Schutzschalter

Schutzschalter

Schutzschalter dienen zum selbsttätigen Abschalten von elektrischen Stromkreisen oder einzelnen Verbrauchern bei Überschreiten der zulässigen Strom- oder Spannungswerte (Überstrom, Fehlerstrom).

Inhaltsverzeichnis

Grundlagen

Ein Schutzschalter trennt den Stromkreis selbsttätig, sobald seine Nennstromstärke um einen bestimmten Faktor überschritten wird. Dies schützt den in der Leitung hinter diesem Schalter befindlichen Verbraucher oder die Leitung vor Beschädigung oder Zerstörung durch die thermische Wirkung des Stroms. Damit der Schutzschalter seine Aufgabe erfüllen kann, besteht er aus mehreren Funktionsblöcken: Die Strommessung, das Kontaktsystem und die Schaltmechanik.

Schutzschalterarten

Benannt nach der Art der Strommessung und Auslösung unterscheidet man zwischen thermischen und magnetischen Schutzschaltern. Da beide Arten bestimmte Vorteile aufweisen, gibt es Kombinationen der beiden Verfahren, um für die jeweilige Anwendung die besten Eigenschaften zu kombinieren (thermomagnetische Schutzschalter).

Thermische Auslösung

Diese besitzt einen Bimetallstreifen oder eine konkave Bimetallscheibe, die vom Strom durchflossen wird. Das Bimetall erwärmt sich abhängig von der Stromstärke. Dadurch krümmt sich das Bimetall und löst die Schaltmechanik gegen den Druck einer Feder aus – der Stromkreis wird getrennt.

Magnetische Auslösung

Hier fließt der Strom durch eine Spule (Elektrotechnik), die abhängig von der Stärke des Stroms, der in ihr fließt, ein Magnetfeld erzeugt. Sobald dieses Magnetfeld eine bestimmte Stärke erreicht, wird die Schaltmechanik ausgelöst und der Stromfluss unterbrochen.

Damit der Schutzschalter nicht bei kurzzeitigen Anlaufströmen wie bei Motoren oder Transformatoren abschaltet, gibt es ein hydraulisches Element in der Spule. Dies verursacht je nach Viskosität des Öles eine kurze oder lange Verzögerung, von Bruchteilen einer Sekunde bis zu einigen Minuten. Beim Kurzschluss, z.B. 10-facher Nennstrom, hat dies jedoch keine Verzögerung zur Folge: das Magnetfeld der Spule ist stark genug um den Schutzschalter sofort auszulösen und den Strom zu unterbrechen. Dieses Prinzip heißt "hydraulisch-magnetisch".

Literatur

  • Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18.Auflage, Verlag - Europa - Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9
  • Günter Boy, Horst Flachmann, Otto Mai: Die Meisterprüfung Elektrische Maschinen und Steuerungstechnik. 4. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg, 1983, ISBN 3-8023-0725-9

siehe auch


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