Zum Schutz elektrischer Geräte gibt es unterschiedliche Vorrichtungen:

Schutzvorrichtungen gegen Kurzschlüsse werden auch als magnetische Schutzvorrichtungen bezeichnet, da die Auslösung von Schutzschaltern auf dieses Prinzip zurückgreift. Wenn der elektrische Strom in einer Spule einen bestimmten Wert überschreitet, wird ein Elektromagnet aktiviert, der den Stromkreis unterbricht. Magnetische Schutzvorrichtungen werden durch den Kurzschlussstrom definiert, den sie akzeptieren, und damit durch ihr Ausschaltvermögen in KA (Kilo Ampere).

Das Ausschaltvermögen wird in Abhängigkeit von der Entfernung der Schutzeinrichtung von der Stromquelle (Transformator, Netzteil …) und der Leistung der Stromquelle gewählt.

Es gibt die folgenden Schutzvorrichtungen gegen Kurzschlüsse:

• Sicherungen

Der Nachteil von Sicherungen ist, dass sie nach dem Durchbrennen unter Kurzschluss ausgetauscht werden müssen.

• Leistungsschutzschalter (LS-Schalter, thermomagnetisch)

• Motorschutzschalter

a. Typische Schutzvorrichtungen (für alle Einrichtungen, siehe oben)

Wenn ein Stromkreis von einem höheren Strom durchflossen wird als dem, für den er ausgelegt ist, können langfristig Schäden entstehen (z. B. durch schmelzende Drähte, Kurzschlüsse, Feuer). Daher muss die Bemessung des Schutzes des Stromkreises in Ampere festgelegt werden.

Je nach Bedarf gibt es verschiedene Arten von Schutzgeräten:

• Sicherungen : sie schützen vor Stromüberlast.

Es gibt verschiedene Auslösecharakteristiken für Sicherungen, die von der Dauer und dem Wert des Stroms abhängen. Die GG-Charakteristik entspricht einer Schmelzkurve für Geräte, die in ihrem Betrieb keinen Überstrom aufweisen, wie z. B. Widerstände. Eine GG-Sicherung wird als “flink” bezeichnet.

Die AM-Kurve entspricht einer Motorbegleitkurve. Dieser Sicherungstyp akzeptiert Überströme, die beim Anlassen eines Motors auftreten. Eine AM-Sicherung wird als “träge” bezeichnet. Eine UR-Sicherung (ultraflink) wird zum Schutz von Halbleitern verwendet, wobei die Schmelzkurve im Vergleich zu GG und AM sehr schnell ist.

Bei kleinen Sicherungen spricht man von träger (T) Schmelzkurve, die der AM entspricht, und von flinker Kurve (R), die der GG entspricht.

Vorteile von Sicherungen :

• Ermöglicht den Schutz vor sehr kleinen Stromstärken (unter 1A)
• Sicherungen können für Gleichstrom verwendet werden

Nachteile von Sicherungen

• Die Sicherung muss ausgetauscht werden, sobald sie durchgebrannt ist.

• Thermomagnetische Schutzschalter (LS-Schalter) : Schützen Stromkreise vor Überstrom und Kurzschluss.

Es gibt verschiedene Auslösecharakteristiken für Sicherungen, die von der Auslöseverzögerung und dem Wert der Überstromstärke abhängen. Die punktuelle Überstromstärke wird im Verhältnis zur Nennstromstärke In bestimmt. Kurve B für den häuslichen Bereich akzeptiert das 3- bis 5-fache des Nennstroms. Kurve C für industrielle Anlagen in Haushalten akzeptiert das 5- bis 10-fache des Nennstroms. Kurve D für Motoren in Haushalten akzeptiert das 10- bis 20-fache des Nennstroms.

Bei einem längeren, aber geringeren Überstrom (unter 3 In) verfügt der Leitungsschutzschalter über ein Bimetall, das sich mit dem Strom erwärmt und den Strom unterbricht, wenn der Überstrom zu lange anhält. Der Vorteil des Leitungsschutzschalters besteht darin, dass er ohne Ersatzteile zurückgesetzt werden kann und der Stromkreis wieder funktioniert.

b. Les protections moteurs

• Motorschutzschalter: Bei Überlast, wird der Motor mehr Strom benötigen als erlaubt. Es besteht das Risiko, dass die Wicklungen schmelzen. Daher muss der Motor vor diesem Überstrom geschützt werden.

Motorschutzschalter können vor Kurzschlüssen und Überstrom schützen. Der Wert des Motorschutzschalters muss entsprechend der Nennstromstärke des Motors richtig eingestellt werden (der Wert ist auf dem Typenschild des Motors angegeben).

Zum Beispiel verbraucht der Motor mit dem dem folgenden Typenschild bei 380 V 23,7 A. Daher benötigen Sie einen Motorschutzschalter, dessen Nennstrom 23,7 A beträgt. Wir wählen zum Beispiel den C4_32R26, dessen Einstellbereich von 18 bis 26 A reicht. Wir stellen den Wert auf etwa 24A/24,5A ein.

• Überlastrelais können vor Kurzschlüssen und Überstrom schützen. Der Wert des Motorschutzschalters muss entsprechend der Nennstromstärke des Motors richtig eingestellt werden (der Wert ist auf dem Typenschild des Motors angegeben).

Überlastrelais werden einem Schütz nachgeschaltet und müssen daher zum Schütz passen (Größe, Marke, Leistung).

Der Wert des Überlastrelais muss entsprechend der Nennstromaufnahme des Motors richtig eingestellt werden. Der Wert ist wie beim Motorschutzschalter auf dem Motorschild angegeben.

Überlastrelais schützen nicht vor Kurzschlüssen.

Ein Fehlerstrom ist ein Stromverlust vom Stromkreis zur Erde: ein Isolationsfehler. Geräte, die Fehlerströme messen, vergleichen den Strom am Eingang mit dem Strom am Ausgang des Schaltkreises. Das Risiko für den Nutzer besteht darin, dass er Leiter wird und somit den Stromkreis mit der Erde verbindet.

Der Fehlerstrom bei Steckdosen und in ATEX-Umgebungen (explosiv) beträgt 30mA. Für Industrieanlagen generell beträgt der Fehlerstrom 300mA.

Sie müssen also den für die Anlage zulässigen Ableitstrom wählen.

Je nach den zu schützenden Geräten gibt es Fehlerstromschutz mit unterschiedlichen Ausschalt-Charakteristiken. Zum Beispiel werden Schutzschalter mit USV- Kennlinie für Geräte verwendet, die Oberschwingungen abgeben, wie z.B. Frequenzumrichter.

• FI-Schalter : Schutzschalter gegen Fehlerstrom. Bei Fehlerstrom wird der Stromkreis unterbrochen.

Die für einen FI-Schalter zulässige Stromstärke ist begrenzt, er muss daher durch einen Leistungsschutzschalter (LS-Schalter) geschützt werden.

• Ein „Vigi“ sind FI-Schalter, der an einem LS-Schalter angebracht werden muss.

Achtung: Vigis müssen von derselben Marke sein wie der Schutzschalter, an den sie angeschlossen werden.

• FI-LS-Schalter : Diese messen mögliche Kriech- oder Fehlerströme. Wenn es einen Kriechstrom gibt, wird der Stromkreis unterbrochen.

Sie schützen aber auch vor Kurzschlüssen und Überstrom.

• Mithilfe von Überspannungsableitern können Stromkreise vor Überspannungen aus dem Stromnetz geschützt werden.

Überspannungsableiter schützen vor Spannungsspitzen. Wie bei Sicherungen müssen auch Überspannungsableiter ausgetauscht werden, wenn er einmal ausgelöst wurde.

• Spannungsrelais :

Mit diesen Relais wird überprüft, ob die Spannung innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Wenn die Spannung zu hoch oder zu niedrig ist, wird das Relais aktiviert. Soll der Stromkreis auch unterbrochen werden, wird ein Schütz benötigt.