Praktische Hinweise zur Ermittlung der Schutzeinrichtungen

Die folgenden Methoden basieren auf den in IEC-Normen festgelegten Vorschriften (Harmonisierungsdokumente und VDE-Bestimmungen), die in vielen Ländern ver-wendet werden.

Allgemeine Regeln

Eine Schutzeinrichtung (Leistungsschalter oder Sicherung, Überlastrelais) funktioniert störungsfrei, wenn:

• deren Nenn- oder Einstellstrom I_n größer ist als der maximale Betriebsstrom I_b, jedoch kleiner als die maximal zulässige Strombelastbarkeit I_z für den Stromkreis, d.h.: I_b ≤ I_n ≤ I_z. Dies entspricht dem Bereich „a“ in Abbildung G6;
• deren „konventioneller“ Überstromauslösewert I₂ kleiner ist als 1,45I_z. Dies entspricht dem Bereich „b“ in Abbildung G6.

Die „konventionelle“ Auslösezeit kann gemäß den geltenden Normen und für den aktuell gewählten Wert für I₂ 1 oder 2 Stunden betragen. Bei Sicherungen ist I₂ der Strom (hier als I_f bezeichnet), der in der konventionellen Zeit zum Auslösen der Sicherung führt.

• deren Bemessungsbetriebskurzschlussausschaltvermögen höher ist als der maxi-male Kurzschlussstrom am Ort der Errichtung. Dies entspricht dem Bereich „c“ in Abbildung G6.

Leistungsschaltermerkmale: I_b ≤ I_n ≤ I_z und I_cs ≥ I_kmax

Anwendungen

• Schutz durch Leistungsschalter

  Aufgrund der hohen Mess- und Auslösegenauigkeit ist der Strom I₂ immer geringer als 1,45I_n (oder 1,45I_r), so dass die Bedingung I₂ ≤ 1,45I_z (wie im Abschnitt „Allgemeine Regeln” erwähnt) immer erfüllt ist.

  • Sonderfall

Gewährleistet der Leistungsschalter selbst keinen Schutz bei Überlast, ist sicher-zustellen, dass das den Stromkreis schützende Überstromschutzgerät im Moment des niedrigsten Kurzschlussstromwertes einwandfrei auslöst. Dieser Sonderfall wird in Abschnitt 5.1 untersucht.

• Schutz durch Sicherungen

Sicherungsmerkmale: I_b ≤ I_n ≤ k_z/ k₃ und I_cs ≥ I_kmax

Die Bedingung I₂ ≤ 1,45I_z muss berücksichtigt werden, wobei I₂ der Auslösestrom (Schmelzintegral) der Sicherung ist. Er entspricht k₂ x I_n (k₂ liegt zwischen 1,6 und 1,9) in Abhängigkeit vom Nennstrom der betreffenden Sicherung.

Ein weiterer Faktor k₃ wurde eingeführt [math]\displaystyle{ \left ( k3=\frac{k2}{1,45} \right ) }[/math] , so dass I₂ ≤ 1,45I_z gilt, wenn die Bedingung I_n ≤ I_z/k₃ erfüllt ist.

Für gG-Sicherungen:

I_n < 16 A → k₃ = 1,31

I_n ≥ 16 A → k₃ = 1,10

Darüber hinaus muss das Kurzschlussausschaltvermögen I_cf der Sicherung den Wert des maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung(en) überschreiten.

• Kombination verschiedener Schutzeinrichtungen

  Die Verwendung von Schutzeinrichtungen mit Bemessungswerten, die niedriger sind als der Wert des maximalen Kurzschlussstromes an der Einbaustelle der Sicherung, ist unter folgenden Bedingungen zugelassen:

  • Eine andere Schutzeinrichtung mit dem erforderlichen Bemessungskurzschluss-ausschaltvermögen ist vorgeschaltet und
  • die zulässige Durchlassenergie für die vorgeschaltete Schutzeinrichtung ist kleiner als die Energie, die ohne Beschädigung durch die nachgeschaltete Schutzeinrich-tung und alle angeschlossenen elektrischen Betriebsmittel fließen darf.

    Diese Anordnung wird im Allgemeinen verwendet für:

  • die Kombination von Leistungsschaltern/Sicherungen,
  • die als „Kaskadenschaltung” bezeichnete Technik, in der die vorgelagerte Schutz-einrichtung aufgrund ihres hohen Strombegrenzungsvermögens beim Auftreteneines Kurzschlusses, der das Schaltvermögen der nachgelagerten Schutzein-richtungen übersteigen würde, den Schutz der nachgelagerten Schutzeinrichtung durch Reduzierung der Durchlassenergie übernimmt.

    Einige Herstellerkataloge enthalten mögliche laborgeprüfte Kombinationen.