Chinesischer Hersteller von Thermoschaltern

China Micro Thermal Switches & thermostat manufacturer

Was sind überstromschutz geraete?

Erfahren Sie mehr über die Grundlagen von Überstrom, wie er auftritt und wie Sie ihn in Stromkreisen schützen und verhindern können. (Sicherung, Sicherungshalter, Sicherungskasten, thermischer schutzschalter).

Um einen ordnungsgemäß funktionierenden Stromkreis zu haben, sollte der Stromfluss auf ein sicheres Niveau begrenzt werden. Dieses sichere Stromniveau wird durch die Strombelastbarkeit der Last, der Leiter, Schalter und anderer Systemkomponenten bestimmt. Unter normalen Betriebsbedingungen sollte der Strom in einem Stromkreis kleiner oder gleich dem normalen Strompegel sein. Es kann jedoch vorkommen, dass ein Stromkreis einen höheren Stromfluss als normal (Überstrom) aufweist.

Was ist Überstrom?
Ein Überstrom ist ein Zustand, der in einem Stromkreis vorliegt, wenn der normale Laststrom überschritten wird. Ein Überstromzustand kann durch einen Kurzschluss oder eine Überlastsituation verursacht werden.


Kurzschlüsse
Bei einer Kurzschlusssituation nimmt der Strom eine Abkürzung um den normalen Pfad des Stromflusses.

Obwohl ein Teilkurzschluss den Strompegel erhöhen kann, kann er je nach den Nennwerten der Schaltungskomponenten Schäden verursachen oder nicht. Bei einem toten Kurzschluss wird der Widerstand der Last jedoch vollständig aus dem normalen Strompfad entfernt. Dies ist in den Figuren 1a und 1b dargestellt.

Ein teilweiser Kurzschluss
Abbildung 1a. Ein teilweiser Kurzschluss.

Wenn die Quelle bei einem toten Kurzschluss über genügend gespeicherte Energie verfügt, können Schaltungskomponenten beschädigt werden oder explodieren. Schalter können schmelzen oder verdampfen, Leiter können überhitzen und die Isolierung kann abbrennen. Es kann auch die Stromquelle beschädigen.

Brände, die zum Verlust von Sachwerten und Leben führen, können aufgrund der durch einen teilweisen oder toten Kurzschluss erzeugten Temperaturen entstehen. Da so viel auf dem Spiel steht, müssen alle Stromkreise gegen Kurzschluss situationen geschützt werden.
Überstromschutz sicherung

Überlastungen
Ein Überstrom zustand kann auch durch eine Überlast situation verursacht werden. Betrachten Sie beispielsweise eine Situation, in der zu viele Lasten an eine bestimmte Stromquelle angeschlossen sind. Auch wenn jede dieser Einzellasten ihren normalen Strom zieht, kann der Gesamtstrom den Nennwert der Quelle überschreiten.

Bei einer nur kurzzeitigen Überlastung ist der Temperaturanstieg minimal und hat keine oder nur geringe Auswirkungen auf Betriebsmittel oder Leiter. Anhaltende Überlastungen sind jedoch destruktiv und müssen verhindert werden.

Im Gegensatz zu Kurzschlüssen verursachen Überlastungen keinen plötzlichen Lichtbogen und das System kann eine Überlast situation überleben, selbst wenn wir es nicht sofort aus dem System entfernen. Über einen längeren Zeitraum können jedoch Überlastungen durch Überhitzung der Geräte und Leiter einen Brand verursachen.

Abbildung 2 zeigt eine überlastete Schaltung. In diesem Fall beträgt die Nennstrom belastbarkeit des Zweigs 15 A; die Summe der von den parallelen Verbrauchern aufgenommenen Ströme beträgt jedoch 17 A. Der Stromkreis wird mit 2 A überlastet und der Schalter löst dadurch aus.
 Überlasteter Stromkreis
Figur 2. Überlasteter Stromkreis.

Überstromschutzschaltung
Der Widerstand einer Sicherung oder eines Leistungsschalters ist sehr gering und normalerweise ein unbedeutender Teil des Gesamtwiderstands des Stromkreises. Im normalen Schaltungsbetrieb fungiert es einfach als Leiter.

Sicherungen und Leistungsschalter sind beide in Reihe mit dem von ihnen geschützten Stromkreis geschaltet. Im Allgemeinen müssen diese Überstrom schutzeinrichtungen an der Stelle installiert werden, an der der zu schützende Leiter seine Leistung erhält;
beispielsweise am Anfang einer Verzweigungsschaltung, wie in Abbildung 3 dargestellt.

Anschluss des Überstromschutz gerätes
Abbildung 3. Anschluss des Überstromschutz geräts.

Im Falle einer Überstromsituation werden Sicherungen durchbrennen oder Leistungsschalter auslösen. Obwohl diese Geräte den Stromkreis gegen Überstrombedingungen schützen, öffnen sie nur den Stromkreis und unterbrechen die Stromversorgung. Sie sind normalerweise nicht in der Lage, das Problem zu beheben. Aus diesem Grund müssen wir das Problem lokalisieren und beheben, bevor wir eine Sicherung austauschen oder einen Leistungsschalter zurücksetzen.

 Wiederherstellbare Sicherung für Überstromschutz

Gängige Überstromschutz geräte (OCPDs)
Ein Überstromschutz gerät (OCPD) ist ein elektrisches Gerät, das verwendet wird, um Service-, Abzweig- und Abzweigstromkreise und -geräte vor Überstrom zu schützen, indem der Stromfluss unterbrochen wird.

Überstromschutz bedeutet einfach, dass eine Sicherung, ein Unterbrecher oder ein Sicherungseinsatz verwendet wird, um das Gerät, einen Stromkreis im Gerät oder die Verkabelung des Geräts zu schützen. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, da sie einige Ähnlichkeiten aufweisen. Schutzschalter oder Sicherungen werden normalerweise verwendet, um das gesamte Gerät vor übermäßigem Strom zu schützen, sie können jedoch so dimensioniert werden, dass eine Komponente des Geräts geschützt wird. Dies bietet einen Überstromschutz für das Gerät und bietet optionalen Schutz für Komponenten wie den Transformator oder die Platine.

Abbildung 4 zeigt zwei übliche Sicherungen, die in einer Steuerplatine verwendet werden: die Stecksicherung und die Glassicherung (Buss). Solche Sicherungen sind auch auf der Sekundärseite eines Transformators zu finden.

Stecksicherungen werden verwendet, um eine Leiterplatte vor Überstrombedingungen zu schützen.

Abbildung 4. Stecksicherungen werden verwendet, um eine Leiterplatte vor Überstrom bedingungen zu schützen. Eine Glassicherung kann als Stecksicherung oder in einem Sicherungshalter verwendet werden. (Penny als Größenreferenz enthalten.)
 

Bild 5 zeigt eine Platine mit der steckbaren U-Sicherung.

Dies ist eine Platine für ein Lüftungsgerät mit einer Option für elektrische Heizbänder. Beachten Sie die 3-A-Stecksicherung oben links auf der Platine.

Abbildung 5. Dies ist eine Platine für ein Luftbehandlungsgerät mit einer Option für elektrische Heizstreifen. Beachten Sie die 3-A-Stecksicherung oben links auf der Platine.
Sicherungshalter für Überstromschutz

Unterbrecher oder Sicherungen mit der richtigen Stromstärke und Nennspannung sollten sich in Reichweite des Heizsystems befinden. Normalerweise hat der Unterbrecher die gleiche Nennleistung wie die maximale Stromstärke, die auf dem Typenschild des Elektroheizgeräts angegeben ist.

Der Installateur muss möglicherweise die Stromstärkewerte einer Installation analysieren, um den richtigen Leistungsschalter zu verwenden. In einigen Fällen kann ein Unterbrecher von 115 % der „minimalen“ Stromstärke des Geräts angegeben werden.

Ein zu großer Unterbrecher sollte nicht verwendet werden. Ein Unterbrecher dient zum Schutz der Ausrüstung und des Kabels. Ein Unterbrecher mit zu hoher Amperezahl schaltet die Stromversorgung im Falle einer Überstromaufnahme nicht ab. Ein zu kleiner Unterbrecher schaltet den Strom ab, bevor der maximale Strom vom Gerät gezogen wird.


Schmelzsicherungen
Eine Schmelzsicherung (siehe Abbildung 6) wird oft mit einem elektrischen Heizelement in Reihe geschaltet. Der Zweck der Verbindung besteht darin, sich zu öffnen, wenn entweder eine hohe Stromstärke oder hohe Hitze auftritt.

 

Diese gemeinsame Schmelzsicherung befindet sich in Reihe mit einem Heizkreis.

Abbildung 6. Diese gemeinsame Schmelzsicherung befindet sich in Reihe mit einem Heizkreis.
 

Die Schmelzsicherung kann nicht zurückgesetzt werden und muss im geöffneten Zustand ersetzt werden. Der Zylinder ist silberfarben und mit Herstellerangaben bedruckt. Die Informationen können Temperatur- und Stromwerte umfassen. Die zylindrische Vorrichtung hat ein quadratisches Ende und ein sich verjüngendes Ende. Der Konus kann je nach Farbe des bei seiner Herstellung verwendeten Materials schwarz oder rot sein. Der Verbindung widerstand kann überprüft werden, um festzustellen, ob er offen ist (er sollte einen Widerstand von null Ohm aufweisen).

OCPDs-Bewertungen
Sicherungen und Leistungsschalter sind sowohl für Strom als auch für Spannung ausgelegt.


Dauerstrom-Bewertung
Der auf der Sicherung oder dem Schutzschalter angegebene Dauerstromwert gibt den maximalen Strom an, den das Gerät tragen kann, ohne durchzubrennen oder auszulösen. Die Strom bemessung muss dem Volllast strom des Strom kreises so gut wie möglich entsprechen. Beispielsweise brennen unterdimensionierte Sicherungen leicht durch, während überdimensionierte Sicherungen möglicherweise keinen ausreichenden Schutz bieten.

Spannungswert
Die Nennspannung einer Sicherung oder eines Leistungsschalters ist die höchste Spannung, bei der sie den Strom sicher unterbrechen kann. Insbesondere bestimmt die Nennspannung die Fähigkeit des Geräts, den internen Lichtbogen zu unterdrücken, der auftritt, wenn ein Strom unter Überstrom- oder Kurzschlussbedingungen geöffnet wird. Die Nennspannung muss mindestens gleich oder größer als die Stromkreis spannung sein. Er kann höher sein, aber nie niedriger. Niederspannungs-Leistungsschalter schützen Stromkreise mit weniger als 1000 V Strom.
Überlastschutz Thermischer Schutzschalter

Unterbrechender Stromwert
Der Ausschaltstromwert (auch als Kurzschlusswert bezeichnet) einer Sicherung oder eines Leistungsschalters ist der maximale Strom, den er sicher unterbrechen kann. Wenn ein Fehlerstrom einen Wert überschreitet, der über das Ausschaltvermögen der Schutzeinrichtung hinausgeht, kann die Einrichtung sogar reißen und zusätzlichen Schaden verursachen.

Der Ausschaltstromwert ist um ein Vielfaches höher als der Dauerstromwert und sollte weit über dem maximalen Strom liegen, den die Stromquelle liefern kann. Typische Interrupt-Nennwerte sind 10.000 A, 50.000 A und 100.000 A.

Strombegrenzende Fähigkeit
Die Strombegrenzungsfähigkeit ist ein Maß dafür, wie viel Strom das Überstromschutzgerät durch das System lassen kann. Strombegrenzende Schutzvorrichtungen arbeiten in weniger als einem halben Zyklus. Beispielsweise beginnt eine strombegrenzende Sicherung, die einen Kurzschlussstrom liefert, innerhalb eines Viertelzyklus der Wechselstromwelle zu schmelzen und den Stromkreis innerhalb eines halben Zyklus zu löschen.

Zeit-Strom-Eigenschaften
Die Zeit-Strom-Kennlinie oder Reaktionszeit eines Schutzgeräts bezieht sich auf die Zeitdauer, die das Gerät benötigt, um unter Fehlerstrom- oder Überlast bedingungen zu arbeiten.

Schnell ansprechende Schutzgeräte können in Bruchteilen einer Sekunde auf eine Überlastung reagieren, während Standardtypen je nach Höhe des Überlast stroms 1 bis 30 Sekunden benötigen. Da sie sehr empfindlich gegenüber erhöhtem Strom sind, werden flinke Sicherungen verwendet, um außergewöhnlich empfindliche elektronische Schaltkreise zu schützen, die einen stetigen Stromfluss durch sie haben.

Die entscheidende Rolle des Überstromschutzes
Der Überstromschutz ist ein wesentlicher Bestandteil jedes Stromkreises. Stromkreise können beschädigt oder sogar zerstört werden, wenn ihre Spannungs- und Stromwerte die sicheren Werte überschreiten, für die sie ausgelegt sind. Im Allgemeinen dienen Sicherungen und Leistungsschalter zum Schutz von Personal, Leitern und Geräten. Beide funktionieren nach dem gleichen Prinzip: den Stromkreis so schnell wie möglich zu unterbrechen oder zu öffnen, bevor ein Schaden entstehen kann.
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