Sicherungssockel

Auswahl der Sicherungs- und Halterlösung

Im ersten Schritt müssen die folgenden Fragen beantwortet werden:

• Muss die Sicherung erreichbar sein, um sie auszuwechseln?
• Wie oft muss die Sicherung ausgetauscht werden?
• Sollte der Endnutzer des Gerätes Zugriff auf die Sicherung haben, um sie auszuwechseln?
• Sollte die Sicherung nur von der Gerätaußenseite erreichbar sein?
• Welches Budget habe ich für Sicherheit und Zuverlässigkeit zur Verfügung?

5.1.2. Anforderungen und Merkmale

Die wichtigsten Normen für Sicherungshalter, die Anforderungen, Merkmale und Testmethoden definieren, sind:

• IEC-Publikation 257 (1968) und der Zusatzartikel Nr. 2 zu dieser Publikation vom Januar 1989.
• UL-Norm Nr. 512.

Beide Normen weisen beachtliche Unterschiede auf. In Bezug auf Sicherungseinsätze bedeutet die Kompatibilität mit UL-Normen normalerweise nicht, dass der besagte Sicherungshalter die IEC-Bedingungen erfüllt und umgekehrt. Im Folgenden werden die wichtigsten Unterschiede zwischen beiden Normen ausgeführt.

In Bezug auf die Anwendung wird ein Sicherungshalter durch die im vorigen Absatz beschriebenen Merkmale durch seine Nennwerte für Spannung, Strom und Aufnahmeleistung charakterisiert. Beachtliche Unterschiede bestehen zwischen IEC- und UL-Normen in Bezug auf den Nennstrom eines Sicherungshalters. Gemäß IEC 257 wird der Nennstrom durch die Nennaufnahmeleistung eines Sicherungshalters definiert. Die Nennaufnahmeleistung gemäß IEC 257 ist „ein Nennwert der Verlustleistung (eines Sicherung-Einsatzes), den ein Sicherungs-Sockel oder ein Sicherung-Halter unter den vorgeschriebenen Bedingungen bezüglich Verwendung und Verhalten aufnehmen kann.“ Die Nennwerte der akzeptierten Leistung sind 1,6 W, 2,5 W oder 4 W. Das bedeutet beispielsweise, dass bei einer Verlustleistung von 4 W (durch einen in den Sicherungshalter eingesetzten Sicherungseinsatz) die Temperaturen des Sicherungshalters bestimmte, in der Norm festgelegte Grenzwerte nicht überschreiten sollten. Diese Nennaufnahmeleistung bestimmt den Nennstromwert. Grundsätzlich bedeutet dies, dass der Nennstrom kein fester Wert ist. Als Beispiel nehmen wir an, dass die Nennaufnahmeleistung eines Sicherungshalters 2,5 W beträgt.

Flinke Sicherungseinsätze gemäß IEC 127, Teil 2, Normenblatt II, haben eine Verlustleistung, die 2,5 W nicht übersteigt (siehe Tabelle 4.3). Für diese Sicherungstypen können die berücksichtigten Sicherungshalter dieser Sicherungseinsätze alle Stromstärken bis 6,3 A aufnehmen. Sicherungen mit hohem Ausschaltvermögen gemäß IEC 127, Teil 2, Normenblatt I, zeigen aber Verlustleistungen bis zu 4 W bei den höchsten Nennwerten (siehe Tabelle 4.3). Sicherungseinsätze dieses Typs mit Nennströmen von max. 1 A weisen eine Höchstverlustleistung von 2,5 W oder weniger auf. Das bedeutet, dass nur Sicherungen dieses Typs mit Nennströmen von max. 1 A in Kombination mit den berücksichtigten Sicherungshaltern verwendet werden können.

UL misst den Temperaturanstieg eines Sicherungshalters mithilfe einer massiven Kupfer-Dummy-Sicherung. In diesem Fall ist der Widerstand der Sicherung vernachlässigbar. Die größte Hitze kommt vom Kontaktwiderstand der Clips; der Strom wird verstärkt, bis ein bestimmter Temperaturanstieg erfolgt, und dieser Stromwert wird als Nennstrom des Sicherungshalters erachtet. Es wird aber keine Hitze von der Sicherung generiert und die Kupfer-Dummy-Sicherung agiert als Kühlkörper. Sie reduziert die Hitze im Bereich der Clips besser als eine Sicherung das könnte.

Es kann durchaus sein, dass in diesem Fall ein Nennstrom von 20 A definiert wird; befolgt man aber die IEC-Bedingungen, beträgt die Aufnahmeleistung 2,5 W. Das bedeutet, dass der Nennstrom für bestimmte Typen von Sicherungseinsätzen auf 1 A begrenzt wird.

Grob gesagt sollte ein UL-Sicherungsnennstrom-Halter in der Praxis nicht mit mehr als 30 % seines Nennwerts betrieben werden. Im Fall von Sicherungshaltern für die Leiterplattenmontage ist es vermutlich sicherer, die Werte weiter zu reduzieren, da diese innenliegend sind und oft mit Aufsteckverbindern angeschlossen sind, die ebenfalls Kontaktwiderstand beitragen. Ein Sicherungseinsatz in einem leiterplattenmontierten Sicherungshalter sollte aufgrund seines schlechteren Hitzetransfer-Vermögens um 5 oder 10 % niedriger ausgelegt werden.

Die Nennspannung eines Sicherungshalters wird durch verschiedene Designaspekte bestimmt, wie dem Abstand zwischen Anschlüssen, Kriechstrecken und Mindestabständen. Des Weiteren haben Aspekte der Isolierungskoordination gemäß IEC 664/664A Auswirkungen auf die Nennspannung. Im Allgemeinen funktioniert ein Sicherungshalter bei jeder Spannung zufriedenstellend, die gleich oder geringer als die Nennspannung ist. Anmerkung: Die gültige IEC-Norm 257 wird ersetzt durch eine vollständig überarbeitete Version, der IEC 127, Teil 6.

Neubewertung (Herabstufung) eines Sicherungshalters

Bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C wird empfohlen, dass Sicherungshalter mit nicht mehr als 60 % des Nennstroms betrieben werden, der unter kontrollierten Prüfbedingungen (gemäß Underwriters-Laboratories-Definition) bestimmt wird. Oberstes Ziel dieser UL-Prüfbedingungen ist es, gemeinsame Prüfnormen festzulegen, die für die laufende Kontrolle von Fabrikwaren zum Schutz gegen Feuer usw. erforderlich sind. Eine Kupfer-Dummy-Sicherung wird von Underwriters Laboratories in den Sicherungshalter eingesetzt, dann wird der Strom erhöht, bis ein bestimmter Temperaturanstieg erfolgt. Der Großteil der Hitze wird durch den Kontaktwiderstand der Clips des Sicherungshalters erzeugt. Dieser Stromwert wird als Nennstrom des Sicherungshalters betrachtet und in 100 % des Nennwerts ausgedrückt.

Einige der häufigeren, alltäglichen Anwendungen können von diesen UL-Prüfbedingungen wie folgt abweichen: vollständig geschlossene Sicherungshalter, hoher Kontaktwiderstand, Luftbewegung, vorübergehende Spannungsspitzen und Änderungen der Größe des Verbindungskabels (Durchmesser und Länge). Bereits kleine Abweichungen von den kontrollierten Prüfbedingungen können die Nennwerte des Sicherungshalters stark beeinflussen. Aus diesem Grund wird empfohlen, die Sicherungshalter um 40 % herabzustufen (Betrieb bei nicht mehr als 60 % des Nennstroms, der unter den vorher beschriebenen Prüfbedingungen von Underwriters Laboratories festgestellt wurde).