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Sicherungen

Entdecken Sie unser gesamtes Sortiment an Sicherungen und -größen. Als führender Hersteller von elektrischen Komponenten bieten wir eine breite Auswahl an Sicherungen, wie z.B. elektrische und industrielle Sicherungen. Unsere industriellen Sicherungen sind so konzipiert, dass sie einen zuverlässigen Überstromschutz für eine Vielzahl von Anwendungen bieten. Von Strom- und Kfz-Sicherungen bis hin zu Axial-, Patronen-, oberflächenmontierbaren, Spezial- und Mittelspannungsoptionen gewährleisten unsere Lösungen eine sichere und effiziente Stromregelung für praktisch jedes System oder Gerät.

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Kfz-Sicherungs sind selbsttätige Unterbrechungsvorrichtungen zum Schutz von elektrischen Geräten vor ungeeigneten Strombelastungen. Der Stromfluss wird durch das Schmelzen des Sicherungsdrahtes, durch den der Strom fließt, unterbrochen.

Für Sicherungseinsätze gelten die folgenden internationalen Bestimmungen und Empfehlungen in ihrer jeweils anwendbaren Version:

  • DIN 72581
  • DIN 43560
  • ISO 8820
  • UL 275
  • SAE

(Zu berücksichtigen sind ferner der Stand der Technik, die Details der aktuell gültigen Durchführungsbestimmungen, die Sicherheitsprinzipien, nach denen „Menschen, Tiere und Sachwerte vor Gefahren geschützt werden müssen“ sowie die Eignung der installierten Komponenten.Sie obliegen der Selbstverantwortung der Hersteller elektrischer Geräte.)

Auswahlerklärungen und -empfehlungen

Die Nennspannung (UN) eines Sicherungseinsatzes muss mindestens auf demselben Niveau oder höher liegen als die Betriebsspannung der Geräte oder Baugruppen, die durch den Sicherungseinsatz geschützt werden sollen. Ist die Betriebsspannung sehr niedrig, muss gegebenenfalls der natürliche Widerstand (Spannungsabfall) des Sicherungseinsatzes berücksichtigt werden.

Der Spannungsabfall (UN) wird gemäß Standards wie DIN, ISO oder JASO gemessen. Teilweise sind die für Littelfuse üblichen Maximalwerte ebenfalls angegeben.

Der Nennstrom (Irat) eines Sicherungseinsatzes sollte ungefähr dem Betriebsstrom des Geräts oder der Baugruppe entsprechen, die geschützt werden sollen (in Übereinstimmung mit der Umgebungstemperatur und der Nennstrom-Definition, womit die zulässigen Dauerströme gemeint sind).

Höhere Umgebungstemperaturen (Tumg) bedeuten eine zusätzliche Belastung für die Sicherungseinsätze. Die Erwärmungsbedingungen der maximal auftretenden Umgebungstemperatur müssen überprüft werden, insbesondere bei hohen Nennströmen der Sicherungen oder wenn sich wärmeabstrahlende Komponenten in der Nähe befinden. Bei solchen Anwendungen sollte ein Derating der Sicherung in Übereinstimmung mit dem folgenden Diagramm bzw. der Tabelle (siehe Faktor FT) vorgenommen werden:

Aufgrund der unterschiedlichen Nennstromgrößen beträgt der empfohlene Dauerstrom der Sicherungseinsätze max. 80 % ihres Nennstroms (bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C), siehe auch die jeweilige Strombelastbarkeit (F) der Sicherungen im Katalog.

Das Verhältnis von Schmelzzeit zur Stromstärke wird durch die Schmelzzeitgrenzwerte angegeben. Sie werden als Hüllkurve für alle genannten Nennströme dargestellt.

Das Schmelzintegral (I2t) resultiert aus dem quadrierten Schmelzstrom und der entsprechenden Schmelzzeit. Bei Überstrom mit Schmelzzeiten unter 5 ms bleibt das Schmelzintegral konstant. Die Daten in diesem Katalog basieren auf 6 oder 10 x Irat. Das Schmelzintegral ist eine Richtzahl für die Zeit-Strom-Kennlinie und gibt Auskunft über die Impulskonsistenz eines Sicherungseinsatzes. Die genannten Schmelzintegrale sind typische Werte.

Das Ausschaltvermögen (IB) sollte ausreichend sein für alle Betriebs- und Fehlerbedingungen. Der Kurzschluss-Strom (maximaler Fehlerstrom), der von den Sicherungseinsätzen bei Nennspannung unter Standardbedingungen unterbrochen werden soll, darf nicht höher sein als der Strom des Ausschaltvermögens des Sicherungseinsatzes.

Die maximale Verlustleistung (PV) wird bei einer Last mit Nennstrom bestimmt, nachdem ein Temperaturgleichgewicht erreicht wurde. Beim Betrieb können diese Werte eine Zeit lang auftreten.

Es wurden typische Werte angegeben sowie Standardwerte für Sicherungen, die den Normen entsprechen.

Kfz-Sicherungseinsätze – Auswahl

Im Hinblick auf die Produktsicherheit des Geräts und die Lebensdauer/Zuverlässigkeit der Sicherungseinsätze ist die richtige Wahl entscheidend. Nur bei der richtigen Wahl und der korrekten Verwendung (dem Stand der Technik, den gültigen Empfehlungen sowie der in den Datenblättern angegebenen Eigenschaften entsprechend) und unter Berücksichtigung der Sicherheitsprinzipien (nach denen „Menschen, Tiere und Sachwerte vor Gefahren geschützt werden müssen“) ist die einwandfreie Funktionalität der Sicherungseinsätze als Schutzkomponente (Nennunterbrechungspunkt) gewährleistet. Hier gilt die Eigenverantwortung der Hersteller von elektrischen Geräten:

„Alle in der Herstellung von elektrischen Anlagen oder elektrischen Geräten involvierten Personen, einschließlich der Personen, die mit dem Betrieb solcher Systeme oder Geräte betraut wurden, sind gemäß den vorliegenden Gesetzesauslegungen persönlich für jeden Aspekt der Einhaltung der anerkannten Regeln und Verfahren der Elektrotechnik verantwortlich.“

  1. Die erforderliche Nennspannung eines Sicherungseinsatzes wird bedingt durch die von ihm benötigte Betriebsspannung (unter Berücksichtigung des Spannungsabfalls des Sicherungseinsatzes).
  2. Der Nennstrom eines Sicherung (IN Sicherung) wird durch die max. effektive Strombelastung (I Betriebsmax ) unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur (Faktor FT) und der variierenden Nennstromdefinitionen ("Konstantstrom"-Definition) (siehe Faktor FI) bestimmt. Es gilt: I N Sicherung 3 I Betriebsmax . . x F I x F T
  3. t-Wert (aktuelles Zeitintegral)2.Im Falle einer Impulsbelastung und zum Schutz von Halbleitern kann ein geeigneter Nennstrom auch mit Hilfe des I
  4. Die beiden oben genannten Punkte helfen Ihnen dabei, den am besten geeigneten Nennstrom eines Sicherungseinsatzes sowie Einschränkungen bei seiner Ansprechzeit zu ermitteln (und ggf. experimentell zu überprüfen).
  5. Das notwendige Ausschaltvermögen des Sicherungseinsatzes wird durch den maximal möglichen Fehlerstrom bestimmt.
  6. Zusätzlich zu den oben genannten Punkten ist auch die Installationsmethode für die Auswahl des richtigen Sicherungseinsatzes von Bedeutung (unter Berücksichtigung möglicher Zulassungen).

Im Hinblick auf die spezifischen Bedingungen der jeweiligen Anwendung (Produktsicherheit) ist es in der Regel notwendig, den Sicherungseinsatz und/oder den thermischen Schutzschalter bzw. -halter in dem zu schützenden Gerät im Normalbetrieb und unter Störfallbedingungen zu prüfen!

Temperatur-Rerating-Kurve

fuseology curve opt

Sicherungseinsatz-Derating

Tumg/°C %  FT  Tumg/°C  %  FT
-25 14 0.877 23 0 1.000 
-20 13 0,885 30  -2
1.020 
-15 12 0,893 35 -4  1,042
-10 11 0,901 40 -6 1,064
-5 10 0,909 45 -8 1,087
0 9 0,917 50 -10 1,111
5 8 0,926 55 -13 1,149
10 6 0,943 60 -16 1,190
15 4 0,962 65 -19 1,235
20 2 0,980 70 -22 1,282

Sicherungsauswahl für Elektronikanwendungen

Im Folgenden finden Sie Kriterien, die bei der Suche nach einer Sicherung für elektronische Anwendungen zu beachten sind. Weitere Informationen finden Sie in unserem Referenzhandbuch zur Sicherungstechnologie oder wenden Sie sich an einen Littelfuse Produktvertreter in Ihrer Nähe:

Auswahlkriterien

  1. Normaler Betriebsstrom
  2. Anwendungsspannung (Wechsel- oder Gleichstrom)
  3. Umgebungstemperatur
  4. Überlaststrom und Zeitspanne, in der die Sicherung auslösen muss
  5. Maximal verfügbarer Fehlerstrom
  6. Impulse, Spitzenströme, Einschaltströme, Anlaufströme und Schaltungs-Transienten
  7. Physikalische Größenbeschränkungen wie Länge, Durchmesser oder Höhe
  8. Erforderliche Zulassungen wie UL, CSA, VDE, METI, MITI oder Militär
  9. Sicherungseigenschaften (Montageart/Formfaktor, einfache Entfernung, axiale Bedrahtung, visuelle Anzeige usw.)
  10. Sicherungshalter-Eigenschaften, falls zutreffend, und damit verbundene Neubewertungen (Clips, Montageblock, Schalttafelmontage, PC-Platinenmontage, R.F.I.-Abschirmung usw.)
  11. Überprüfung und Verifizierung der Anwendung vor Produktionsbeginn

Verpackung der Sicherungen und Nummerierung der Einzelteile durch Littelfuse

fuses part numbering system 1


fuses part numbering system 2

Definitionen und Begriffe

Umgebungstemperatur

Bezieht sich auf die Temperatur der Luft, die die Sicherung unmittelbar umgibt, und ist nicht mit der „Raumtemperatur“ zu verwechseln. Die Umgebungstemperatur der Sicherung ist in vielen Fällen deutlich höher, da sie in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten wie Widerstände, Transformatoren usw. eingeschlossen ist (wie bei einem montierten Sicherunghalter).

Ausschaltvermögen

Wird auch Unterbrechungsleistung oder Kurzschlussleistung genannt und bezeichnet die maximal zugelassene Stromstärke, die die Sicherung bei Nennspannung sicher unterbrechen kann. Weitere Informationen finden Sie unter der Definition des Begriffs Unterbrechungsleistung in diesem Abschnitt.

Nennstrom

Die nominale Stromstärke der Sicherung. Diese wird vom Hersteller als Wert der Stromstärke festgelegt, welche die Sicherung führen kann. Dies erfolgt nach geregelten Vorgaben für Prüfbedingungen (siehe NEUBEWERTUNG).

Die Katalog-Teilenummer einer Sicherung enthält die Kennzeichnung der Baureihe sowie die Stromstärke. Der Abschnitt AUSWAHLLEITFADEN FÜR SICHERUNGEN enthält weitere Informationen, mit denen Sie die richtige Entscheidung treffen können.

Neubewertung

Bei einer Umgebungstemperatur von 25 ºC wird empfohlen, die Sicherungen mit nicht mehr als 75 % des Nennstroms zu betreiben, der unter kontrollierten Prüfbedingungen festgestellt wurde. Diese Prüfbedingungen sind Teil der UL/CSA/ANCE-Norm (Mexiko) 248-14 "Sicherungen für zusätzlichen Überstromschutz", deren Hauptziel es ist, allgemeine Prüfnormen zu spezifizieren, die für die laufende Kontrolle von Artikeln zum Schutz vor Feuer usw. erforderlich sind. Zu den gängigen Varianten dieser Normen gehören: vollständig geschlossene Sicherungshalter, hohe Kontaktwiderstände, Luftbewegung, Transientenspitzen und Änderungen der Anschlusskabelgröße (Durchmesser und Länge). Sicherungen sind im Grunde genommen temperaturempfindliche Bauteile. Bereits kleine Abweichungen von den geregelten Prüfbedingungen können die Lebenserwartung einer Sicherung bei einer Belastung mit dem Nennwert stark beeinflussen. Dieser Effekt wird üblicherweise mit 100 % der Leistung angegeben.

Der Konstrukteur eines Stromkreises sollte sich darüber im Klaren sein, dass der Sinn und Zweck dieser geregelten Prüfbedingungen darin besteht, Herstellern von Sicherungen die Einhaltung von Leistungsstandards für ihre Produkte zu ermöglichen. Darüber hinaus sollte er unbedingt die unterschiedlichen Bedingungen seiner Anwendung berücksichtigen. Um diese Variablen zu kompensieren, belastet der Konstrukteur, der für einen störungsfreien und langlebigen Sicherungsschutz in seinen Geräten entwickelt, seine Sicherung im Allgemeinen mit nicht mehr als 75 % des vom Hersteller angegebenen Nennwerts, wobei zu beachten ist, dass für Überlast- und Kurzschlussschutz ausreichend gesorgt sein muss.

Diese Sicherungen sind temperaturempfindliche Bauteile, deren Stromstärken bei einer Umgebungstemperatur von 25 ºC festgelegt wurden. Die Temperatur der Sicherung, die sich aus dem Stromfluss durch die Sicherung ergibt, steigt oder fällt je nach Änderung der Umgebungstemperatur.

Die grafische Darstellung zur Umgebungstemperatur im Abschnitt AUSWAHLLEITFADEN FÜR SICHERUNGEN verdeutlicht, welchen Einfluss die Umgebungstemperatur auf die Nennstromstärke einer Sicherung hat. Die meisten herkömmlichen Slo-Blo®-Sicherungen verwenden Materialien für niedrigere Schmelztemperaturen und reagieren daher empfindlicher auf Änderungen der Umgebungstemperatur.

Abmessungen

Sofern nicht anders angegeben, sind alle Maße in Zoll.

Sicherungen aus diesem Katalog variieren in ihrer Größe, angefangen bei der ungefären 0402-Chip-Größe (0,041 Zoll L x 0,020 Zoll B x 0,012 Zoll H) bis hin zur 5 AG, allgemein auch bekannt als „MIDGET“-Sicherung (13/32 Zoll Durchm. x 11/2 Zoll Länge). Mit der Entwicklung neuer Produkte im Laufe der Jahre entwickelten sich auch die Sicherungsgrößen weiter, um die unterschiedlichsten Bedürfnisse für elektrischen Stromkreisschutz zu erfüllen.

Die ersten Sicherungen waren relativ einfache Bauteile mit offen liegenden Drähten, auf die Edison ab 1890 die ersten Schraubsicherungen folgen ließ, für die er einen dünnen Draht in einer Lampenfassung einschloss. Bis 1904 hatten die Underwriters Laboratories bestimmte Größen und Leistungen für Sicherungen zur Erfüllung gewisser Sicherheitsnormen festgelegt. Erneuerbare Sicherungen und Kfz-Sicherungen kamen 1914 auf den Markt und 1927 begann Littelfuse damit, Sicherungen mit sehr geringen Stromstärken für die gerade aufkommende Elektronikindustrie herzustellen.

Die Sicherungsgrößen in der folgenden Darstellung begannen mit den frühen „Automobilglas“-Sicherungen, daher auch die Bezeichnung „AG“. Die Ziffern wurden chronologisch vergeben, als verschiedene Hersteller damit begannen, eine neue Größe herzustellen: „3AG“ bezeichnet zum Beispiel die dritte am Markt platzierte Größe. Andere glasfreie Sicherungsgrößen und -bauarten wurden nach funktionalen Anforderungen ermittelt, sie behielten jedoch die Längen- oder Durchmesser-Abmessungen von Glassicherungen bei. Ihre Bezeichnung änderte sich von AG zu AB, was darauf hinweisen sollte, dass der Mantel aus Bakelit, Fasern, Keramik oder ähnlichen Materialien anstelle von Glas gefertigt wurde. Die größte in der Abbildung dargestellte Sicherung ist die 5AG, auch „MIDGET“ genannt. Dieser Name stammt aus ihrer Verwendung in der Elektroindustrie und dem National Electrical Code, wo Sicherungen mit einer Größe von 9/16 Zoll x 2 Zoll üblicherweise als kleinste gebräuchliche Standardsicherung gelten.

Industrielle Sicherungen und ihre Funktionsweise

Sehen Sie sich den Littelfuse POWR-GARD-Katalog an, um vollständige Informationen zur Sicherungsauswahl zu erhalten. Ein wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung eines hochwertigen Überstromschutzes ist das Verständnis der Systemanforderungen und der Grundlagen von Überstromschutzvorrichtungen. Diese Themen werden im folgenden Abschnitt unter besonderer Berücksichtigung der Anwendungsgebiete von Sicherungen erörtert. Sollten Sie weitere Fragen haben, wenden Sie sich an unseren Kundenservice für technischen Support und Ingenieurdienstleistungen unter der Nummer 1-800-TEC-FUSE (1-800-832-3873).

Warum ist Überstromschutz wichtig?

In jedem elektrischen System tritt früher oder später ein Überstrom auf. Sofern sie nicht rechtzeitig entfernt werden, können selbst mittlere Überströme Systemkomponenten schnell überhitzen und dadurch Isolierungen, Leiter und Geräte beschädigen. Große Überströme können sogar dazu führen, dass Leiter durchbrennen und Isolierungen schmelzen. Sehr hohe Ströme erzeugen magnetische Kräfte, die Sammelschienen verbiegen können. Diese hohen Ströme können Kabel aus ihren Anschlussklemmen lösen und Isolierungen oder Abstandhalter zerbrechen.

Sehr oft führen unkontrollierte Überströme zu Bränden, lösen Explosionen oder giftige Dämpfe aus und verursachen dadurch Panik. Dies beschädigt nicht nur die elektrischen Systeme und Geräte, sondern kann auch Personen in der Nähe lebensgefährlich verletzen.

Zur Minderung dieser Gefahren verlangen der National Electrical Code® (NEC®), die OSHA-Vorschriften sowie weitere entsprechende Design- und Installationsnormen einen Überstromschutz, der überlastete oder fehlerhafte Geräte ausschaltet.

Industrielle und staatliche Organisationen haben Leistungsnormen für Überstromgeräte erstellt und Prüfverfahren in Übereinstimmung mit den Normen und dem NEC erarbeitet. Zu diesen Organisationen gehören: das American National Standards Institute (ANSI), die National Electrical Manufacturers Association (NEMA) und die National Fire Protection Association (NFPA). Sie alle arbeiten gemeinsam mit staatlich anerkannten Prüfinstituten (NRTL) wie den Underwriters Laboratories (UL).

Elektrische Systeme müssen entsprechende Anforderungen erfüllen, einschließlich der Normen für Überstromschutz, bevor Stromversorger Anlagen mit Strom versorgen dürfen.

Wie erkennt man einen guten Überstromschutz?

Ein System, das guten Schutz vor Überstömen bietet, weist folgende Eigenschaften auf:

  • Es entspricht allen rechtlichen Anforderungen wie z. B. NEC, OSHA, lokale Vorschriften usw.
  • Es bietet maximale Sicherheit für Mitarbeiter und übertrifft bei Bedarf die Mindestanforderungen.
  • Es minimiert Überstromschäden an Objekten, Geräten und elektrischen Systemen.
  • Es bietet koordinierten Schutz. Lediglich die Schutzvorrichtung, die sich direkt auf der Leitungsseite eines Überstroms befindet, wird ausgelöst, um das System zu schützen und unnötige Ausfallzeiten zu minimieren
  • Es ist kostengünstig und bietet gleichzeitig zusätzliche Unterbrechungsleistungskapazitäten für künftige Erweiterungen.
  • Es besteht aus Geräten und Einzelteilen, die nicht veralten und lediglich einen minimalen Wartungsaufwand erfordern. Die Wartung kann vom üblichen Wartungspersonal mit allgemein verfügbarem Werkzeug durchgeführt werden.

Überstromarten und -wirkungen

Als Überstrom wird ein Strom bezeichnet, der den Nennstrom von Leitern, Vorrichtungen und Geräten unter Betriebsbedingungen überschreitet. Der Begriff „Überstrom“ schließt sowohl Überlastungen als auch Kurzschlüsse ein.

Überlastungen

Als Überlast wird ein Überstrom bezeichnet, der auf gewöhnliche Strompfade ohne Isolationsdurchschlag begrenzt ist.

Dauerhafte Überlasten werden für gewöhnlich durch eine übermäßige Installation von Geräten und Anlagen verursacht wie z. B. durch zusätzliche Beleuchtungskörper oder zu viele Motoren. Dauerhafte Überlasten werden darüber hinaus auch durch Überlastungen mechanischer Vorrichtungen sowie durch Geräteausfälle wie fehlerhafte Lager ausgelöst. Werden sie nicht innerhalb eines festgelegten Zeitraums unterbrochen, verursachen dauerhafte Überlasten schließlich eine Überhitzung von Schaltungskomponenten, die wiederum zu thermischen Schäden an der Isolierung und anderen Systemkomponenten führen kann.

Überstromschutzvorrichtungen müssen Stromkreise und Geräte, die anhaltenden oder dauerhaften Überlasten ausgesetzt sind, bereits vor einer Überhitzung trennen. Schon eine mittlere Überhitzung von Isolierungen kann die Lebensdauer von betroffenen Bauteilen und/oder Geräten stark reduzieren. So können beispielsweise Motoren, die um nur 15 % überlastet werden, bereits 50 % der gewöhnlichen Isolationslebensdauer verlieren.

Kurzzeitige Überlasten treten häufig auf. Zu den häufigsten Ursachen zählen kurzzeitige Geräteüberlastungen. Dies kann eine Werkzeugmaschine sein, die zu tief schneidet, oder auch einfach das Anlassen einer induktiven Last, z. B. eines Motors. Da kurzzeitige Überlasten laut Definition als ungefährlich bezeichnet werden, sollten Überstromschutzvorrichtungen den Stromkreis weder öffnen noch trennen.

Bei der Auswahl von Sicherungen sollte ihre Trägheit bedacht werden, um ein Anlassen von Motoren und den Abbau von kurzzeitigen Überlasten zu ermöglichen. Sollte der Überstrom jedoch länger anhalten, müssen Sicherungen auslösen, bevor Systemkomponenten beschädigt werden. Littelfuse POWR-PRO- und POWR-GARD-Sicherungen mit trägen Sicherungen wurden entwickelt, um diese Art von Schutzanforderungen zu erfüllen. Im Allgemeinen halten träge Sicherungen 500 % des Nennstroms für mindestens zehn Sekunden aus; bei höheren Stromwerten können sie dennoch schnell auslösen.

Obwohl von der Regierung vorgeschriebene Hochleistungsmotoren und Elektromotoren der NEMA-Bauform viel höhere Anzugsströme haben, haben POWR-PRO-träge Sicherungen® wie die Baureihen FLSR_ID, LLSRK_ID oder IDSR eine ausreichende Zeitverzögerung, um ein Anlassen der Motoren zu ermöglichen, wenn die Sicherungen in Übereinstimmung mit dem NEC ausgewählt wurden.

Kurzschlüsse

Kurzschlüsse sind Überströme, die außerhalb des vorgegebenen Strompfades fließen. Kurzschlüsse werden allgemein in drei Kategorien unterteilt: satte Kurzschlüsse, Lichtbögen und Erdschlüsse. Die einzelnen Kurzschlussarten werden im Abschnitt „Begriffe und Definitionen“ erläutert.

Ein Kurzschluss wird durch einen Isolationsdurchschlag oder einen fehlerhaften Anschluss verursacht. Während des normalen Betriebs eines Stromkreises bestimmt die angeschlossene Last die Stromstärke. Das Auftreten eines Kurzschlusses erfolgt, indem die Stromstärke die normale Last umgeht und eine „Abkürzung“ nimmt, daraus ergibt sich auch der Begriff „Kurzschluss“. Da es keinen Eingangswiderstand gibt, wird der Stromfluss lediglich durch die Gesamtimpedanz des Verteilersystems von den Versorgungsgeneratoren bis zur Fehlerstelle begrenzt.

Ein typisches elektrisches System besitzt einen normalen Eingangswiderstand von 10 Ohm. Das gleiche System betrieben mit Einphasenstrom könnte einen Eingangswiderstand von 0,005 Ohm oder weniger haben. Um diese beiden Szenarien vergleichen zu können, findet hier das ohmsche Gesetz Anwendung (I = U/R für Wechselstromsysteme). Ein Einphasenstromkreis mit 480 Volt und einem Eingangswiderstand von 10 Ohm nimmt folglich 48 Ampere auf (480/10 = 48). Wenn die Last bei einer Systemimpedanz von 0,005 Ohm des gleichen Stromkreises kurzgeschlossen wird, würde der zur Verfügung stehende Fehlerstrom deutlich ansteigen, auf 96.000 Ampere (480/0,005 = 96.000).

Wie zuvor erläutert, sind Kurzschlüsse Ströme, die außerhalb des vorgegebenen Strompfades fließen. Unabhängig von der Überstromstärke muss der übermäßige Strom schnell unterbrochen werden. Falls keine sofortige Unterbrechung erfolgt, können sich die mit Kurzschlüssen einhergehenden hohen Stromstärken in dreierlei Hinsicht negativ auf ein elektrisches System auswirken: durch Überhitzung, magnetische Belastung und Lichtbogenbildung.

Wärme entsteht in jedem Einzelteil eines elektrischen Systems, wenn Strom durch das System fließt. Bei sehr hohen Überströmen erfolgt die Überhitzung praktisch unmittelbar. Die Leistung in solchen Überströmen wird in Quadratampere-Sekunden (I2t) gemessen. Ein Überstrom von 10.000 Ampere, der 0,01 Sekunden anhält, besitzt einen I2t-Wert von 1.000.000 A2s. Könnte die Stromstärke im gleichen Zeitraum von 10.000 Ampere auf 1.000 Ampere verringert werden, würde der entsprechende I2t-Wert auf 10.000 A2s, oder auch ein Prozent des Ursprungswertes, reduziert werden.

Wenn die Stromstärke in einem Leiter um das 10-Fache ansteigt, erhöht sich der I2t-Wert um das 100-Fache. Eine Stromstärke von lediglich 7.500 Ampere kann einen #8-AWG-Kupferdraht in 0,1 Sekunden zum Schmelzen bringen. Innerhalb von acht Millisekunden (0,008 Sekunden oder einer Halbwelle) kann eine Stromstärke von 6.500 Ampere die Temperatur eines #12-AWG-THHN-Kupferdrahtes mit thermoplastischer Isolierung von einer Betriebstemperatur von 75 °C auf dessen maximale Kurzschlusstemperatur von 150 °C erhöhen. Alle Stromstärken, die darüber liegen, können organische Isolierstoffe auf der Stelle verdampfen. Lichtbögen an der Fehlerstelle oder aus mechanischen Schaltvorrichtungen, wie automatischen Netzumschaltgeräten oder Leistungsschaltern, können die Dämpfe entzünden und somit heftige Explosionen oder elektrische Blitze verursachen.

Magnetische Belastung (oder Kraft) ist eine Funktion des quadrierten Spitzenstroms. Fehlerströme von 100.000 Ampere können Kräfte von über 7.000 lb. pro Fuß der Sammelschiene ausüben. Belastungen dieser Größe können Isolierungen beschädigen, Leiter aus ihren Anschlussklemmen reißen oder Geräteanschlussklemmen so sehr belasten, dass erhebliche Schäden entstehen.

Lichtbogenbildung an der Fehlerstelle führt dazu, dass sämtliche am Fehler beteiligten Leiter und Bauteile durchbrennen und schmelzen. Die Lichtbögen brennen sich oft durch Kabelkanäle und Gerätegehäuse und verursachen Funkenflug, der Brände auslösen und/oder Personal in der Nähe verletzten kann. Weitere Kurzschlüsse entstehen oft, wenn geschmolzenes Material mit Isolierungen und anderen Oberflächen in Kontakt kommt. Dauerhafte Störlichtbögen verdampfen organische Isolierstoffe und die Dämpfe können explodieren oder Feuer fangen.

Ob als Folge eine Überhitzung, magnetische Belastung und/oder Lichtbogenbildung entsteht: Die möglichen Schäden an elektrischen Systemen durch Kurzschlüsse können erheblich sein.

II. Auswahlkriterien

Überlegungen bei der Auswahl von Sicherungen (600 Volt und darunter)

Da Überstromschutz für den zuverlässigen Betrieb und die Sicherheit eines elektrischen Systems unabdingbar ist, sollten die Auswahl und Anwendung einer Überstromschutzvorrichtung sorgfältig überlegt sein. Bei der Auswahl von Sicherungen sollten die folgenden Parameter bzw. Überlegungen in Betracht gezogen werden:

  • Nennstrom
  • Nennspannung
  • Unterbrechungsleistung
  • Art des Schutzes und Sicherungseigenschaften
  • Strombegrenzung
  • Physische Größe
  • Anzeige

Allgemeine Empfehlungen für industrielle Sicherungen

Auf Grundlage der bereits erwähnten Auswahlkriterien geben wir folgende Empfehlungen:

Sicherungen mit Nennstromstärken von 1/10 bis 600 Ampere

  • Wenn die vorhandenen Fehlerströme weniger als 100.000 Ampere betragen und für Geräte keine extrem strombegrenzenden Eigenschaften von Sicherungen der UL-Klasse RK1 benötigt werden, so sollten die strombegrenzenden Sicherungen der Baureihen FLNR und FLSR_ID Klasse RK5 verwendet werden, da diese über ausgezeichnete Trägheits- und Wechseleigenschaften zu niedrigeren Kosten als RK1-Sicherungen verfügen. Wenn die vorhandenen Fehlerströme 100.000 Ampere überschreiten, wird für Ihre Geräte eventuell das zusätzliche strombegrenzende Leistungsvermögen von Sicherungen der Baureihen LLNRK, LLSRK und LLSRK_ID der Klasse RK1 erforderlich.
  • Flinke Klasse-T-Sicherungen aus den JLLN- und JLLS-Baureihen besitzen platzsparende Eigenschaften, weshalb sie sich besonders für den Schutz von Kompaktleistungsschaltern, Zählerplätzen und ähnlichen Anwendungen mit begrenzter Fläche eignen.
  • Träge Klasse-J-Sicherungen aus den JTD_ID- und JTD-Baureihen werden für Anwendungen in OEM-Motorschaltschränken sowie für andere Anwendungen in MRO-Motoren und -Transformatoren verwendet, für die platzsparender IEC-2-Schutz erforderlich ist.
  • Sicherungen der Baureihen Klasse CC und Klasse CD werden in Steuerkreisen und Steuertafeln mit begrenztem Platz verwendet. Die POWR-PRO-Sicherungen der Baureihe CCMR von Littelfuse eignen sich am besten für den Schutz von kleinen Motoren, wohingegen Littelfuse Sicherungen der Baureihe KLDR optimalen Schutz für Steuerstrom-Transformatoren und ähnliche Geräte bieten.

Sollten Sie Fragen zu unseren Produktanwendungen haben, wenden Sie sichan unseren Kundenservice im Bereich Technischer Support unter der Nummer 800-TEC-FUSE.

Sicherungen mit Nennstromstärken von 601 bis 6.000 Ampere

Für hervorragenden Schutz der meisten Universal- und Motorstromkreise empfehlen wir POWR-PRO®-Sicherungen der Klasse L aus der KLPC-Baureihe. Sicherungen der Klasse L sind die einzigen trägen Sicherungen, die für derart hohe Nennstromwerte zur Verfügung stehen.

Informationen zu allen zuvor erwähnten Littelfuse Sicherungsreihen finden Sie in der Darstellung zu UL/CSA-Sicherungsklassen und -anwendungen im „Leitfaden technische Anwendungen“ am Ende des POWR-GARD-Produktkataloges.

Fragenkatalog zu industriellem Stromkreisschutz

Um die korrekte Überstromschutzvorrichtung für ein elektrisches System auszuwählen, sollten Konstrukteure von Stromkreisen die folgenden Fragen beantworten, bevor sie ein System entwickeln:

  • Mit welcher normalen oder durchschnittlichen Stromstärke ist zu rechnen?
  • Wie hoch ist der zu erwartende maximale Dauerstrom (drei Stunden oder mehr)?
  • Welche Einschaltströme oder kurzzeitigen Stoßströme können auftreten?
  • Können die Überstromschutzvorrichtungen zwischen voraussichtlichen Einschalt- und Stoßströmen unterscheiden und auch unter dauerhaften Überlasten und Störfallbedingungen auslösen?
  • Welche umgebungsbedingten Extreme können auftreten? Staub, Luftfeuchtigkeit, Extremtemperaturen und andere Faktoren müssen berücksichtigt werden.
  • Welchen maximal auftretenden Fehlerstrom würde die Schutzvorrichtung unterbrechen müssen?
  • Ist die Überstromschutzvorrichtung für die Systemspannung ausgelegt?
  • Bietet die Überstromschutzvorrichtung den sichersten und zuverlässigsten Schutz für das Gerät?
  • Kann die Überstromschutzvorrichtung im Falle eines Kurzschlusses die Möglichkeit eines Feuers oder einer Explosion minimieren?
  • Erfüllt die Überstromschutzvorrichtung alle geltenden Sicherheitsnormen und Installationsanforderungen?

Antworten auf diese Fragen sowie weitere Kriterien helfen Ihnen bei der Entscheidung, die geeignetste Überstromschutzvorrichtung für optimale Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistung zu wählen.