Schmelzsicherung
Elektrische Sicherungen sind dazu gedacht, einen Stromkreis bei zu hoher Stromstärke zu unterbrechen. Dadurch wird die Spannungsquelle vor Überlastung geschützt. Weiterhin sollen sie, unter anderem, verhindern, dass durch einen Kurzschluss im Verbraucher, beispielsweise einer Glühlampe, durch die hohe Stromstärke die Leitungen zwischen Verbraucher und Stromquelle überlastet werden, und die dadurch entstehende Wärme einen Brand auslöst.
Bauformen
Schraubsicherung
Eine Schraubsicherung (auch Sicherungspatrone oder Schmelzsicherung) besteht aus einem zylinderähnlichen Keramikkörper. Sie wird in zwei verschiedenen Bauformen hergestellt. Es gibt das D-System ("Diazed": Diametral abgestuftes zweiteiliges Edisongewinde) und das DO-System ("Neozed"). Neozed-Sicherungen sind kleiner und erwärmen sich weniger, haben also eine kleinere Verlustleistung, als Diazed-Sicherungen.
Die Metallkontakte an den beiden Enden der Sicherung sind durch einen in Quarzsand eingebetteten Draht verbunden, der bei einer deutlichen Überschreitung der Nennstromstärke der Sicherung durchschmilzt (Schmelzsicherung). In diesem Fall wird die Sicherung unbrauchbar und muss durch eine neue ersetzt werden.
Als Faustregel gilt: Bei 5-facher Überschreitung des Nennstromes reagiert die Sicherung innerhalb von 5 Sekunden, bei zehnfacher Überschreitung beträgt die Reaktionszeit 0,2 Sekunden.
An einem Ende der Schraubsicherung befindet sich ein farbiges Plättchen (Kennmelder, Unterbrechungsmelder, in der Skizze [KM] ), das bei einem Ansprechen der Sicherung abfällt. Durch das Glasfenster der Schraubkappe kann man so erkennen, dass die Sicherung „durchgebrannt“ ist und ausgewechselt werden muss.
Schraubsicherungen besitzen an ihrem schmalen Ende unterschiedliche Durchmesser, je höher die Nennstromstärke ist, desto größer ist der Durchmesser. Im Gehäuse für die Sicherung befindet sich ein Passeinsatz (in der Skizze: "PE"), der verhindert, dass zu starke Sicherungen eingesetzt werden.
Kennmelder der Sicherung und Passeinsatz oder Passschraube im Gehäuse sind abhängig von der Nennstromstärke farblich gekennzeichnet:
| 2 A | 4 A | 6 A | 10 A | 13 A | 16 A | 20 A | 25 A | 32 A | 35 A | 40 A | 50 A | 63 A | 80 A | 100 A |
| rosa | braun | grün | rot | nur LS-Schalter | grau | blau | gelb | nur LS-Schalter | schwarz | schwarz | weiß | kupfer | silber | rot |
Einsatzgebiet: Schraubsicherungen werden in der Regel in einer Wohnung eingesetzt, um die Stromkreise einzelner Zimmer und besonders leistungsintensiver Verbraucher (Elektroherd, Waschmaschine) abzusichern.
Sicherungsautomat
Sicherungsautomaten (Fachbegriff: Leitungsschutzschalter, Abkürzung LS-Schalter; neuerdings MCB (Miniature Circuit Breaker)) haben mittlerweile Schraubsicherungen im Haushalt weitgehend abgelöst. Sie bestehen aus einem Kunststoff-Gehäuse mit einem Kippschalter, intern wird der Stromfluss mit zwei Mechanismen unterbrochen:
- ein Bimetall-Mechanismus dient zur Auslösung bei Überstrom. Fließt über einen längeren Zeitraum zuviel Strom über den Automaten, erwärmt sich das Bimetall und verbiegt sich, was zu einer Unterbrechung des Stromkreises nach einigen Sekunden führt.
- durch einen Elektromagneten wird der Stromkreis bei extremer Überschreitung der Nennstromstärke (zum Beispiel Kurzschluss) nach Sekundenbruchteilen unterbrochen. Man kann sich das wie ein Relais vorstellen, welches ab einer bestimmten Stromstärke anzieht und den Stromkreis unterbricht.
Für die Anwendung im Haushalt gibt es auch LS-Schalter, die bereits mit einem Fehlerstromschutzschalter kombiniert sind, was damit geringere Einbaugrößen ergibt.
NH-Sicherung
Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherungen sind auch unter den Namen Messersicherung, Schwertsicherung, NH-Trenner und Panzersicherung bekannt. Es handelt sich dabei um Schmelzsicherungen, die sich jedoch in der Form von den Schraubsicherungen unterscheiden. Sie bestehen aus einem quaderförmigen Keramikkörper mit Metallkontakten an beiden Enden.
Die Grifflaschen an den NH-Sicherungen können entweder spannungsführend (sfü) oder spannungsfrei (SGL) ausgeführt sein.
Einsatzgebiet: NH-Sicherungen werden in der Regel für den Anschluss eines Hauses am Stromnetz bzw. in elektrischen Energieverteileranlagen, so genannte Schaltgerätekombinationen nach EN 60 439, verwendet.
NH-Sicherungen können als einzelne Sicherungen gesetzt werden, dann ist ein Sicherungshalter zum Einsetzen, bzw. zum Ziehen notwendig. Es können aber auch drei Sicherungen in einem Kasten montiert werden, wobei dann der Deckel als Sicherungshalter dient und alle Sicherungen zugleich eingesetzt oder gezogen werden.
Warnung: NH-Sicherungen dürfen nur von Fachpersonen mit geeignetem Werkzeug und notwendiger Schutzausrüstung (in der Regel Helm mit Gesichtsschutz, Isolierschutzmatte und isolierende Handschuhe) ausgetauscht werden, da beim Ziehen dieses Sicherungstyps eine hohe Gefahr des Zündens eines Lichtbogens besteht! Dadurch kann sehr heißes, flüssiges Metall durch den Raum verspritzt werden, was schwere bis tödliche Verletzungen zur Folge haben kann! Bei Verwendung von Sicherungshaltern vermindert sich das Risiko.
NH Sicherungen stehen auch als 40A Variante zur Verfügung.
Hochspannungssicherung (HH-Sicherung)
Hochspannungssicherungen sind selbstständig schaltende Schutzgeräte im Spannungsbereich bis 36 kV. Sie werden in Netzen der Energieversorgung und -Verteilung verwendet, um die Auswirkungen von Überströmen (Kurzschlüssen) zu begrenzen. Die häufigste Anwendung findet sie in Transformatorstromkreisen, weitere Verwendungen sind in Motorstromkreisen und Kondensatorbänken.
Kommt es zu einem Kurzschluss, schmilzt der (oder die) im Innern der Sicherung befindliche(n) Schmelzleiter und unterbricht dadurch den Fehlerstrom. Meist sind die Sicherungen mit einem Anzeigesystem, dem Schlagstift ausgerüstet. Dieser Schlagstift wirkt auf eine Auslösemechanik in einem ggf. vorhandenen Lastschalter, welcher dann den fehlerhaften Stromkreis 3polig abschaltet.
"HH" kommt von Hochspannungs-Hochleistungs... was heißen soll, dass diese Sicherungen Ströme von mehreren tausend Ampere abschalten können, da sie strombegrenzend wirken. Manche Hersteller haben ihre Sicherungen bis 63 kA geprüft.
Ein typisches Typenspektrum ist:
- 3 - 7,2 kV mit Nennströmen bis 500A;
- 6 - 12 kV mit Nennströmen bis 355 A;
- 10 - 24 kV mit Nennströmen bis 200 A sowie
- 20 - 36 kV mit Nennströmen bis 100 A.
Die Abmessungen sind in DIN 43625 festgelegt, deshalb wird weltweit auch von den "DIN-Fuse" gesprochen. IEC 60282-1 bzw. die deutsche Übersetzung VDE 0670 Teil 4 sind die relevanten Normen, in denen die elektrischen Parameter und die Typenprüfung beschrieben sind. Das Zusammenspiel von Lastschaltern und Sicherungen ist in der IEC 62271-105 (entspricht VDE 0671-Teil 105) geregelt. Für die Zuordnung von Sicherung und Transformator ist auf deutscher Ebene die VDE 0670 Teil 402 maßgebend.
Feinsicherung
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5 mm Durchmesser,
20 mm lang
Feinsicherungen sind Schmelzsicherungen; sie bestehen aus einem kleinen Glasrohr mit Metallkontakten an beiden Enden, zwischen denen sich ein Schmelzdraht befindet. Dieser Schmelzdraht kann entweder frei liegen oder in Porzellanstaub isoliert eingebettet sein. Sie werden oft auch als Flimmrohrsicherungen oder Glasrohrsicherungen bezeichnet.
Einsatzgebiet: Geräteschutz und Kfz-Elektrik.
Auf den Metallkontakten ist neben der Nennstromstärke und der maximalen Spannung auch eingeprägt, wie schnell die Sicherung auf Überstrom reagiert:
| Prägung | Übersetzung (Deutsch) | Beschreibung (Englisch) |
|---|---|---|
| FF | sehr flink | very fast acting |
| F | flink | fast acting |
| M | mittelträge | medium time lag |
| T | träge | time lag |
| TT | sehr träge | long time lag |
Es gibt diese Sicherungen in verschiedenen Längen und Durchmessern. Die häufigsten in Europa sind 20 mm lang bei 5 mm Durchmesser, in USA üblicherweise 11/4" (32 mm) lang mit 1/4" (6,35 mm) Durchmesser und in Großbritannien 1" (25,4 mm) lang.
Flachstecksicherung
Die Flachstecksicherung wird hauptsächlich in aktuellen Personenkraftwagen und Motorrädern verwendet.
Sicherheit
Teilweise wird versucht, eine durchgebrannte Schmelzsicherung mangels Ersatzsicherung oder zur Kosteneinsparung zu flicken (überbrücken), indem der geschmolzene Draht durch einen anderen Leiter (z. B. Stahlnagel, Aluminiumpapier) ersetzt wird. Dabei kann es passieren, dass zu große Ströme toleriert werden und der Verbraucher somit nicht mehr vor Kurzschluss und Überlast geschützt ist. Wenn das verwendete Ersatzmaterial einen zu großen Leitungswiderstand aufweist, führt dies in der Regel zu Bränden. Das Flicken oder Überbrücken von Sicherungen stellt eine hohe Brand- und Lebensgefahr dar! Die Versicherungen lehnen in diesem Fall die Zahlung aller daraus folgenden Schäden ab.
Siehe auch
Selektivität (Sicherung), Kennmelder, Selektiver Leitungsschutzschalter