So lesen Sie eine Schmelzzeit-Strom-Kennlinie: Schmelzzeit, Ausschaltzeit, I²t und Koordination

Ein Schmelzzeit-Strom-Kennlinie (TCC) zeigt, wie sich die Ansprechzeit bei steigendem Überstrom verändert. Um sie zu lesen, suchen Sie den erforderlichen Strom auf der logarithmischen horizontalen Achse, gehen Sie vertikal zur Kurve für den exakten Sicherungsnennwert und dann horizontal zur logarithmischen vertikalen Achse, um die Zeit abzulesen. Gehen Sie den umgekehrten Weg, wenn Sie die erforderliche Zeit kennen und den entsprechenden Strom ermitteln müssen.

Diese Nachverfolgungsmethode ist nur die halbe Arbeit. Bevor Sie das Ergebnis verwenden, stellen Sie fest, ob das Datenblatt die minimale Schmelzzeit (Vorlichtbogenzeit), die durchschnittliche Schmelzzeit oder die gesamte Ausschaltzeit. darstellt. Eine nominelle durchschnittliche Schmelzlinie ist keine garantierte Ausschaltgrenze, und eine TCC ersetzt nicht die Spannungsbemessung, das Ausschaltvermögen, I²t, den Durchlassstrom oder die Koordinationsdaten des Herstellers der Sicherung.

Die sechs Punkte, die vor dem Lesen der Kennlinie zu identifizieren sind

Beginnen Sie nicht bei den Achsen. Beginnen Sie mit dem Schriftfeld und der Legende des Dokuments.

Prüfen	Was zu erfassen ist	Stopp, falls
Sicherungsfamilie	Hersteller und genaue Serie oder Klasse	Die Kennlinie gehört zu einer anderen Serie
Sicherungsnennstrom	Die spezifische Ampere-Kennlinie oder das Band	Der erforderliche Bemessungswert fehlt und eine Interpolation ist nicht zulässig
Typ der Kurve	Minimale Schmelzzeit, durchschnittliche Schmelzzeit oder gesamte Ausschaltzeit	Der Kennlinientyp ist nicht angegeben oder kann nicht bestätigt werden
Strombasis	Ampere, Kiloampere oder Vielfache des Bemessungsstroms In	Die Achseneinheiten sind unklar
Zeitbasis	Sekunden, Zyklen oder eine andere deklarierte Einheit	Sie können die Projektanforderung nicht in die geplottete Einheit umrechnen
Bedingungen und Hinweise	AC/DC-Basis, Prüfspannung, Umgebungsannahmen, Vorbelastung, Toleranz, Frequenz oder andere Herstellerhinweise	Das vorgesehene System fällt außerhalb der veröffentlichten Bedingungen

Eine Kennlinie, die von einer optisch ähnlichen Sicherung stammt, ist kein Ersatz. Zwei Sicherungseinsätze mit demselben Bemessungsstrom können unterschiedliche Betriebsklassen, Elementkonstruktionen, Zeit-Strom-Verhalten und Durchlasswerte aufweisen. Der VIOX-Leitfaden zur Terminologie von Sicherungseinsätzen erklärt, warum der austauschbare Sicherungseinsatz und das komplette Sicherungssystem ebenfalls separat spezifiziert werden müssen.

So lesen Sie das Strom-Zeit-Verhalten in fünf Schritten

Verwenden Sie diese Abfolge, wenn die Auslegungsfrage lautet:

Wie lange dauert es bei einem angegebenen Strom ungefähr, bis diese Sicherung schmilzt oder auslöst?

Schritt 1: Wählen Sie die exakte Kennlinie aus

Suchen Sie die Linie oder das Band, das für den erforderlichen Nennstrom innerhalb der korrekten Sicherungsfamilie gekennzeichnet ist. Ein Datenblatt kann viele Nennwerte zusammen darstellen. Eng beieinander liegende Kennlinien sind leicht zu verwechseln, insbesondere in einem logarithmischen Diagramm.

Erwartetes Ergebnis: eine identifizierte Kennlinie oder ein Band, das an eine dokumentierte Produktfamilie des Herstellers und einen Nennstrom gebunden ist.

Stoppbedingung: Schätzen Sie keine fehlende Kennlinie zwischen benachbarten Nennwerten, es sei denn, der Hersteller erlaubt diese Methode ausdrücklich oder liefert die dazwischenliegenden Daten.

Schritt 2: Suchen Sie den Strom auf der horizontalen Achse

Lesen Sie die Achsenbeschriftung sorgfältig. Die x-Achse kann Folgendes zeigen:

• tatsächlicher Strom in Ampere;
• prospektiver Strom in Kiloampere; oder
• Strom als Vielfaches des Nennstroms, wie z. B. 2 × In oder 10 × In.

Wenn die Achse Vielfache verwendet, berechnen Sie das Vielfache, bevor Sie in das Diagramm gehen:

Stromvielfaches = angelegter Strom / Nennstrom der Sicherung

Bei einer 20 A Sicherung, die 100 A führt, beträgt der angelegte Strom 5 × In. Diese Rechnung bestimmt einen Punkt auf der Achse; sie sagt ohne die korrekte Kennlinie jedoch nicht die Auslösezeit voraus.

Erwartetes Ergebnis: ein Stromwert, der in denselben Einheiten wie das Diagramm ausgedrückt ist.

Stoppbedingung: behandeln Sie Ampere und Vielfache von In nicht als austauschbar.

Schritt 3: Bewegen Sie sich vertikal zur Kennlinie oder zum Bereich

Verfolgen Sie vom gewählten Strom aus eine vertikale Linie nach oben, bis sie die korrekte Sicherungskennlinie trifft.

Wenn das Diagramm eine einzelne mittlere Schmelzkennlinie zeigt, ergibt der Schnittpunkt einen Nennwert. Wenn es einen Bereich oder separate Grenzen für das Mindestschmelzen und das Gesamtabschalten zeigt, notieren Sie beide Schnittpunkte.

Erwartetes Ergebnis: ein Schnittpunkt für eine Nennlinie oder zwei Schnittpunkte für einen Zeitbereich.

Stoppbedingung: Falls die vertikale Linie mehrere Sicherungsnennwerte kreuzt, überprüfen Sie die Legende erneut, bevor Sie fortfahren.

Schritt 4: Bewegen Sie sich horizontal zur Zeitachse

Verfolgen Sie vom Schnittpunkt aus den Verlauf horizontal zur y-Achse. Lesen Sie die Zeit anhand der logarithmischen Unterteilungen ab.

Ein Punkt genau in der Mitte zwischen 1 Sekunde und 10 Sekunden entspricht nicht 5,5 Sekunden. Auf einer logarithmischen Skala zur Basis 10 liegt der geometrische Mittelpunkt bei etwa 3,16 Sekunden. Verwenden Sie die auf dem tatsächlichen Blatt angegebenen kleineren Rasterunterteilungen anstelle einer linearen visuellen Interpolation.

Erwartetes Ergebnis: eine Nennzeit oder ein begrenzter Zeitbereich, mit dem daneben vermerkten Kurventyp.

Schritt 5: Notieren Sie das Ergebnis mit seinem Qualifikator

Ein nützlicher technischer Hinweis sieht wie folgt aus:

Sicherung: [Hersteller, Serie, Nennwert]
Angewandter Strom: [A oder Vielfaches von In]
Kurventyp: [Mindestschmelzzeit / durchschnittliche Schmelzzeit / gesamte Abschaltzeit]
Abgelesenes Ergebnis: [Zeit oder Bereich]
Dokument: [Datenblattnummer und Revision]
Bedingungen/Grenzwerte: [relevante Hinweise]

Notieren Sie nicht nur “die Sicherung löst in 0,2 s aus”. Ohne den Kurventyp und die Quelle kann ein anderer Leser nicht feststellen, ob es sich bei 0,2 s um die minimale Schmelzzeit, die Nennschmelzzeit oder die maximale Gesamtabschaltzeit handelt.

So lesen Sie Zeit-Strom-Kennlinien

Manchmal ist die Auslegungsanforderung umgekehrt:

Welcher Strom ist erforderlich, damit diese Sicherung innerhalb einer Zielzeit auslöst?

Beginnen Sie bei der erforderlichen Zeit auf der vertikalen Achse, gehen Sie horizontal zur ausgewählten Kurve oder zum ausgewählten Band und dann vertikal nach unten zur Stromachse.

Diese Richtung ist nützlich bei der Überprüfung von:

• ob ein bekannter Fehlerstrom einen erforderlichen Auslösezeitbereich erreicht;
• ob ein kurzer Einschaltstromstoß in den Schmelzbereich der Sicherung fällt;
• welcher veröffentlichte Nennwert innerhalb einer Sicherungsfamilie am nächsten an einer definierten Zeit-Strom-Anforderung liegt.

Die Antwort bleibt an den veröffentlichten Kurventyp gebunden. Ein von einer durchschnittlichen Schmelzkennlinie abgelesener Strom beweist keine maximale Abschaltzeit innerhalb dieser Zeit.

Praxisbeispiel: Lesen einer veröffentlichten Mersen AJT30-Kurve

Mersens einseitiges Wie man eine Zeit-Strom-Kennlinie liest verwendet die AJT-Zeitverzögerungs-Klasse-J-Familie. Das Blatt ist beschriftet mit Schmelzzeit-Strom-Daten, und Mersen beschreibt seine kontinuierlichen Kurven als nominale durchschnittliche Schmelzzeit.

Für die veröffentlichte AJT30 Kennlinie:

1. Gehen Sie auf der x-Achse bei 160 A.
2. in den Graphen. 30 A Kennlinie.
3. Gehen Sie horizontal zur Zeitachse.
4. Der veröffentlichte Messwert ist 10 Sekunden.

Ablesen in entgegengesetzter Richtung:

1. Gehen Sie auf der y-Achse bei 0,1 Sekunden.
2. Bewegen Sie sich horizontal zur 30 A Kennlinie.
3. Bewegen Sie sich nach unten zur Stromachse.
4. Der veröffentlichte Messwert ist 320 A.

Frage ist	Veröffentlichter Kurvenverlauf	Ergebnis am Beispiel von Mersen
Wie lange bei 160 A?	160 A → AJT30-Kennlinie → Zeitachse	10 s
Welcher Strom für 0,1 s?	0,1 s → AJT30-Kennlinie → Stromachse	320 A

Diese Werte veranschaulichen, wie die genannte Herstellerkennlinie zu lesen ist. Es handelt sich dabei nicht um universelle Werte für jede 30 A-Sicherung, und sie stellen die veröffentlichte Schmelz-Zeit-Kennlinie dar – keine pauschale Garantie, dass jede AJT30 den Stromkreis exakt zu diesen Zeiten vollständig unterbricht. Die Bemessungsspannung, das Ausschaltvermögen, die Anwendung und die übrigen Herstellerdaten bestimmen weiterhin die endgültige Auswahl.

Minimale Schmelzzeit, durchschnittliche Schmelzzeit und gesamte Abschaltzeit sind unterschiedlich

Die Beschriftungen um die Kurve bestimmen, was die Zahl bedeutet.

Kurve oder Begriff	Was dies darstellt	Sachgemäße Verwendung	Was es nicht belegt
Minimale Schmelzzeit / minimale Vorlichtbogenzeit	Frühester Zeitpunkt, zu dem das Schmelzelement bei einem angegebenen Strom schmelzen kann	Überbrückungs- und Koordinationsgrenzprüfungen	Endgültige Unterbrechungszeit
Durchschnittliches Schmelzen	Nominales oder typisches Schmelzverhalten des Elements	Allgemeiner Vergleich und ungefähres Verhalten	Garantiertes Minimum oder Maximum
Lichtbogendauer	Zeit vom Schmelzen des Elements bis zur Stromunterbrechung	Verständnis der Lücke zwischen Schmelzen und Abschalten	Gesamtreaktion ab Fehlerbeginn
Gesamtabschaltzeit	Schmelzzeit plus Lichtbogendauer	Maximale Abschaltgrenze, sofern als solche veröffentlicht	Geräteschutz ohne Überprüfung der Durchlass- und Festigkeitsdaten
Toleranzband	Bereich, der durch die relevanten Minimal- und Maximal-Kennlinien begrenzt ist	Konservative Interpretation des Zeitbereichs	Eine einzelne exakte Auslösezeit

Eaton definiert die Abschaltzeit als das Gesamtintervall vom Beginn des Überstroms bis zur endgültigen Unterbrechung des Stromkreises, bestehend aus Schmelzzeit plus Lichtbogenzeit. Die Richtlinien von Mersen zur Selektivitätskoordination unterscheiden ebenfalls zwischen Mindestschmelz- und Gesamtabschaltkennlinien und verwenden diese Grenzen – nicht eine Durchschnittslinie –, um die Trennung zwischen den Geräten zu bewerten.

Die Terminologie kann je nach Region und Hersteller variieren. “Vorlichtbogenzeit” wird üblicherweise für den Zeitraum vor dem Schmelzen des Elements verwendet; einige Fachliteratur verwendet “Schmelzzeit”. Lesen Sie die Definitionen in der jeweiligen Datenquelle, anstatt davon auszugehen, dass jeder Katalog identische Bezeichnungen verwendet.

Warum beide Achsen logarithmisch sind

Das Verhalten von Sicherungen erstreckt sich über einen weiten Bereich von Strom und Zeit. Ein einzelnes Diagramm muss möglicherweise das Überlastverhalten über lange Zeiträume und das Hochstromverhalten im Sub-Zyklus-Bereich darstellen. Logarithmische Achsen komprimieren diese Dekaden in eine lesbare Grafik.

Auf einer Basis-10-Achse:

Hauptintervall	Typische Nebenwerte
1 bis 10	2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
10 bis 100	20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
0,01 bis 0,1	0,02, 0,03, 0,04, 0,05 und so weiter

Der visuelle Abstand zwischen 10 und 20 ist nicht derselbe wie zwischen 20 und 30. Wenn die Auflösung des Diagramms für eine Entscheidung nicht ausreicht, beschaffen Sie sich die digitalen Daten des Herstellers, eine Koordinationssoftware oder eine klarere Kennlinie, anstatt anhand eines kleinen Bildes zu raten.

Vom Kennlinienablesen zur technischen Prüfung

Ein Zeit-Strom-Messwert wird erst dann nützlich, wenn er mit den Anforderungen des Stromkreises verglichen wird. Normalerweise sind drei Profile von Bedeutung.

1. Normales Last- und Einschaltstromprofil

Zeichnen oder beschreiben Sie die Größe und Dauer des erwarteten Anlauf-, Magnetisierungs-, Lade- oder sonstigen transienten Stroms. Bestätigen Sie, dass das Profil außerhalb der Schmelzgrenze des Herstellers liegt, unter Berücksichtigung des erforderlichen Auslegungsspielraums und der Betriebsbedingungen.

Beheben Sie Fehlauslösungen nicht einfach durch Erhöhen des Nennstroms. Diese Änderung kann den Schutz von Leitern oder Betriebsmitteln schwächen. Überprüfen Sie die Sicherungsfamilie, das Zeitverzögerungsverhalten, die Umgebungsbedingungen, die thermischen Grenzwerte des Halters und die tatsächliche Einschaltstromkurve.

2. Grenzwerte für geschützte Leiter oder Betriebsmittel

Vergleichen Sie die Abschaltgrenze der Sicherung mit den zutreffenden Informationen zur Belastbarkeit des Leiters oder der Betriebsmittel. Die Sicherung sollte den schädlichen Überstrom unterbrechen, bevor die zulässige thermische Belastungsgrenze oder Schadensgrenze des geschützten Objekts überschritten wird.

Eine allgemeine TCC kann dies nicht allein festlegen. Der erforderliche Grenzwert muss aus der geltenden Auslegungsmethode, den Gerätedaten oder der für den Zielmarkt zuständigen Behörde stammen.

3. Schutz vor- und nachgeschalteter Betriebsmittel

Für zwei in Reihe geschaltete Sicherungen verwendet eine konventionelle Kennlinienprüfung die Gesamtabschaltgrenze des nachgeschalteten Geräts und die Mindestschmelzgrenze des vorgeschalteten Geräts. Wenn die Gesamtabschaltkennlinie des nachgeschalteten Geräts über den bewerteten Bereich von der Mindestschmelzkennlinie des vorgeschalteten Geräts getrennt bleibt, ist zu erwarten, dass die nachgeschaltete Sicherung innerhalb dieses dargestellten Bereichs zuerst auslöst.

Dies ist eine Prüfregel, kein universelles Selektivitätszertifikat. Mersen weist darauf hin, dass eine konventionelle TCC-Analyse die Selektivität möglicherweise nicht genau wiedergibt, wenn strombegrenzende Geräte und die unverzögerte Auslösung von Leistungsschaltern beteiligt sind. Es können herstellerspezifische Selektivitätstabellen, geprüfte Kombinationen, Spitzenstromdaten, I²t-Daten oder eine formale Schutzstudie erforderlich sein.

Für den separaten Technologievergleich verwenden Sie das von VIOX Leitfaden zur Ansprechzeit von Sicherungen im Vergleich zu MCB. Für B/C/D-Leistungsschalter und elektronische Auslösekennlinien verwenden Sie den Leitfaden für Auslösekennlinien von Leistungsschaltern.

Wo I²t passt – und wo die TCC endet

Eine TCC setzt die Stromstärke in Beziehung zur Zeit. I²t beschreibt das Integral des Stromquadrats über die Zeit:

I²t = ∫ i²(t) dt

Da sich der Fehlerstrom während der Unterbrechung ändert, ist das Integral genauer als die Multiplikation eines angenommenen konstanten Stroms mit einem Zeitwert.

Sicherungsdaten können unterscheiden zwischen:

• Schmelz- oder Vorlichtbogen-I²t: Energieintegral bis zum Schmelzen des Elements;
• Lichtbogen-I²t: Energieintegral während des Lichtbogens;
• Gesamtabschalt-I²t: das kombinierte Integral bis zur endgültigen Unterbrechung.

Verwenden Sie die exakten Herstellerdefinitionen und Testbedingungen. Der Leitfaden zur Sicherungstechnologie von Eaton betont, dass Vergleiche zwischen Impuls-I²t und Schmelz-I²t der Sicherung die Anwendungswellenform und die Produktvorgaben berücksichtigen müssen. Littelfuse trennt ebenfalls Zeit-Strom-Kennlinien von Durchlassstrom-Kennlinien: Letztere behandeln den tatsächlichen Spitzenstrom, der während einer strombegrenzenden Unterbrechung durchgelassen wird.

Eine TCC allein reicht nicht aus, wenn die Entscheidung von Folgendem abhängt:

• Halbleiter- oder leistungselektronische Belastbarkeit;
• hoher prospektiver Kurzschlussstrom im strombegrenzenden Bereich;
• elektromechanische Spitzenbelastung;
• Kaskadierung, Backup-Schutz oder eine geprüfte selektive Kombination;
• einem gemischten System aus Sicherung und Leistungsschalter, das in den unverzögerten Bereich des Leistungsschalters eintritt;
• Einhaltung einer projektspezifischen Selektivitätsanforderung.

In diesen Fällen sind die I²t-Tabellen, Durchlassstromdiagramme, Selektivitätstabellen, exakten Gerätekennlinien sowie alle erforderlichen Analysedaten des Herstellers einzuholen.

Häufige Ablesefehler und Korrekturmaßnahmen

Fehler	Warum es fehlschlägt	Korrekturmaßnahme
Ablesen des nächstgelegenen Sicherungswerts anstelle des exakten Werts	Benachbarte Nennwerte können wesentlich abweichende Kennlinien aufweisen	Exakte Nennwertkennlinie einholen
Behandlung einer Durchschnittslinie als garantierter Grenzwert	Die durchschnittliche Schmelzzeit schließt Toleranzen aus und kann die Lichtbogenzeit ausschließen	Verwenden Sie die Grenzwerte für Mindestschmelz- und Gesamtabschaltzeiten
Lesen einer logarithmischen Achse als linear	Der geschätzte Punkt kann weit vom veröffentlichten Wert entfernt sein	Folgen Sie den beschrifteten logarithmischen Unterteilungen
Ignorieren von Ampere gegenüber Vielfachen von In	Der Punkt auf der x-Achse wird falsch, bevor die Kurve abgelesen wird	Einheiten explizit umrechnen
Annahme, dass “öffnet” immer Gesamtabschaltung bedeutet	Herstellerterminologie und Kurvenbezeichnungen unterscheiden sich	Notieren Sie den exakten Begriff des Dokuments
Vergleich von Kurven aus nicht zusammenhängenden Testgrundlagen	Eine scheinbare Trennung stellt möglicherweise nicht dieselben Bedingungen dar	Verwenden Sie kompatible Hersteller-/Projektdaten
Verwendung von TCC allein im strombegrenzenden Bereich	Spitzenstrom und Energie können das Ergebnis bestimmen	Überprüfen Sie I²t, den Durchlass-Spitzenstrom und Selektivitätsdaten
Die Auswahl nur nach Ampere-Nennwert	Spannung, Ausschaltvermögen, Klasse, Halter und Anwendung bleiben ungeklärt	Vervollständigen Sie die vollständige Sicherungsspezifikation

Arbeitsblatt zum Lesen der TCC von Sicherungen

Kopieren Sie diese Tabelle in die Konstruktionsunterlagen oder die Beschaffungsprüfung.

Bereich	Projekteintrag
Hersteller
Sicherungsfamilie / -serie
Katalognummer
Nennstrom
Nennspannung und AC/DC-Basis
Ausschaltvermögen
Kurvendokument und Revision
Typ der Kurve
Einheit der horizontalen Achse
Einheit der vertikalen Achse
Angewandter Strom oder erforderliche Zeit
Schmelzzeitwert oder -bereich ablesen
Gesamtabschaltwert oder -bereich ablesen
Last-/Einschaltstromprofil geprüft	Ja / Nein
Grenzwerte für geschützte Betriebsmittel oder Leiter geprüft	Ja / Nein
Koordination zwischen vor- und nachgeschalteten Geräten geprüft	Ja / Nein
I²t-Daten erforderlich und geprüft	Ja / Nein / Nicht zutreffend
Daten zum Durchlassstrom-Scheitelwert erforderlich und geprüft	Ja / Nein / Nicht zutreffend
Hersteller-Selektivitätstabelle oder -studie erforderlich	Ja / Nein / Nicht zutreffend
Annahmen und ungeklärte Punkte

Eine vollständige Sicherungsspezifikation erfordert zudem die korrekte Gebrauchskategorie oder Sicherungsklasse, das physische Format, die Kompatibilität mit dem Halter sowie die Anwendungsbedingungen. Beginnen Sie mit dem VIOX-Leitfaden für elektrische Sicherungen für den breiteren Geräte- und Auswahlkontext; verwenden Sie den IEC 60269-Auswahlleitfaden für Sicherungen für die IEC-Klasse und die Systemgrenze; verwenden Sie anschließend das VIOX-Sicherungsproduktseite als kommerziellen Weg für die Bewertung der Produktfamilie.

Abschließende Überprüfung vor der Freigabe der Sicherung

Ein belastbares TCC-Ergebnis sollte alle fünf Fragen beantworten:

1. Ist dies die exakte Herstellerfamilie und Ampere-Bemessung?
2. Gibt das Ergebnis die minimale Schmelzzeit, die durchschnittliche Schmelzzeit oder die gesamte Abschaltzeit an?
3. Wurde die logarithmische Skala in den korrekten Einheiten abgelesen?
4. Hält die Sicherung dem vorgesehenen Lastprofil stand und löst sie vor Erreichen der geltenden Schadensgrenze aus?
5. Wurden I²t, Durchlassstrom, Selektivitätstabellen und andere Bemessungswerte geprüft, wo die TCC allein nicht ausreicht?

Falls eine Antwort unsicher ist, halten Sie die Auswahl vorläufig. Für eine prüfbare Produktanfrage senden Sie bitte die Systemspannung, AC/DC-Betriebsart, den Nennstrom, das Einschaltstromprofil, den prospektiven Fehlerstrom, die Sicherungsklasse, die erforderliche Betriebszeit, das Halterformat und die Koordinationsanforderung an [email protected].

Quellen

• IEC 60269-1:2024 — Niederspannungssicherungen, Teil 1: Allgemeine Anforderungen
• Mersen — Wie man eine Zeit-Strom-Kennlinie liest
• Mersen — Bewertung der selektiven Koordination zwischen strombegrenzenden Sicherungen und nicht strombegrenzenden Leistungsschaltern
• Eaton — Sicherungstechnologie: Terminologie, Spezifikationen und Geräteauswahl
• Littelfuse — Fuseology-Auswahlleitfaden
• Littelfuse — Grundlagen der Sicherungstechnik