Überstromschutzeinrichtung

Eine Überstromschutzeinrichtung, auch als elektrische Sicherung oder OCP (=Over Current Protection) bezeichnet, unterbricht einen elektrischen Stromkreis, wenn der elektrische Strom eine festgelegte Stromstärke über eine vorgegebene Zeit hinaus überschreitet. Es gibt verschiedene Ausführungen von Überstromschutzeinrichtungen wie die Schmelzsicherung oder den Leitungsschutzschalter.

Sie bewahrt Leitungen oder andere Betriebsmittel vor Beschädigung durch zu starke Erwärmung, die aus dem über einen längeren Zeitraum fließenden Überstrom resultieren würde. Ein Überstrom kann durch eine Überlast oder einen Kurzschluss verursacht werden.

Die Reaktionszeit einer Überstromschutzeinrichtung bei unterschiedlichen Stromstärken wird als Charakteristik bezeichnet und in Zeit-Strom-Kennlinien dargestellt. Es gibt Überstromschutzeinrichtungen, welche aus Sicherheitsgründen nach der Auslösung zeitlich unbeschränkt im unterbrochenen Zustand verbleiben und erst durch manuelle Betätigung oder durch den Austausch der Schutzeinrichtung, wie bei der Schmelzsicherung durch Tausch der Sicherungspatrone, in den funktionsfähigen Zustand versetzt werden. Daneben gibt es auch die Automatische Wiedereinschaltung, welche in industriellen Anlagen, bei Energienetzen und anderen stärker automatisierten Bereichen eingesetzt wird. Diese wird nach bestimmten Kriterien wie Ausschaltzeit oder Anzahl der Wiederholungen eingeteilt.

Bauarten

Die verschiedenen Bauarten von Überstromschutzeinrichtungen ergeben sich je nach Einsatzzweck. Dazu zählen insbesondere:

• Schmelzsicherung, beginnend bei kleinen Auslöseströmen von einigen dutzend mA bis zu einigen kA. Anwendung beispielsweise in den Niederspannungsnetzen.
• Elektronische Sicherung, meist Teil von elektronischen Schaltungen, beispielsweise in Stromversorgungen wie den Schaltnetzteilen integriert. In manchen Fällen ist eine Funktion zur automatischen Wiedereinschaltung vorhanden.
• Selbstrückstellende Sicherung, typischerweise ein so genannter Kaltleiter, eine Form von lastabhängigen Widerstand
• Leitungsschutzschalter, eine elektromechanische Überstromeinrichtung, Einsatzbereich liegt insbesondere im Niederspannungsbereich.

Daneben gibt es noch in speziellen Anwendungen:

• Motorschutzschalter bei Motorsteuerungen
• Leistungsschalter in Kombination mit dem Netzschutz in Hochspannungsnetzen.
• Fahrstromautomat als Hauptsicherung der Motoren bei Straßenbahnen.

Bemessen und Schutz von Leitungen und Kabeln

Die Strombelastbarkeit I_r einer Leitung wird hauptsächlich durch den Leiterquerschnitt und die Verlegeart bestimmt. Sie ändert sich jedoch bei Häufungen und wenn die in DIN VDE 0298 festgelegte Umgebungstemperatur von 30°C über- oder unterschritten wird. Eine Umgebungstemperatur von z.B. 25°C ergibt für PVC-isolierte Leitungen eine Strombelastbarkeit

$I_\mathrm{Z} = 1{,}06 \cdot I_\mathrm{r}$

Auswahl der Überstromschutzeinrichtung

Um ein Auslösen der Überstromschutzeinrichtung bei fehlerfreier Anlage zu vermeiden, muss der Nennstrom in der Schutzeinrichtung mindestens gleich groß oder größer sein als der Betriebsstrom I_B des Verbrauchers.