Ein elektrische Sicherung ist eine einmalige Überstromschutzeinrichtung. Sie leitet den Nennstrom durch ein kalibriertes Schmelzelement und unterbricht den Stromkreis, sobald eine Überlast oder ein Kurzschluss genügend thermische Energie erzeugt, um dieses Element zum Schmelzen zu bringen. Der Schmelzeinsatz muss nach dem Auslösen ersetzt werden.
Die Auswahl einer Sicherung erfordert mehr als nur die Übereinstimmung des Ampere-Nennwerts. Das korrekte Gerät muss über die richtige Spannungsbemessung, AC- oder DC-Eignung, Ausschaltvermögen, Zeit-Strom-Kennlinie, Betriebsklasse, Bauform und einen kompatiblen Sicherungshalter verfügen. Die endgültige Auswahl sollte immer anhand des Produktdatenblatts, der Anforderungen der geschützten Betriebsmittel und der geltenden Installationsvorschriften überprüft werden.
Sicherungsauswahl auf einen Blick
| Auswahlfrage | Zu prüfende Spezifikation | Warum es wichtig ist |
|---|---|---|
| Was wird geschützt? | Kabel, Motor, Transformator, Halbleiter, PV-String, Batterie oder elektronischer Schaltkreis | Bestimmt die Sicherungsfamilie und die Betriebskennlinie |
| Welcher Strom fließt im Normalbetrieb? | Bemessungsstrom und tatsächliches Lastprofil | Die Sicherung muss den Nennstrom ohne Fehlauslösung führen und gleichzeitig den Stromkreis schützen |
| Gibt es einen Anlauf- oder Einschaltstrom? | Zeit-Strom-Kennlinie und Schmelzintegral (I²t) | Motoren, Transformatoren, Kondensatoren und Netzteile können kurzzeitig hohe Ströme aufnehmen |
| Wie hoch ist die maximale Betriebsspannung des Stromkreises? | Bemessungsspannung und AC/DC-Kennzeichnung | Die Sicherung muss den Stromkreis bei der tatsächlichen Spannung sicher unterbrechen |
| Welcher Fehlerstrom ist verfügbar? | Ausschaltvermögen oder Abschaltleistung | Der Bemessungswert muss mindestens dem prospektiven Kurzschlussstrom am Einbauort entsprechen |
| Was muss vor Fehlerenergie geschützt werden? | Gesamtabschalt-I²t-Wert und Durchlassstrom-Spitzenwert | Wichtig für Halbleiter, Leiter und koordinierte Schutzmaßnahmen |
| Wo wird die Sicherung installiert? | Baugröße, Montageformat, Nennstrom des Halters und Verlustleistung | Eine mechanisch passende Sicherung ist nicht zwangsläufig elektrisch kompatibel |
| Welcher Markt- oder Gerätestandard findet Anwendung? | IEC, UL/CSA oder anwendungsspezifische Nachweise | Konventionen zur Strombemessung und zulässige Sicherungsklassen können variieren |
Diese Tabelle dient als Auswahlhilfe und ersetzt keine Koordinationsstudie oder Herstellerprüfung.
Wie funktioniert eine elektrische Sicherung?
Eine Sicherung arbeitet durch die Wärmewirkung des Stroms. Eine vereinfachte Beziehung lautet:
Q = I²Rtwohin Q ist die Wärme, Ich ist der Strom, R ist der Widerstand des Elements und t ist die Zeit. Da der Strom im Quadrat eingeht, kann ein hoher Fehlerstrom das Sicherungselement wesentlich schneller erhitzen als eine geringe Überlast.
Dies ist eine vereinfachte Wärmebeziehung, keine eigenständige Gleichung zur Sicherungsbemessung. Während des Betriebs der Sicherung ändert sich der Widerstand des Elements mit der Temperatur, dem Materialzustand und dem effektiven Querschnitt. Das tatsächliche Verhalten vor dem Lichtbogen und beim Abschalten muss daher anhand der geprüften Zeit-Strom-Kennlinien, I²t-Daten und anderer Herstellerinformationen für die jeweilige Sicherungsserie bestimmt werden.
Der Betrieb einer Sicherung umfasst zwei Hauptintervalle:
- Vorlichtbogen- oder Schmelzzeit: das Element erwärmt sich und trennt sich.
- Lichtbogendauer: ein Lichtbogen bildet sich über dem öffnenden Element und wird durch die Sicherungskonstruktion gelöscht.
Die Gesamtabschaltzeit ist die Summe dieser Intervalle. Sie ist keine feste Zahl für alle Sicherungen. Sie hängt von der Sicherungskonstruktion, der Höhe des Überstroms, der Netzspannung, dem AC- oder DC-Betrieb und anderen Prüfbedingungen ab. Verwenden Sie die Zeit-Strom-Kennlinie und die Abschaltwerte für die jeweilige Sicherungsserie, anstatt davon auszugehen, dass jede Sicherung in wenigen Millisekunden auslöst.
Viele industrielle Patronensicherungen verwenden einen Keramikkörper und eine körnige Füllung, um den Lichtbogen einzudämmen und zu kühlen. Strombegrenzende Ausführungen können einen hohen Fehlerstrom unterbrechen, bevor der prospektive Strom seinen unbegrenzten Spitzenwert erreicht, wodurch die an nachgeschaltete Geräte abgegebene Energie reduziert wird.
Haupttypen von elektrischen Sicherungen
Sicherungstypen werden üblicherweise nach Aufbau, Anwendung und Betriebskennlinie klassifiziert. Diese Klassifizierungen überschneiden sich: So kann eine zylindrische Patronensicherung beispielsweise auch eine gG-, gPV- oder Halbleitersicherung sein.
| Sicherungsfamilie | Typischer Aufbau oder Format | Gemeinsame Anwendungen | Hauptauswahlkriterien |
|---|---|---|---|
| Geräteschutzsicherung | Glas- oder Keramikrohr, oft 5 × 20 mm oder 6,3 × 32 mm | Elektronische Geräte, Instrumente, Steuerstromkreise und Haushaltsgeräte | Spannung, Ausschaltvermögen, flinkes/träges Verhalten und Halterungspassung |
| Industrielle zylindrische Sicherung | Keramikpatrone, üblicherweise 10 × 38, 14 × 51 oder 22 × 58 mm | Schalttafeln, Verteilerstromkreise, Motoren und PV-Anlagen | IEC-Nutzungskategorie, AC/DC-Bemessung, Ausschaltvermögen und Halterkompatibilität |
| NH-Messersicherung | Rechteckiger Keramikkörper mit Messerkontakten | Industrieverteilung, Einspeisungen, Motorstromkreise und Sicherungslasttrennschalter | NH-Größe, Nutzungskategorie, Halter, Ausschaltvermögen und sichere Handhabungsmethode |
| D/D0-Sicherung | Flaschenförmiger Sicherungseinsatz für Schraubsockel | Verteilungssysteme in Märkten mit DIAZED- oder NEOZED-Formaten | Systemformat, Passschraubenanordnung, Spannung und Anwendungskategorie |
| Kfz-Flachsicherung | Steckbarer Messerkörper | Fahrzeug- und mobile Niederspannungsstromkreise | Fahrzeugnorm, Spannung, Stromstärke, Messerformat und Halter |
| Halbleiterschutzsicherung | Hochgeschwindigkeits-Patronen-, Messer- oder Schraubformat | Antriebe, Gleichrichter, Wechselrichter, USV und Leistungselektronik | Gesamtabschalt-I²t-Wert, Durchlassstromspitzenwert und Geräteselektivität |
| PV-Sicherung | Gleichstrom-bemessene gPV- oder andere PV-spezifische Bauformen | Photovoltaik-Strings, -Generatoren und -Anschlusskästen | Maximale Gleichspannung, String-Fehlerstrom, Temperatur, Halterung und PV-Anforderungen |
| Batterie-/EV-Sicherung | Geschraubte, zylindrische oder andere hochenergetische Gleichstrom-Bauformen | Batteriespeicher und Elektrofahrzeuge | Gleichstrom-Fehlerprofil, Spannung, Zeitkonstante, Ausschaltvermögen und Systemvalidierung |
| Drahtschmelzsicherung | Auswechselbarer Schmelzdraht in einem Sicherungsträger | Altanlagen in einigen Märkten | Korrekte Leitungs- und Installationsvorschriften; nicht austauschbar mit modernen Patronensystemen |
Für eine detailliertere Erläuterung von keramischen Hochleistungssicherungen siehe Was ist eine HRC-Sicherung?. Für die Unterschiede zwischen den beiden gängigsten Industrieformaten siehe NH-Sicherung vs. zylindrische Sicherung.
Größentabelle für Patronensicherungen
Die unten aufgeführten Abmessungen kennzeichnen gängige physische Formate. Sie nicht definieren nicht den Strom, die Spannung, das Ausschaltvermögen oder die Kennlinie einer Sicherung. Zwei Sicherungen mit denselben Abmessungen können unterschiedliche elektrische Nennwerte aufweisen und sind möglicherweise nicht austauschbar.
| Nominale Patronengröße | Alternative Größenbezeichnung | Allgemeiner Kontext | Was vor dem Austausch zu prüfen ist |
|---|---|---|---|
| 5 × 20 mm | Metrische Gerätesicherung | Elektronik, Messgeräte und kleine Steuerstromkreise | Kennzeichnung für flink oder träge, Spannung, Ausschaltvermögen, Zulassungen und Nennwerte der Halterung |
| 6,3 × 32 mm | Etwa 1/4 × 1-1/4 Zoll; in entsprechenden Produktfamilien oft als 3AG/AGC-Format bezeichnet | Nordamerikanische Geräte, Messinstrumente und Steuerstromkreise | Genaue Baureihe, AC/DC-Nennwert, Ausschaltvermögen und Anschluss-/Halterungsformat |
| 10 × 38 mm | Industrielle zylindrische Sicherungspatrone | Anwendungen in Verteilung, Steuerung, Motor und Photovoltaik | Betriebsklasse, DC- oder AC-Bemessung und kompatibler modularer Sicherungshalter |
| 14 × 51 mm | Industrielle zylindrische Sicherungspatrone | Industrielle Stromkreise mit höherer Stromstärke | Verlustleistung des Sicherungshalters, Betriebsklasse und Ausschaltvermögen |
| 22 × 58 mm | Industrielle zylindrische Sicherungspatrone | Industrieverteilung und Anwendungen mit höheren Strömen | Kompatibilität und Betriebsbedingungen für berührungssichere Halter oder Lasttrennschalter |
Größenangaben sind Nennwerte. Bitte konsultieren Sie die exakte Maßzeichnung für Gehäuseabmessungen, Kappenabmessungen und Toleranzen. Erzwingen Sie niemals das Einsetzen einer Sicherungspatrone in einen inkompatiblen Clip oder Halter und gehen Sie niemals davon aus, dass die physische Passform die elektrische Kompatibilität beweist.
Auch wenn Produkte verschiedener Hersteller die gleichen Außenabmessungen aufweisen, können sich Nennspannung, Ausschaltvermögen, Gebrauchskategorie, Zeit-Strom-Kennlinie und Verlustleistung unterscheiden. Betrachten Sie diese nur dann als austauschbar, wenn die vollständigen Spezifikationen und die Halterkompatibilität überprüft wurden.
NH-Sicherungen verwenden Größenbezeichnungen wie NH000, NH00, NH0, NH1, NH2 und NH3 anstelle einer einfachen Kennzeichnung nach Durchmesser und Länge. Der komplette Sicherungseinsatz, das Unterteil oder der Lasttrennschalter, die Griffvorrichtungen und die zulässige Verlustleistung müssen als System aufeinander abgestimmt sein.
Erläuterung der Sicherungsnennwerte und Kennzeichnungen
Nennstrom
Der Nennstrom ist unter festgelegten Prüfbedingungen definiert. Dies bedeutet nicht, dass jede Sicherung den gekennzeichneten Strom in jedem Gehäuse und bei jeder Umgebungstemperatur unbegrenzt führen kann.
Bei der Stromauswahl sollte Folgendes berücksichtigt werden:
- maximaler Dauerlaststrom
- Lasttoleranz und erwartetes Betriebsprofil
- Einschaltstrom bei Anlauf, Transformator-Magnetisierung oder Kondensatorladung
- Umgebungstemperatur und Erwärmung im Gehäuse
- Temperaturanstieg an Klemmen und Halterungen
- Strombelastbarkeit von Kabeln und Anforderungen an den Geräteschutz
- Unterschiede zwischen den geltenden IEC- und UL-Sicherungskonventionen
Ein fester Multiplikator wie 125 % ist keine universelle Regel für die Sicherungsbemessung. Einige Gerätefamilien nutzen herstellerspezifische Derating-Vorgaben, während Installationsvorschriften separate Grenzwerte für den Leitungs- oder Geräteschutz vorschreiben können. Beginnen Sie mit dem tatsächlichen Betriebsstrom und wenden Sie dann die vom Sicherungshersteller sowie der geltenden Norm oder Gerätespezifikation geforderte Methode an.
Nennspannung
Die Spannungsbemessung der Sicherung muss gleich oder höher als die maximale Spannung sein, die die Sicherung unterbrechen muss. Bestätigen Sie, ob die Bemessung für AC, DC oder beides gilt.
Die Spannungsbemessung dient in erster Linie der sicheren Unterbrechung nach dem Schmelzen des Schmelzleiters. Eine Sicherung kann zwar den Schmelzleiter öffnen, aber den Stromkreis nicht sicher trennen, wenn ihre Spannungsbemessung oder DC-Fähigkeit unzureichend ist. Dies ist besonders bei PV-, Batterie- und anderen DC-Systemen wichtig, da der Lichtbogen nicht von dem natürlichen Stromnulldurchgang profitiert, der bei einer AC-Wellenform auftritt.
Lesen Sie mehr unter AC-Sicherung vs. DC-Sicherung.
Ausschaltvermögen oder Abschaltleistung
Das Ausschaltvermögen ist der maximale prospektive Strom, den eine Sicherung bei einer angegebenen Spannung und unter festgelegten Bedingungen sicher unterbrechen kann.
Die wesentliche Prüfung lautet:
Ausschaltvermögen der Sicherung ≥ prospektiver Kurzschlussstrom am InstallationsortDer verfügbare Fehlerstrom hängt von der Quelle, der Transformatorenimpedanz, den Leitern und dem Schaltungsaufbau ab. Legen Sie keinen allgemeinen Fehlerstromwert für Wohn-, Gewerbe- oder Industriegebäude ohne Berechnung oder verifizierte Systemdaten fest.
Für PV-Anlagen siehe DC-Sicherungsausschaltvermögen für PV-Systeme.
Zeit-Strom-Kennlinie
Eine Zeit-Strom-Kennlinie zeigt, wie sich die Schmelz- oder Betriebszeit der Sicherung mit dem Strom ändert. Sicherungen mit demselben Nennstrom können sehr unterschiedliche Kennlinien aufweisen.
Verwenden Sie die Kennlinie, um sicherzustellen, dass die Sicherung:
- den normalen Laststrom führt;
- zulässige Anlauf- oder Einschaltvorgänge toleriert;
- innerhalb der erforderlichen Zeit auslöst, um das Kabel oder die Betriebsmittel zu schützen;
- mit vor- und nachgeschalteten Schutzeinrichtungen koordiniert ist.
Begriffe wie flink, träge und hochschnell sind nur in Verbindung mit der exakten Sicherungsfamilie und deren Datenblatt sinnvoll. Sie sollten nicht in eine universelle Tabelle für Ansprechzeiten umgewandelt werden.
I²t-Wert und Durchlassstrom
I²t drückt die Stromwärmeenergie aus, die mit einem definierten Teil des Sicherungsbetriebs verbunden ist.
- Schmelzintegral (Pre-arcing I²t) beschreibt die zum Schmelzen des Leiterelements erforderliche Energie.
- Lichtbogen-I²t beschreibt die Energie während der Lichtbogenphase.
- Gesamtabschalt-I²t kombiniert Schmelz- und Lichtbogenenergie.
Bei einer Last mit Einschaltstrom muss die Impulsfestigkeit der Sicherung gegen die Einschaltstromkurve geprüft werden. Zum Schutz von Halbleitern müssen die Gesamtabschaltwerte der Sicherung unter kompatiblen Bedingungen mit den Belastbarkeitsdaten des Geräts koordiniert werden.
Es gibt keine allgemeingültige Regel, dass das nachgeschaltete I²t immer einen festen Prozentsatz des vorgeschalteten I²t betragen muss. Die Selektivität hängt vom geprüften Sicherungspaar, dem Fehlerstrombereich, den Koordinierungstabellen des Herstellers und den vollständigen Zeit-Strom-Kennlinien ab.
Für einen gezielten Geschwindigkeitsvergleich siehe Ansprechzeit von Sicherung vs. Leitungsschutzschalter (MCB).
Verwendungszweck Kategorie
In IEC-basierten Sicherungssystemen beschreibt die Betriebsklasse den Strombereich, den die Sicherung unterbrechen kann, sowie den Anwendungsbereich, für den sie vorgesehen ist.
| Kategorie | Allgemeine Funktion | Wichtige Abgrenzung |
|---|---|---|
| gG | Ganzbereichs-Schutz für allgemeine Zwecke, üblicherweise für Kabel und Verteilungsstromkreise. | Die genauen Kabel- und Koordinationsanforderungen bestätigen. |
| aM | Teilbereichs-Kurzschlussschutz für Motorstromkreise. | Erfordert separaten Überlastschutz |
| aR | Teilbereichs-Halbleiterschutz | Muss auf den Halbleiter abgestimmt sein und ersetzt nicht alle Stromkreisschutzfunktionen. |
| gR | Ganzbereichs-Halbleiterschutz | Gerätespezifische I²t- und Zeit-Strom-Kennlinien überprüfen. |
| gPV | Ganzbereichs-PV-Sicherungseinsatz für den Schutz von Photovoltaikanlagen. | Erfordert eine PV-spezifische DC-Auswahl und Installationsprüfungen. |
Für Kategorien wie aR und gR müssen Beschaffungsteams den anwendbaren Teil der Normenreihe IEC 60269, das exakte Datenblatt des Herstellers sowie das modellspezifische Zertifikat oder den Prüfnachweis verifizieren. Eine auf einer Produktwebseite angegebene Kategorie ist kein ausreichender Nachweis für die Konformität oder die Eignung für den Anwendungsfall.
Für eine normenorientierte Erläuterung verwenden Sie den IEC 60269 Sicherungsleitfaden: gG vs. aM, NH-Größen und Auswahl.
So wählen Sie die richtige elektrische Sicherung aus
Schritt 1: Definition des Schutzziels
Geben Sie an, was geschützt werden muss und vor welchen Bedingungen. Eine Sicherung, die zum Schutz eines Kabels ausgewählt wurde, kann sich von einer Sicherung unterscheiden, die für einen Motorabzweig, ein Halbleitermodul oder einen PV-String vorgesehen ist.
Aufzeichnung:
- Last- und Leiterdetails
- Normaler und maximaler Betriebsstrom
- Überlastungen, die toleriert oder unterbrochen werden müssen
- Anlauf- oder Einschaltstromverlauf
- Maximale Systemspannung und AC/DC-Betriebsart
- prospektive Kurzschlussstrom
- Zulässige Durchlassenergie oder Abschaltzeit
- Umgebungs- und Gehäusebedingungen
- Erforderliche Norm, Marktzulassung und Bauform
Schritt 2: Auswahl der Anwendungsklasse und der physikalischen Bauform
Wählen Sie die allgemeine Sicherungsfamilie, bevor Sie den Nennstrom festlegen. Beispiele hierfür sind zylindrische gG-Sicherungen für einen Verteilerstromkreis, aM-Sicherungen mit separatem Überlastschutz für einen Motor, Hochgeschwindigkeits-Halbleitersicherungen für einen Stromrichter oder gPV-Sicherungen für einen PV-String.
Wählen Sie anschließend ein von der Installation unterstütztes Format: Geräteschutzsicherung, 10 × 38 zylindrisch, NH, geschraubte Hochgeschwindigkeitssicherung oder ein anderes spezifiziertes System.
Schritt 3: Spannung und AC/DC-Fähigkeit prüfen
Bestätigen Sie die Sicherungsbemessung bei maximaler Betriebsspannung unter Berücksichtigung der zu erwartenden Toleranzen. Verwenden Sie eine reine AC-Bemessung nicht als Nachweis für die DC-Abschaltfähigkeit.
Überprüfen Sie bei PV- und Batteriestromkreisen die geltende DC-Bemessung, die Prüfbedingungen für Fehlerströme, gegebenenfalls die Zeitkonstante des Stromkreises sowie die Installationsvorgaben des Herstellers.
Schritt 4: Bestimmung eines geeigneten Nennstroms
Verwenden Sie den maximalen Dauerstrom und das Lastprofil, um einen Nennstrom in die engere Wahl zu ziehen. Wenden Sie die Derating-Vorgaben des Herstellers für Umgebungstemperatur, Gehäuse, Kühlung, wiederkehrende Impulse und Montagebedingungen an.
Der gewählte Nennstrom muss zudem die Anforderungen an den Leitungs- und Geräteschutz erfüllen. Eine Erhöhung des Nennstroms zur Vermeidung von Fehlauslösungen kann dazu führen, dass der geschützte Stromkreis unzureichend abgesichert ist; prüfen Sie zunächst, ob die Ursache Einschaltströme, eine zu hohe Umgebungstemperatur, eine lockere Halterungsverbindung oder eine tatsächliche Überlast ist.
Schritt 5: Überprüfung des Einschaltstroms anhand der Zeit-Strom-Kennlinie und I²t-Daten
Tragen Sie den tatsächlichen Anlaufvorgang in die Sicherungskennlinie ein oder vergleichen Sie ihn damit. Verwenden Sie für kurze Impulse die Impuls- und I²t-Methode des Herstellers. Wiederkehrende Impulse erfordern einen zusätzlichen Sicherheitsabstand, da thermische Wechselbeanspruchungen die Lebensdauer der Sicherung beeinträchtigen können.
Bei Motoren sind Anlaufstrom, Anlaufdauer und Überlastschutz zu bestätigen. Bei Transformatoren und Netzteilen ist der Einschaltstrom durch Magnetisierung oder Kondensatorladung zu prüfen, anstatt einen Standardmultiplikator anzunehmen.
Schritt 6: Überprüfung des Ausschaltvermögens
Ermitteln oder berechnen Sie den prospektiven Kurzschlussstrom am Einbauort der Sicherung. Bestätigen Sie, dass das Ausschaltvermögen der Sicherung bei der entsprechenden Spannung und Stromart gleich oder größer als dieser Wert ist.
Schritt 7: Überprüfung der Selektivität und der Durchlassenergie
Vergleichen Sie die exakten Sicherungskennlinien und die Selektivitätsdaten des Herstellers mit den vor- und nachgeschalteten Geräten. Beim Schutz von Halbleitern sind der gesamte Abschalt-I²t-Wert und der Spitzendurchlassstrom unter Verwendung kompatibler Testbedingungen mit den Gerätegrenzwerten zu vergleichen.
Schritt 8: Abstimmung von Sicherungshalter und Installation
Bestätigen Sie:
- Sicherungsabmessungen und Kontaktformat
- Bemessungsstrom und -spannung des Halters
- Zulässige Verlustleistung der Sicherung
- Leiter- und Anschlussquerschnitt
- Anforderungen an Berührungsschutz und Trennung
- Eignung zum Schalten unter Last
- Gehäusetemperatur, Verschmutzungsgrad und Belüftungsbedingungen
- Erforderliches Austauschwerkzeug oder sichere Handhabungsmethode
Ein Sicherungshalter ist nicht automatisch ein Lasttrennschalter. Wenn die Anlage unter Last betrieben werden muss, verwenden Sie entsprechend ausgelegte Betriebsmittel. Siehe Sicherungshalter vs. Sicherungslasttrennschalter.
Schritt 9: Dokumentation prüfen und Anwendung sicher validieren
Überprüfen Sie das genaue Datenblatt, die Zeit-Strom-Kennlinien, Informationen zur Temperatur-Derating, Zulassungsnachweise und die Dokumentation des Halters. Wenn die Sicherung Geräte schützt oder wiederkehrenden Impulsen standhalten muss, validieren Sie die Auswahl anhand zugelassener Prüfverfahren, Labor- oder Herstellertests, Schutzkoordinationsberechnungen und verifizierter Zeit-Strom-Daten.
Erzeugen Sie niemals absichtlich einen Fehler in einer unter Spannung stehenden Feldinstallation, um eine Sicherung zu validieren. Jegliche physische Fehlerprüfung darf nur in einer entsprechend ausgestatteten Testumgebung durch qualifiziertes Personal gemäß einem genehmigten Verfahren durchgeführt werden.
Sicherungsauswahl nach Anwendung
| Anwendung | Wahrscheinlicher Ausgangspunkt | Erforderliche nächste Prüfung | Detaillierter VIOX-Leitfaden |
|---|---|---|---|
| Allgemeiner Leitungs- oder Einspeisungsschutz | Ganzbereichs-Allzwecksicherung wie gG in einem IEC-System | Leitungsschutz, Kurzschlussstrom und Selektivität | Auswahl von Niederspannungssicherungen nach IEC 60269 |
| Motorabzweigstromkreis | aM-Sicherung oder eine andere für Motoren geeignete Sicherungsanordnung | Separater Überlastschutz, Anlaufstrom und Koordination | Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) vs. Sicherung für Motorstromkreise |
| Leistungshalbleiter | Halbleiterschutzsicherung (ultraschnell) | Gesamtabschalt-I²t-Wert, Spitzenstrom und Spannung des Geräts | Ansprechzeit von Sicherung vs. Leitungsschutzschalter (MCB) |
| PV-String oder Generatoranschlusskasten | DC-bemessene gPV-Sicherung, wo Überstromschutz erforderlich ist | Stranganzahl, Rückstrom, maximale Spannung, Temperatur und Halter | Wie man eine PV-Solaranlage fachgerecht absichert |
| 12-V-Fahrzeug- oder Hilfssystem | Kfz-Flachsicherung oder geeignete Niederspannungssicherung | Strombelastbarkeit der Leitung, Quellenfehlerstrom, Halter und Fahrzeugnorm | Wie man die Sicherungsgröße für ein 12-V-System auswählt |
| Industrieschaltschrank mit Erfordernis zur Wartungsfreischaltung | Sicherung mit korrekt bemessenem Halter/Sockel oder Sicherungslasttrennschalter | Lastschaltvermögen, Verriegelung, sicherer Austausch und Koordination | Sicherungshalter vs. Sicherungslasttrennschalter |
Elektrische Sicherung vs. Leitungsschutzschalter
Sicherungen und Leitungsschutzschalter bieten beide Überstromschutz, aber keiner ist universell besser.
| Entscheidungsfaktor | Fuse | Circuit breaker |
|---|---|---|
| Betrieb nach einem Fehler | Sicherungseinsatz muss ausgetauscht werden | Kann in der Regel zurückgesetzt werden, nachdem die Störung untersucht und die Betriebsbereitschaft des Geräts bestätigt wurde |
| Strombegrenzung | Eine starke Strombegrenzung ist bei geeigneten Sicherungsbauformen verfügbar | Abhängig von Leistungsschaltertyp, Bemessungsstrom und Strombegrenzungsklasse |
| Einstellung | Feste Kennlinie | Einige Leistungsschalter bieten einstellbare Schutzparameter |
| Schalt- und Fernsteuerungsfunktionen | Erfordert eine geeignete Sicherungslasttrennschalter-Kombination oder ein Schaltgerät | Schaltfunktionen, Hilfskontakte und Fernbedienung können verfügbar sein |
| Austauschkontrolle | Eine korrekte Ersatzsicherung muss verfügbar sein und installiert werden | Ein Rücksetzen vermeidet den Austausch, kann jedoch dazu führen, dass ohne Fehlerdiagnose zurückgesetzt wird |
| Koordinierung | Basierend auf Sicherungskennlinien und geprüften Selektivitätsdaten | Basierend auf Auslösekennlinien, Einstellungen und Koordinationsdaten des Herstellers |
Vergleichen Sie nicht alle Sicherungen mit allen Leistungsschaltern unter Verwendung fester Ansprechzeiten, Preise oder Störlichtbogenwerte. Die Leistung hängt von den exakten Geräten und den Systemfehlerbedingungen ab. Für die vollständige Entscheidung siehe Sicherung vs. Leistungsschalter: Wesentliche Unterschiede und Anwendungen.
Häufige Fehler bei der Sicherungsauswahl
| Fehler | Warum dies riskant ist | Bessere Vorgehensweise |
|---|---|---|
| Auswahl ausschließlich nach Amperezahl | Vernachlässigung von Spannung, Ausschaltvermögen, Kennlinie und Anwendung | Erstellung einer vollständigen Sicherungsspezifikation |
| Die Annahme, dass die gleiche Baugröße Austauschbarkeit bedeutet | Sicherungen gleicher Größe können unterschiedliche Kennlinien und Ausschaltvermögen aufweisen | Übereinstimmung mit der exakten Serie oder Überprüfung aller relevanten Parameter |
| Austausch einer Sicherung durch eine höhere Nennstromstärke nach wiederholtem Auslösen | Kann Kabel oder Betriebsmittel ungeschützt lassen | Diagnose von Überlast-, Einschaltstrom-, Temperatur- und Anschlussbedingungen |
| Verwendung einer für Wechselstrom (AC) ausgelegten Sicherung in einer Gleichstromanwendung (DC) ohne DC-Spezifikation | Der Lichtbogen wird unter Umständen nicht sicher unterbrochen | Überprüfung der angegebenen Gleichspannung (DC) und des Ausschaltvermögens |
| Missachtung des prospektiven Kurzschlussstroms | Der Sicherungskörper kann bei Überschreiten des Bemessungsausschaltvermögens bersten | Berechnung oder Ermittlung des verfügbaren Kurzschlussstroms |
| aM-Sicherungen als vollständigen Motorschutz behandeln | aM ist eine Teilbereichs-Sicherungskategorie | Mit einem separaten Überlastschutz koordinieren |
| Vernachlässigung der Verlustleistung des Sicherungshalters und des Kontaktzustands | Übermäßige Wärme kann eher am Halter als im Sicherungselement entstehen | Sicherungshalter aufeinander abstimmen und Verbindungsqualität prüfen |
| Verwendung eines allgemeinen Temperatur-Derating-Prozentsatzes | Sicherungsfamilien reagieren unterschiedlich auf Temperatureinflüsse | Verwenden Sie die exakte Derating-Kurve des Herstellers |
Normen für elektrische Sicherungen: Was zu prüfen ist
Die anwendbare Norm hängt von der Sicherungsfamilie, dem Gerätetyp und dem Markt ab.
- IEC 60269 deckt spezifizierte Niederspannungs-Sicherungssysteme ab. Der aktuelle IEC 60269-1:2024 Anwendungsbereich umfasst gekapselte strombegrenzende Sicherungseinsätze mit einem Bemessungsausschaltvermögen von mindestens 6 kA für Wechselstromkreise mit Netzfrequenz bis 1.000 V oder Gleichstromkreise bis 1.500 V. Nachfolgende Teile ergänzen Anforderungen für spezielle Anwender und Anwendungen.
- IEC 60127 befasst sich mit Geräteschutzsicherungen, die zum Schutz von elektronischen Geräten und zugehörigen Anwendungen verwendet werden.
- UL 248 ist die US-Sicherungsnormenreihe, während UL 4248 sich mit Sicherungshaltern befasst. UL Solutions führt diese Anwendungsbereiche in seinen Dienstleistungen für Sicherungen und Sicherungshalter auf.
Schreiben Sie nicht “IEC-konform”, “UL-gelistet” oder “CE-zertifiziert” für eine Produktfamilie ohne modellspezifische Nachweise. Fordern Sie das Zertifikat, den Prüfbericht oder die Zulassungsinformationen an, die genau die gelieferte Sicherung und den Halter abdecken.
Häufig Gestellte Fragen
Was sind die Haupttypen elektrischer Sicherungen?
Zu den gängigen Typen gehören Miniatur-Glas- oder Keramikrohrsicherungen, industrielle zylindrische Sicherungen, NH-Messersicherungen, D/D0-Sicherungen, Kfz-Flachsicherungen, Halbleitersicherungen, PV-Sicherungen sowie Batterie-/EV-Sicherungen. Die beste Klassifizierung hängt davon ab, ob Sie Konstruktion, physisches Format, Anwendung oder Betriebseigenschaften vergleichen.
Was bedeuten die Zahlen auf einer Sicherung?
Kennzeichnungen geben üblicherweise Nennstrom und Nennspannung an. Eine Sicherung kann zudem Angaben zu Auslösecharakteristik, Ausschaltvermögensklasse, Gebrauchskategorie, Prüfzeichen und einem Herstellercode enthalten. Interpretieren Sie die Kennzeichnung anhand des spezifischen Datenblatts, da Abkürzungen zwischen IEC-, UL- und Herstellersystemen variieren.
Kann ich eine 5 × 20 mm Sicherung durch eine beliebige andere 5 × 20 mm Sicherung ersetzen?
Nein. Die physische Größe allein ist nicht ausreichend. Stimmen Sie Stromstärke, Spannung, AC/DC-Eignung, flinke oder träge Charakteristik, Ausschaltvermögen, Zulassungen und Anforderungen des Sicherungshalters aufeinander ab.
Ist eine 250 V Sicherung für einen 12 V Stromkreis geeignet?
Aus Sicht der maximalen Spannungsgrenze kann sie geeignet sein, jedoch nur, wenn die Sicherung über das erforderliche DC-Ausschaltvermögen, die korrekte Stromstärke, das Ausschaltvermögen, das Zeit-Strom-Verhalten und die entsprechende Zulassung für die Anwendung verfügt. Niederspannungskreise mit Batterien können dennoch sehr hohe verfügbare Fehlerströme aufweisen.
Was ist der Unterschied zwischen flinken und trägen Sicherungen?
Flinke Sicherungen sind so konzipiert, dass sie schneller auf definierte Überströme reagieren, während träge Sicherungen definierte, kurzzeitige Einschaltströme tolerieren. Die tatsächliche Abschaltzeit hängt vom Stromvielfachen und der exakten Zeit-Strom-Kennlinie ab; die Bezeichnung allein reicht für eine Koordination nicht aus.
Wie berechne ich den korrekten Sicherungsnennstrom?
Es gibt keinen einheitlichen Multiplikator für jede Sicherung und Anwendung. Beginnen Sie mit dem maximalen Dauerstrom, der Lasttoleranz, dem Anlauf- oder Impulsverhalten, den Umgebungsbedingungen, dem Leiterschutz und der Gerätenorm. Wenden Sie dann die spezifischen Derating-Faktoren und Zeit-Strom-Kennlinien des Sicherungsherstellers an.
Warum löst eine korrekt dimensionierte Sicherung immer wieder aus?
Mögliche Ursachen sind eine tatsächliche Überlast, Einschaltströme, wiederkehrende Impulse, hohe Umgebungstemperaturen, schlechter Kontakt im Sicherungshalter, unterdimensionierte Leiter, ein Gerätedefekt oder eine falsch gewählte Zeit-Strom-Charakteristik. Analysieren Sie den Stromkreis, bevor Sie den Nennstrom der Sicherung erhöhen.
Schützt eine Sicherung vor Überspannung?
Nein. Eine Sicherung schützt vor Überstrom. Überspannungsschutzgeräte dienen zur Ableitung transienter Überspannungen, während für dauerhafte Über- oder Unterspannungszustände andere Geräte erforderlich sein können.
Spezifizieren Sie die Sicherung, bevor Sie ein Produkt anfragen
Bevor Sie Produkte vergleichen, stellen Sie folgende Anwendungsdetails zusammen:
- maximale AC- oder DC-Spannung
- Dauerstrom und Lastprofil
- Anlauf- oder Einschaltstrom und Dauer
- prospektive Kurzschlussstrom
- Erforderliche Sicherungskategorie oder geschützte Betriebsmittel
- Patronen- oder Messerausführung und Halterung
- Umgebungs- und Gehäusebedingungen
- Anwendbare Norm und erforderliche Zulassungsnachweise
Sie können dann VIOX überprüfen Niederspannungssicherungen und Sicherungshalter oder die Anwendungsparameter für eine Unterstützung bei der Modellauswahl einreichen.