Leitungsschutzschalter

Es gibt verschiedene Typen: z.B. die Typen B, C, K nach der Norm: VDE 0641, VDE 0660, die Schaltcharakteristik und Arbeitsweise von Typ B: Schaltvermoegen betraegt

6 kA, mit Bildzeichen, 3....5 * I_N ist das Toleranzband (frueher k-Faktor genannt)

Schaltvermoegen vom Typ C ist aehnlich wie der Typ B. Das Toleranzband betraegt 5....10 * I_N.

Eine einfache Rechnung, wie die alten Elektriker es frueher machten, war die folgende: Verwende ich einen Leitungsschutzautomaten Type L, der Nenngroesse 16 A, dann loest dieser bei einem Strom von (k * 16 A =) 4 * 16 A = 64 A aus und trennt den Stromkreis.

Bei einem Leitungsschutzschalter Typ B, wie sie sehr häufig eingebaut werden, müßte ein Strom von mindestens

5 * 16 A entstehen, damit der Schalter in der Zeit von 0,2 Sekunden, bei der Netzspannung 230 V, auslösen soll.

Die verlangten Auslösezeiten sind nun auch gestaffelt und hängen von der verwendeten Netzspannung ab.

Es sind die Zeiten 0,1 s für Spannungen >400 V und 0,4 s für Spannungen < 230 V eingeführt worden.

-- B und C sind "deckungsgleich“ (s.Abb.)

-- K, ohne Bildzeichen, 8....14 * I_N, besitzt verzoegerte Thermo-Bimetall-Ausloeser

-- Z , fuer Halbleiter, Messkreise, Spannungswandler

-- Charakteristik B: nach der alten Norm wurden genormt mit Typen L und H

-- Charakteristik C: nach der alten Norm genormt mit den Typen G, K, U

-- L, H, G sind aufgehoben; U wenig gebraeuchlich; K fuer leistungsstarke Netze

-----> Die Charakteristik B fuehrt in TN-Netzen manchmal zu Problemen.

Figure 11 LS-Kennlinie

Wirkt der Ausloesestrom ueber 5 Sekunden, dann wird mit einem Thermo-Bimetall-Ausloeser der Stromkreis unterbrochen. Unterhalb wirkt ein elektromagnetischer Ausloeser.

Das Bildzeichen der LS-Schutz schalter ist in Abb.12 dargestellt.

Figure Bildzeichen

In dem Bildzeichen bedeutet:

6000 = Nennschaltvermoegen 6000 A

3 = Selektivitaetsklasse (Strombegrenzungsklasse) nach VDE 0641. Es gibt drei Klassen. Drei ist fuer die hoechste Strombegrenzung. Normung erfolgt bis zum Nennwert 25 A.

Erklaerungen zur Charakteristik B

Thermo-Bimetall-Ausloesung

----> Die Kennlinie zeigt, dass etwa nach 120 Minuten bei einem Strom von 1,2....1,5 * I_Nder Schutzschalter ausloest.

Elektromagnetische Ausloesung

----> 5 Sekunden: Der Ausloesestrom betraegt 3...5 * I_N.

Beispiel: Nennstrom des LS 16 A, Charakteristik B

Der Absachaltstrom liegt bei I_a = 48 A bis 80 A

Fliesst also ein solcher Abschaltstrom loest der LS-Schalter zwischen 0,2 und 5 Sekunden aus.

Fazit: Es muss im Fehlerfall dafuer gesorgt werden, dass diese Abschaltstroeme fliessen koennen.

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8. Selektivitaet zwischen LS-Schutzschalter und Schmelzsicherungen

nach VDE 0641, VDE 0636

Reihenfolge: Schmelzsicherung –------> LS

Bedingung: der LS muss zuerst abschalten

Gesamtausschaltzeit < Schmelzzeit

Problem: Bei sehr hohen Kurzschlussstroemen ist die Schmelzzeit < Gesamtausschaltzeit der LS. Deshalb muessen die LS strombegrenzend sein. Man hat drei Strombegrenzungsklassen auch Selektivitaetsklassen entwickelt.

TAB: Die TAB verlangt die hoechste Klasse (3) mit dem Nennschaltvermoegen 6000 A.

In der Abbildung ist der Sachverhalt dargestellt.

Figure Selektivitaet

Am Schnittpunkt der Kennlinie des LS und der Schmelzsicherung beginnt das Problem der Selektivitaet. Diese Selektivitaetsgrenze soll also nicht erreicht werden.

Oberhalb der Grenze ist selektives Verhalten vorhanden.

Beispiel:

Im Hausanschlusskasten (HA) werden NH-Sicherungen mit 63 A verwendet. Nach dem Zaehler werden D- oder DO-Sicherungen mit dem Nennwert 50 A eingebaut. Im Stromkreisverteiler werden LS mit den Nennwerten 35 A, 25 A und 16 A eingebaut. Die Charakteristik sei B, die Selektivitaetsklasse ist 3 und das Nennschaltvermoegen 6000 A. Es soll das selektive Verhalten untersucht werden.

--> Die Schmelzsicherungen, nach deutscher Norm hergestellt, besitzen bei einer Stufe Differenz selektives Verhalten.

a) --> Kurzschluss nach F2 = 50 A, zwischen Zaehler und Verteilung

gegeben: Z_S2 = 0,46 W (Schleifenwiderstand)

Kurzschlussstrom I_K21 = 230 V/ 0,46 W = 500 A

Die Sicherung F2 = 50 A schmilzt in der Zeit t = 0,2...0,3s

Die Sicherung F1 = 63 A braucht wesentlich laenger.

Also loest die Sicherung F2 zuerst aus.

Besser ist natuerlich die Wahl 40 A oder 35 A fuer F2.

b) --> Kurzschluss hinter der Verteilung im Stromkreis F3 = LS-B25

gegeben: Z_S3 = 2 W (Schleifenwiderstand)

Kurzschlussstrom I_K3 = 230 V/ 2 W = 115 A

Die Sicherung F3 LS-B25 hat den Abschaltstrom I_a=3...5 *I_N = 75....125 A

Der Leitungsschutzschalter schaltet ab.

Vorsicherung F2 = 50 A, I_a = 280....578 A

Die Vorsicherung loest nicht aus.

Vorsicherung F2 = 35 A, I_a = 173....367 A

Die Vorsicherung loest nicht aus.

c) gegeben: Z_S3 = 1 W (Schleifenwiderstand)

Kurzschlussstrom I_K3 = 230 V/ 1 W = 230 A

Die Sicherung F3 LS-B25 hat den Abschaltstrom I_a=3...5 *I_N = 75....125 A

Der Leitungsschutzschalter schaltet ab.

Vorsicherung F2 = 35 A, I_a = 173....367 A

Die Vorsicherung loest dann auch aus.

Keine Selektivitaet gegeben!!

Merkregel:

Zwischen der vorgeschalteten Schmelzsicherung und dem nachgeschalteten LS-Schutzschalter sollten 2 Stufen liegen.

Tabelle:

Schmelzsicherung, Nennwert in A

Leitungsschutzschalter LS, Nennwert in A

Bewertung

NH	D, DO	LS-B	LS-C
80	50	25	25	befriedigend
63	40	20	20	befriedigend
63	35	16	16	befriedigend
63	40	25	25	befriedigend
50	35	16	16	befriedigend

NH = Niederspannungshochleistungssicherung

D = Diazed

DO = Neozed

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Aufgabenblaetter Installation 4

1. Was versteht man unter der Selektivitaet?

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2. Welche Bedingung gibt es fuer das selektive Verhalten von Schmelzsicherungen?

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3. Welche Abstufung sollten die Nennwerte fuer ein selektives Verhalten von Schmelsicherungen mit dem VDE-Zeichen haben?

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4. Welche Abstufung sollten die Nennwerte fuer ein selektives Verhalten von Schmelsicherungen mit dem IEC-Zeichen haben?

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5. Gebe Abstufungen von Schmelzsicherungen von ungleichen Herstellern in einer Tabelle an.

Vorsicherung folgende Sicherung

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6. Welche Daten stehen auf dem Typenschild eines LS- Schutzschalters?

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7. Erklaere die Bezeichnung LS-B16A

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8. Erklaere die Bezeichnung LS-C16A

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9. Wie gross muss der Abschaltstrom fuer den LS-B20A sein?

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10. Wie gross muss der Abschaltstrom fuer den LS-C25A sein?

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11. Welche Abschaltzeiten sind festgelegt?

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12. Welches Problem kann entstehen, wenn Schmelzsicherungen und LS in Reihe geschaltet werden?

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13. Welche Abstufung zwischen Schmelzsicherung und LS sollte angestrebt werden?

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14. Gebe Beispiele fuer Abstufungen fuer NH, D und LS.

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15. Skizziere die Kennlinie fuer den LS.

16. Skizziere die Kennlinie fuer eine Schmelzsicherung.

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