Überstromschutzorgan

Eine Überstromschutzeinrichtung unterbricht einen Stromkreis, wenn der Strom für einen bestimmten Zeitraum eine festgelegte Stromstärke überschreitet.

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.

Während ein geringer Überstrom durch Überlast in der Regel auch dann nicht zur Unterbrechung des Stromkreises führen soll, wenn er über mehrere Stunden fließt, kann bei einem Kurzschluss möglicherweise ein Strom von mehreren tausend Ampere fließen, der binnen weniger tausendstel Sekunden unterbrochen werden muss. Die Reaktionszeit einer Überstromschutzeinrichtung bei unterschiedlichen Stromstärken wird als Charakteristik bezeichnet und in Zeit-Strom-Kennlinien dargestellt.

Bauarten

• Schmelzsicherung
• Motorschutzschalter
• Leitungsschutzschalter
• Leistungsschalter

Bemessen und Schutz von Leitungen und Kabeln

Die Strombelastbarkeit Ir einer Leitung wird hauptsächlich durch den Leiterquerschnitt und die Verlegeart bestimmt. Sie ändert sich jedoch bei Häufungen und wenn die in DIN VDE 0289 festgelegte Umgebungstemperatur von 30°C über- oder unterschrittten wird. Eine Umgebungstemperatur von z.B. 25°C ergibt für PVC-isolierte Leitungen eine Strombelastbarkeit

$IZ = 1{,}06 \cdot Ir$

Auswahl der Überstromschutzeinrichtung

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

Beispiel: Die Zuleitung eines Elektrospeichers mit einem Betriebsstrom $IB = 14{,}1\,\mathrm{A}$ wird also mit einer Schutzeinrichtung In = 16 A abgesichert. Um eine Strombelastbarkeit von mindestens 16A zu erreichen, ist bei Verlegung von Mantelleitung NYM im Installationskanal (Verlegeart B2) bei drei belasteten Adern ein Leiterquerschnitt von 2,5 mm² notwendig (Ir = 19 A). Rechnet man die Strombelastbarkeit auf die übliche Umgebungstemperatur von 25°C um, erhält man die Strombelastbarkeit $IZ = 1{,}06 \cdot Ir = 1{,}06 \cdot 19\,\mathrm{A} = 20{,}1\,\mathrm{A}$ und der Grenzwert der Strombelastbarkeit $IZ_\mathrm{max} = 1{,}45 \cdot 20{,}1\,\mathrm{A} = 29{,}1\,\mathrm{A}$. Der Auslösestrom I2 darf den Grenzwert der Strombelastbarkeit IZ_max nicht übersteigen.

Ir - Strombelastbarkeit der Leitung oder des Kabels bei vereinbarten Betriebsbedingungen

IZ - Strombelastbarkeit der Leitung oder des Kabels bei abweichenen Betriebsbedingungen z.B. Häufung oder abweichender Umgebungstemperatur

IB - Betriebsstrom des Verbrauchers

In - Nennstrom bzw Einstellstrom der Überstromschutzeinrichtung

I2 - Strom, der unter festgelegten Bedingungen eine Auslösung der Überstromschutzeinrichtung bewirkt