Schütze vs. Relais: Die Hauptunterschiede verstehen

Der Hauptunterschied zwischen Schützen und Relais liegt in ihrer Strombelastbarkeit und ihrem Anwendungsbereich: Schütze sind robuste elektromagnetische Schalter, die für hohe Stromlasten (typischerweise über 9 Ampere) wie Motoren und HLK-Systeme ausgelegt sind, während Relais Präzisionsschalter für Steuerstromkreise mit geringem Strom (typischerweise unter 10 Ampere) und Signalschaltungen sind. Die Wahl des richtigen Geräts gewährleistet elektrische Sicherheit, die Einhaltung von Vorschriften und verhindert Geräteausfälle.

Das Verständnis dieser Unterscheidung ist für Industrieingenieure, Elektroinstallateure und Facility Manager von entscheidender Bedeutung. Eine falsche Auswahl führt zu verschweißten Kontakten, unnötigen Ausfällen und potenziellen Verstößen gegen den NEC-Artikel 430. Dieser Leitfaden erläutert, wann welches Gerät verwendet werden sollte, wie man sie richtig dimensioniert und wie man sie in konforme elektrische Systeme integriert.

Was sind Schütze und Relais?

Schützdefinition

Ein Schütz ist ein elektrisch gesteuerter Schalter, der Hochleistungslastkreise verbindet und trennt – am häufigsten Drehstrommotoren, große Ventilatoren, HLK-Kompressoren und industrielle Heizelemente. Schütze sind für häufiges Schalten unter Last mit eingebauten Lichtbogenlöscheinrichtungen ausgelegt.

Hauptmerkmale:

• Robuste Konstruktion mit Silberlegierungs- oder Wolframkontakten
• Normalerweise offene (NO) Hauptkontakte, die bei Ausfall der Steuerspannung öffnen
• Eingebaute Lichtbogenkammern zur sicheren Unterbrechung von Hochenergiekreisen
• Stromstärken von 9 Ampere bis über 1000 Ampere
• Ausgelegt nach IEC 60947-4-1 und UL 508

Relaisdefinition

Ein relay ist ein elektromagnetisches Schaltgerät, das ein kleines Steuersignal verwendet, um Kontakte zu betätigen, die separate Stromkreise steuern. Relais zeichnen sich durch Steuerlogik, Automatisierungsschnittstellen und Signalschaltungen aus, bei denen Präzision und kompakte Größe erforderlich sind.

Hauptmerkmale:

• Kompakte Bauweise, optimiert für DIN-Schienen- oder Leiterplattenmontage
• Mehrere Kontaktkonfigurationen: SPDT, DPDT, NO, NC, Wechsler
• Stromstärken typischerweise 0,1 bis 10 Ampere
• Hohe Schaltgeschwindigkeit (1-20 Millisekunden)
• Ausgelegt nach IEC 61810 und UL 508

Hauptunterschiede: Schütze vs. Relais

Umfassende Vergleichstabelle

Feature	Schütze	Relais
Aktuelle Bewertung	9–1000+ Ampere	0,1–10 Ampere
Primäre Anwendung	Leistungsschaltung	Steuerungsschaltung
Kontakt Konfiguration	NO-Hauptkontakte + Hilfskontakte	NO, NC, SPDT, DPDT Optionen
Lichtbogenunterdrückung	Eingebaute Lichtbogenkammern	Minimal oder gar nicht
Physikalische Größe	Groß (3-12 Zoll)	Kompakt (0,5-3 Zoll)
Nennspannung	120V-1000V AC	5V-480V AC/DC
Schaltgeschwindigkeit	Mäßig (50–100 ms)	Schnell (1–20 ms)
Reichweite Kosten	$50-500+	$5-100
Typische Standards	IEC 60947-4-1, UL 508	IEC 61810, UL 508
Mechanische Lebensdauer	1–10 Millionen Operationen	10–100 Millionen Betätigungen

Belastbarkeit und Spannung

Der Hauptunterschied liegt in der Strombelastbarkeit. Schütze bewältigen hohe Einschaltströme, die typisch für das Anlaufen von Motoren sind – oft das 6-8fache des Betriebsstroms. Relais halten diesen Bedingungen nicht stand und verschweißen oder fallen vorzeitig aus, wenn sie falsch in Leistungskreisen eingesetzt werden.

Schütze sind für Drehstromnetze bis 1000 V ausgelegt. Relais dienen einphasigen oder Niederspannungs-DC/AC-Steuerkreisen. Motoranwendungen erfordern für den Hauptstrompfad immer Schütze, keine Relais.

Lichtbogenenergiemanagement

Beim Schalten hoher Ströme bilden sich zwischen den sich öffnenden Kontakten Lichtbögen. Schütze verfügen über Lichtbogenkammern – Metallbarrieren, die Lichtbögen sicher teilen, kühlen und löschen. Diese Funktion fehlt bei Relais, wodurch sie für die Unterbrechung von Hochenergie nicht geeignet sind.

Relais benötigen eine externe Unterdrückung (Freilaufdioden, RC-Beschaltungen) beim Schalten induktiver Steuerlasten. Ohne Unterdrückung sinkt die Kontaktlebensdauer rapide.

Kontaktkonfiguration und Zusatzfunktionen

Schütze verfügen typischerweise über NO-Hauptkontakte sowie Hilfskontakte zur Statusanzeige und Verriegelung. Diese Konfiguration bietet ein ausfallsicheres Verhalten – der Verlust der Steuerspannung öffnet den Stromkreis.

Relais bieten flexible Kontaktformen (NO, NC, Wechsler), die für die Steuerlogik unerlässlich sind. Ein einzelnes Relais kann gleichzeitig mehrere Stromkreise schließen und öffnen und so komplexe Automatisierungsabläufe ermöglichen.

Anwendungen und Use Cases

Wann werden Schütze eingesetzt?

Drehstrommotorsteuerung

Das Anlassen von Motoren ist die klassische Schütz-Anwendung. NEC-Artikel 430 erfordert einen ordnungsgemäßen Motorkreisschutz, einschließlich Überlastschutzvorrichtungen und Kurzschlussschutz des Abzweigstromkreises. Schütze dienen als gesteuertes Schaltelement in Motorstartern.

• Pumpen und Kompressoren: 5-200 PS Industriemotoren
• Fördersysteme: häufige Start/Stopp-Zyklen
• Werkzeugmaschinen: koordinierte Mehrmotorsteuerung
• Ventilatoren und Gebläse: HLK und industrielle Belüftung

Die Schützdimensionierung erfolgt gemäß NEC 430.83: Das Gerät muss den Blockierstrom gemäß NEC-Tabelle 430.251(B) bewältigen. Wählen Sie für einen 10 PS, 230 V Drehstrommotor (FLA 28A) einen Schütz mit einer Nennleistung von mindestens 35 A Dauerstrom mit entsprechender Einschaltstromfestigkeit.

HLK-Leistungskreise

Kommerzielle und industrielle HLK-Systeme verwenden Schütze zum Schalten von Kompressoren, Kondensatoren und elektrischen Heizelementen. Diese Lasten ziehen hohe Einschaltströme und erfordern Geräte mit AC-3-Betriebsart gemäß IEC 60947-4-1.

• Dachgeräte: Kompressorschütze mit einer Nennleistung von 30-90A
• Kältesysteme: mehrere Schütze für sequentielles Anfahren
• Elektrische Heizungen: ohmsche Lasten mit hohem stationärem Strom

Beleuchtung mit hoher Kapazität

Industrieanlagen, Parkplätze und Sportstätten verwenden Schütze für die zentrale Lichtsteuerung. Während einzelne Stromkreise unter 20 A liegen können, erfordert das gleichzeitige Schalten mehrerer Stromkreise die Robustheit des Schützes.

Wann werden Relais verwendet?

Steuerungsschaltung

Relais bilden das Rückgrat der industriellen Steuerlogik. Sie stellen eine Schnittstelle zwischen SPSen, Sensoren und gesteuerten Geräten dar und bieten elektrische Trennung und Logikfunktionen.

• Sicherheitsverriegelungen: Not-Aus-Kreise, Schutzgitterüberwachung
• Ablaufsteuerung: schrittweise Prozessautomatisierung
• Alarmsysteme: Störmeldung und Ereignisprotokollierung
• SPS-E/A-Erweiterung: diskrete Eingangs-/Ausgangsmodule

Steuerschaltungen arbeiten typischerweise mit 24 V DC oder 120 V AC. Relaisspulen sind auf die Steuerspannung abgestimmt, während Kontakte den Lastkreis schalten – wodurch eine elektrische Trennung zwischen Steuer- und Leistungsbereich erreicht wird.

Signal- und Datenumschaltung

Relais verarbeiten Low-Current-Signale in Instrumentierung, Telekommunikation und Testgeräten. Ihr schnelles Schalten und der saubere Kontaktschluss machen sie ideal für präzise Timing- und Routing-Anwendungen.

• Audio-/Video-Routing: Studio-Schaltmatrizen
• Testausrüstung: automatisierte Messsysteme
• Gebäudeautomation: Thermostat-Schnittstellen, Lichtsteuerungen
• Automobilsysteme: Kraftstoffpumpen, Anlassermotoren, Zubehörsteuerung

Pilot Duty Anwendungen

Relais steuern oft Schützspulen und schaffen so eine Steuerhierarchie. Ein kleines 24-V-DC-Relais, das von einer SPS betrieben wird, schaltet 120 V AC an eine Schützspule, die dann den Drehstrommotor schaltet. Diese kaskadierende Steuerung bietet Isolierung, reduziert die Kosten für die Steuerungsverkabelung und ermöglicht den Fernbetrieb.

Auswahlkriterien: So wählen Sie aus

Schritt 1: Laststrom berechnen

Bestimmen Sie den stationären Strom und den Einschaltstrom Ihrer Last. Verwenden Sie für Motoren das Typenschild FLA (Volllastampere) und berechnen Sie den Blockierstrom aus NEC Tabelle 430.251(B).

Bei ohmschen Lasten wie Heizungen entspricht der Einschaltstrom dem stationären Zustand. Bei kapazitiven Lasten (Netzteile, LED-Treiber) messen Sie die Einschaltstromspezifikationen oder fordern Sie diese vom Hersteller an.

Faustregel: Wenn der stationäre Strom 9-10 Ampere überschreitet oder der Einschaltstrom erheblich ist, verwenden Sie einen Schütz.

Schritt 2: Spannung und Phase anpassen

Überprüfen Sie die Systemspannung und die Phasenkonfiguration. Drehstrommotorkreise benötigen dreipolige Schütze. Einphasige Lasten können je nach Stromstärke Schütze oder Hochleistungsrelais verwenden.

Beachten Sie bei Gleichstromkreisen, dass Gleichstrombögen schwerer zu löschen sind als Wechselstrombögen. Verwenden Sie Geräte, die speziell für den Gleichstrombetrieb mit entsprechenden Spannungswerten ausgelegt sind.

Schritt 3: Beurteilung des Arbeitszyklus und der Schaltfrequenz

• AC-3: Normaler Motorbetrieb (Starten, Laufen, Stoppen)
• AC-4: Schwerer Motorbetrieb (Bremsen durch Gegenstrom, Tippbetrieb, Inching)

Relais haben mechanische und elektrische Lebensdauerspezifikationen. Ein Relais, das für 10 Millionen Operationen bei 5 A ausgelegt ist, erreicht möglicherweise nur 100.000 Operationen bei seinem maximalen Nennstrom.

Schritt 4: Berücksichtigen Sie die Steuerschnittstelle

Wählen Sie die Spulenspannung passend zu Ihrem Steuerungssystem. Gängige Optionen: 24 V DC (SPS-Steuerung), 120 V AC (Pilot Duty), 24 V AC (HLK-Steuerung).

Stellen Sie fest, ob Hilfskontakte für Statusrückmeldung, Verriegelung oder nachgeschaltete Steuerung benötigt werden. Schütze enthalten typischerweise Hilfskontaktblöcke oder unterstützen deren Anbau.

Kurzanleitung zur Auswahl

Laststrom	Anwendung Typ	Geräteauswahl	Wichtiger Standard
< 5A	Steuerkreise	Universalrelais	IEC 61810
5-9A	Leichte Leistungsschaltung	Leistungsrelais oder kleines Schütz	UL 508
9-30A	Ein-/Drehstrommotoren	Schütz (AC-3 bewertet)	NEC 430, IEC 60947-4-1
30-100A	Industriemotoren, HLK	Standardschütz	NEC 430.83
> 100A	Schwerindustrie	Hochleistungsschütz	IEC 60947-4-1

Installations- und Sicherheitsanforderungen

Motorkreisschutz (NEC Artikel 430)

Überlastungsschutz

• 125 % des Motor-FLA für Motoren mit Servicefaktor ≥1,15 oder 40°C Temperaturerhöhung
• 115 % des Motor-FLA für alle anderen Motoren

Überlastrelais sind oft in Motorstarterbaugruppen mit Schützen integriert. Stellen Sie für einen 28A FLA-Motor mit einem Servicefaktor von 1,15 die Überlastauslösung auf maximal 35A ein (28A × 1,25).

Zweigstromkreisschutz

• Inversstrom-Leistungsschalter: 28A × 2,5 = maximal 70A
• Unverzögerter Auslöser: 28A × 8 = maximal 224A
• Träge Sicherung: 28A × 1,75 = maximal 49A

Leiterdimensionierung

NEC 430.22 erfordert, dass Leiter mit mindestens 125 % des Motor-FLA dimensioniert werden. Für den 28A-Motor: 28A × 1,25 = minimale Strombelastbarkeit 35A. Wählen Sie Leiter aus den NEC-Tabellen 310.16 oder 310.17 basierend auf den Installationsbedingungen aus.

Installation des Steuerkreises

• Richtige Drahtdimensionierung: Übereinstimmung von Steuerkreisstrom und Temperaturbereich
• Unterdrückung induktiver Lasten: Freilaufdioden für DC-Spulen, RC-Beschaltungen für AC-Lasten
• Klare Dokumentation: Beschriftung der Kontaktformen (NO/NC) und Klemmennummern gemäß Schaltplänen
• Überstromschutz: Sicherung oder Schutzschalter gemäß NEC 725 für Steuerkreise der Klasse 1

Kurzanleitung zur Fehlerbehebung

• Spulenspannung mit Multimeter unter Last prüfen
• Durchgang des Steuerkreises und Schutzeinrichtungen prüfen
• Auf mechanische Hindernisse oder verschlissene Gestänge prüfen
• Spulenwiderstand prüfen (typischerweise 10-1000 Ohm je nach Nennwert)
• Laststrom messen; überprüfen, ob er innerhalb des Schütz-Nennwerts liegt
• Auf übermäßigen Einschaltstrom oder Kurzschlussbedingungen prüfen
• Zustand des Löschblechs und Kontaktfluchtung prüfen
• Aufrüsten auf ein höherwertiges Gerät mit geeigneter AC-3/AC-4-Kategorie
• Laststrom im Verhältnis zum Kontaktnennwert beurteilen
• Unterdrückung für induktive Lasten hinzufügen (Dioden, Beschaltungen)
• Durch ein abgedichtetes Relais für kontaminierte Umgebungen ersetzen
• Überprüfen, ob die Schaltfrequenz die Nennlebensdauer nicht überschreitet

Häufig Gestellte Fragen

Was macht Schütze sicherer für Hochleistungsanwendungen?

Schütze verfügen über Lichtbogenlöschkammern, die elektrische Lichtbögen teilen, kühlen und löschen, die beim Unterbrechen von Stromkreisen mit hoher Stromstärke entstehen. Diese integrierte Lichtbogenunterdrückung ermöglicht in Kombination mit robusten Kontaktmaterialien und einer soliden mechanischen Konstruktion ein sicheres, wiederholtes Schalten von Motoren und anderen energiereichen Lasten, die Standardrelais zerstören würden.

Kann ein Relais ein Schütz für die Motorsteuerung ersetzen?

Nein. Die Verwendung eines Relais für die Schaltung des Hauptstromkreises eines Motors ist gefährlich und verstößt gegen NEC Artikel 430. Motoranlaufströme (6-8facher Betriebsstrom) verschweißen die Relaiskontakte, wodurch eine Brandgefahr entsteht. Relais verfügen nicht über die Lichtbogenunterdrückung, Kontaktmasse und Strombelastbarkeit, die für Motorschaltungen erforderlich sind. Verwenden Sie Schütze, die gemäß NEC 430.83 für Motoranwendungen ausgelegt sind.

Wie dimensioniere ich ein Schütz für einen Drehstrommotor?

Verwenden Sie das Motorleistungsschild FLA und die NEC-Tabellen. Wählen Sie ein Schütz, das für mindestens 125 % des Motor-FLA ausgelegt ist, mit einer geeigneten AC-3-Betriebskategorie gemäß IEC 60947-4-1. Stellen Sie sicher, dass das Schütz den Blockierstrom gemäß NEC-Tabelle 430.251(B) bewältigen kann. Wählen Sie für einen 50-PS-Motor mit 460 V (65 A FLA) ein Schütz mit einer Nennleistung von mindestens 81 A Dauerstrom (65 A × 1,25).

Wann sollte ich Hilfskontakte verwenden?

• SPS-Statusüberwachung (Schütz geschlossen/offen Anzeige)
• Sicherheitsverriegelungen (verhindern, dass mehrere Schütze gleichzeitig schließen)
• Sequentielle Steuerung (Schütz A muss schließen, bevor Schütz B erregt wird)
• Alarmschaltungen (Benachrichtigung der Bediener über unerwartete Schütz-Zustände)

Fazit

Schütze für Hochstrom-Leistungsschaltung wählen über 9 Ampere, insbesondere Drehstrommotoren, HVAC-Kompressoren und industrielle Lasten, die häufiges Schalten mit Lichtbogenunterdrückung erfordern. Relais für Steuerkreise wählen unter 10 Ampere, wo Präzision, Geschwindigkeit, flexible Kontaktformen und kompakte Größe Priorität haben.

Die richtige Auswahl gewährleistet elektrische Sicherheit, die Einhaltung der Vorschriften gemäß NEC Artikel 430 und einen zuverlässigen Systembetrieb. Koordinieren Sie immer die Gerätenennwerte mit den Lastcharakteristiken, dem Arbeitszyklus und den Schutzeinrichtungen. Im Zweifelsfall konsultieren Sie NEC-Tabellen, Gerätedatenblätter und ziehen Sie eine professionelle technische Überprüfung für kritische Anwendungen in Betracht.

VIOX Electric fertigt Schütze und Relais in Industriequalität für B2B-Anwendungen. Unser Engineering-Team bietet Anwendungsunterstützung für Motorsteuerung, HVAC und Automatisierungssysteme. Kontaktieren Sie uns für Unterstützung bei der Geräteauswahl und technische Spezifikationen, die auf Ihre Projektanforderungen zugeschnitten sind.

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