn über die geerdeten, nicht zum Betriebsstromkreis gehörenden, leitfähigen Anlagenteile oder über den menschlichen Körper ein Fehlerstrom fließt und somit die Differenz von Hin- und Rückstrom im Kreis von Null verschieden ist.

Der Bemessungsstrom ist der vom Hersteller eines elektrischen Gerätes für eine vorgegebene Betriebsbedingung festgelegte Strom eines Geräteschutzschalters. Der Strom, der den Bemessungsstrom überschreitet, heißt Überstrom.

Die Auslösezeit ist die Zeit vom Beginn des Stromflusses im zuerst schließenden Pol des Hauptstromkreises bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Strom im zuletzt öffnenden Pol des Hauptstromkreises zu Null wird.

In der DIN EN 60 529 /VDE 0479, Teil 1 (entspricht der deutschen Fassung von IEC 60 529).
Die Schutzart besteht grundsätzlich aus den Buchstaben IP und zwei Kennziffern. Die erste Kennziffer gibt den Berührungs- und Fremdkörperschutz und die zweite Kennziffer den Wasserschutz an.

Einen Überblick zum Thema "Technische Informationen" können SIe sich auch herunterladen:

Download

Weil für den Betätigungs- und Anschlussbereich unterschiedliche Anforderungen bestehen. Im Anschlussbereich ergeben der Anspruch nach kompakter Bauform und die Zugänglichkeit der Anschlüsse eine niedrige Schutzart. Da dieser Bereich normalerweise nur während der Montage (im spannungslosen Zustand) zugänglich ist, ist eine niedrige Schutzart ausreichend.

Anders im Betätigungsbereich: Er ist während des Betriebes der Anlage bzw. Maschine stets zugänglich. Der Schutz von Personen gegen das Berühren unter Spannung stehender Teile wird im Design des Automaten mit einer Schutzart IP30 oder höher gewährleistet.

Mit der Kennziffer 3 wird Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern ≥ 2,5 mm definiert. Damit ist das Berühren unter elektrischer Spannung stehender Teile mit Hand, Finger oder auch Werkzeugen mit einem Durchmesser ≥2,5 mm nicht möglich.

Sind die funktionsbedingten Öffnungen <1 mm, dann spricht man von IP40.

IP54 ist in dieser sehr feuchten Umgebung die richtige Wahl. Die Endziffer 4 bedeutet „Spritzwasser-Schutz“, die Kennziffer 5 an der ersten Stelle heißt „Schutz gegen Staubablagerung“

Im E-T-A Katalog können Sie zwischen Produkten wählen, die speziell für solche Applikationen entwickelt wurden und solche, die mit optionalen Schutzkappen oder -kragen diesen Anforderungen genügen.

Für derartige Anwendungen sind Schutzschalter-Varianten für den Marinebereich in den Ausführungen IP65 und IP66 die erste Wahl. Je nach Einbauort kann ein Schutz gegen Strahlwasser (Kennziffer 5 an zweiter Stelle) oder sogar starkes Stahlwasser (Kennziffer 6 an zweiter Stelle) in Frage kommen. Die Kennziffer 6 an erster Stelle bedeutet zusätzlichen Schutz gegen das Eindringen von Staub.

Die Schutzart IP67 besagt, dass Wasser nicht in schädlichen Mengen eindringen darf, wenn das Betriebsmittel unter den festgelegten Druck- und Zeitbedingungen in Wasser eingetaucht wird (Kennziffer 7). Zudem ist vollständiger Schutz gegen Eindringen von Staub und Berühren unter elektrischer Spannung stehender Teile gegeben (Kennziffer 6).

Mit der Kennziffer 2 wird Schutz gegen mittelgroße Fremdkörper ≥ 12,5 mm definiert. Damit ist das Berühren unter Spannung stehender Teile mit den Fingern nicht möglich. Gegen Wasser besteht kein besonderer Schutz (Kennziffer 0).

Die elektrischen Einsatzgrenzen eines Schutzschalters werden durch charakteristische Strom- und Spannungswerte festgelegt. Diese werden als Bemessungswerte, manchmal auch als  Nennwerte bezeichnet und stellen die Maximalwerte dar, bis zu denen die Angaben im Datenblatt eingehalten werden. D. h. die Datenblattwerte gelten auch, wenn Geräte mit kleineren Bemessungswerten betrieben werden. Die Bemessungsbetriebsspannung Ue (auch Nennspannung) eines GS ist die Spannung, auf die sich z. B. das Bemessungs-Kurzschluss-Schaltvermögen Icn bezieht. Diese Spannung wird auf dem Gerät sowohl für AC als auch für DC angeben. Sollen GS mit sehr kleinen Spannungen von einigen Volt betrieben werden, ist das grundsätzlich mit unseren Spezialisten abzuklären, da es auch physikalisch bedingte untere Grenzwerte gibt.

Der Bemessungsstrom In (Nennstrom) eines GS bezeichnet den maximalen Stromwert, den der GS bei den im Datenblatt angegebenen Umgebungsbedingungen ununterbrochen führen kann. Die Hauptkontakte sind aber nicht zwangsläufig dafür geeignet, auch sehr kleine Ströme im mA-Bereich zu führen. In diesem Fall beraten Sie unsere Spezialisten gerne.

E-T-A Schutzschalter werden in ihrem Auslöseverhalten nicht direkt von der treibenden Spannung beeinflusst. Jede Spannungsänderung generiert auch abhängig von der Impedanz im Kreis gemäß dem Ohm’schen Gesetz eine Stromänderung, es sei denn, der Verbraucher wird von einer geregelten Stromquelle gespeist. Eine Erhöhung des Stromes über die Ansprechwerte hinaus führt zum Ansprechen des Schutzschalters, um Schäden am Verbraucher z.B. durch Überhitzung zu verhindern.

Ursache muss nicht immer eine höhere Spannung sein, es kann z. B. auch ein versehentlich in Dreieck-Schaltung anlaufender Motor sein, der dann in der Anlaufphase gegenüber der dort üblichen Sternschaltung den 3-fachen Strom zieht.

Ja, der Wert darf nicht über der oberen Grenze des Toleranzbereiches der Bemessungsspannung des jeweiligen Schutzschaltertyps liegen. Der Betrieb mit kleineren Spannungen, z. B. 12 V statt 24 V ist zulässig und beeinträchtigt die Funktion nicht.

Immer da, wo der Spannungsfall im Kreis auf ein Minimum reduziert werden soll, sind „widerstandsarme“ Varianten gefragt. In Schaltanlagen mit DC 24 V und Stromkreisen mit kleiner Nennstromstärke erhalten diese niederohmigen Varianten häufig den Vorzug. Darüber hinaus reduziert die geringere Verlustleistung beim Einbau in Schaltschränken das Temperaturniveau.

Das größere Schaltvermögen bei Wechselspannung basiert auf der Tatsache, dass bei jedem Stromnulldurchgang der Lichtbogen verlöscht und damit letztendlich höhere Kurzschlussströme  beherrscht werden können als bei Gleichspannung, wo ein Strom-Nulldurchgang durch zusätzliche Maßnahmen wie spezielle Löschkammern erzwungen werden muss. Werden bei Gleichspannung keine zusätzlichen Maßnahmen zur Lichtbogenlöschung vorgesehen, ist der konstruktive Aufbau grundsätzlich identisch zu dem bei Wechselspannung.

Damit lassen sich zwar Rückwirkungen auf die Stromversorgung und damit auf die von ihr ebenfalls gespeisten anderen Verbraucher vermeiden. Der flinke Schutzschalter kann aber nicht zwischen Kurzschluss und Laden einer kapazitiven Last unterscheiden und löst so auch sofort beim Einschalten des Verbrauchers durch den relativ hohen Ladestromstoß aus. Abhilfe schafft hier ein Elektronischer Schutzschalter, dessen Abschaltverhalten exakt auf die Charakteristik von Schaltnetzteilen abgestimmt ist.

Obwohl Sicherungen eine preiswerte Absicherung von Stromkreisen darstellen, sollte die Kostenersparnis mit den niedrigen Gesamtkosten von Schutzschaltern über die Lebensdauer verglichen werden. Die Möglichkeit der einfachen Wiedereinschaltung nach dem Auslösen im Fehlerfall ist ein signifikanter Vorteil von Schutzschaltern. Die Stillstandszeit bis zur Wiederinbetriebnahme wird hiermit minimiert. Außerdem wird verhindert, eine Sicherung falscher Stromstärke bewusst oder zufällig einzusetzen und damit den Schutz der angeschlossenen Verbraucher zu gefährden.

Das Auslöseverhalten eines Schutzschalters ist zudem über die gesamte Nutzungsdauer stabil. Sicherungen jedoch altern, d.h. ihre Charakteristik kann sich ändern, wodurch der Sicherungsdraht nach einer gewissen Betriebszeit auch bei Führen des Bemessungsstromes abschmelzen kann.

Dem Anlagenkonstrukteur bieten Schutzschalter mehr Gestaltungsmöglichkeiten. Für die Meldung des Betriebszustandes können Hilfskontakte dienen. Kombinierte Schalter/Schutzschalter sparen Platz, Einbauzeit und -kosten. Anders als Sicherungen bieten Schutzschalter mehr Variationsmöglichkeiten je Typ und Auslösecharakteristik. Sie können so wesentlich präziser an Verbraucher und Betriebsbedingungen angepasst werden. Schließlich ist es auch nicht möglich, eine Sicherungen zu testen, ohne sie zu zerstören.

Viele Techniker wählen eine höhere Stromstärke als notwendig. Damit verhindern sie zwar ein Auslösen des Schutzschalters bei Einschaltstromspitzen oder transienten Betriebsstromspitzen, der Schutz bei andauernder Überlast geht aber verloren. Motoren, Magnetspulen oder Transformatoren werden erhöhten thermischen Belastungen ausgesetzt, wodurch Zuverlässigkeit und Lebensdauer sinken.

Durch einfache und bewährte Konstruktion ist der thermische Schutzschalter robust und kostengünstig. Aufgrund der Wärmekapazität des Bimetalls toleriert er überhöhte Einschaltströme, schütz aber den Verbraucher zuverlässig vor längerer Überlast und Kurzschluss.

Klassisch wird hierfür der thermisch-magnetische Schutz mit Bimetall und Spule eingesetzt. Alternativen hierzu sind magnetisch-hydraulische Schutzschalter mit höherer Auslöseträgheit, d.h., schnelle Auslösebewegungen werden gebremst, während langsamere ungehindert ablaufen. Dies ist sozusagen eine mechanisch-dynamische Lösungen zur Unterdrückung des Inrush-Stromes beim Einschalten von Netzteilen.

Eleganter noch ist die aktive Begrenzung des Einschaltstromes mit einem elektronischen Schutzschalter. Neuentwicklungen bieten hier zunehmend eine große Auswahl an Varianten.

AWG ist die Abkürzung für American Wire Gauge und wurde als Codierung für Drähte von der amerikanischen Firma Brown & Sharpe im Jahre 1857 ins Leben gerufen. Die jeweilige Nummer bezeichnet eine bestimmte Leiter- bzw. Drahtquerschnittsfläche.
Die Nummern erscheinen zunächst willkürlich, weil sie gegenläufig zur Größe sind. Sie haben jedoch ihren historischen Hintergrund im Herstellungsverfahren, dem Drahtziehen. Der anfangs "dicke" Draht wird mit einer Anzahl von Ziehschritten auf den gewünschten Durchmesser gezogen. Dabei ändert sich die Größe der Fläche um ca. 26 % von einer zur nächsten AWG-Nummer. Ein dünner Draht hat deshalb eine größere AWG-Nummer. Die Spanne beginnt bei AWG 40 (entspricht 0,005 mm2) über WG 1 und endet bei AWG 0000 (auch als AWG 4/0 bezeichnet).
Eine Erhöhung um 3 AWG-Schritte z. B. AWG 1 (entspricht 42,4 mm2) auf AWG 4 (entspricht 21,2 mm2) halbiert die Querschnittsfläche. Damit steigt der elektrische Widerstand des Leiters auf das Doppelte. Umgekehrt bewirkt die Verkleinerung um 3 AWG-Schritte die Verdoppelung der Querschnittsfläche und des Gewichts. Eine Erhöhung um jeweils 6 AWG (z. B. AWG 4 auf AWG 10) halbiert den Durchmesser. Umgekehrt wird der Durchmesser bei einer Verkleinerung um 6 AWG Schritte halbiert. Per Definition hat ein Kupferdraht mit dem Querschnitt AWG 10 einen Durchmesser von 2,54 mm und damit einen Widerstand von 1,0 Ohm auf 304,8 m Länge.

Die Technologie des Drahtziehens hat sich innerhalb der letzten 150 Jahre verändert. Auch materialwissenschaftliche Erkenntnisse erfordern heute eine geringere Zahl von Ziehvorgängen. Zudem basiert das AWG-System auf der nicht metrischen Einheit Zoll, was in Europa lästige Umrechnungen nötig macht oder sogar Hersteller von Leitungen und Steckverbindern dazu zwingt, spezielle US-Ausführungen herzustellen. Solange die USA halten weiterhin an dem AWG-Sytem festhalten, ist die Maßeinheit auch aktuell, da der US-Markt einer der wichtigsten in der Welt ist.

Bis zu einem Leiterquerschnitt von AWG 0000 bzw. AWG 4/0, was 107,2 mm2 entspricht, werden im amerikanischen NEC National Electrical Code  Leiterquerschnitte mit AWG-Größen gekennzeichnet. Für größere Querschnitte wird die Fläche in circular mils (cmil) bzw. in kilo circular mils (kcmil) angeben. Da 1 cmil nur 1,273 x 10-6 sqaure inches entspricht, verwendet man meist kcmil oder auch MCM. 1000 circular mils entspricht 1 kcmil oder 1 MCM =  0,5067 mm2. D.h. also die oben erwähnte Grenze von AWG 4/0 entspräche damit 212 MCM.
Achtung, im Gegensatz zum AWG-Maß wird bei der Bezeichnung mit MCM der Wert mit zunehmendem Leiterquerschnitt wieder größer.