Was sind Niederspannungs-Sicherungen?

Ein Sicherungselement ist ein stromunterbrechendes Gerät, das den Stromkreis durch Schmelzen seines Elements unterbricht, wenn der Strom im Kreis einen bestimmten Wert überschreitet. Sicherungen werden hauptsächlich in zwei Arten eingeteilt: Hochspannungssicherungen und Niederspannungssicherungen. Niederspannungssicherungen können weiter in zwei Untertypen unterteilt werden: halbgeschlossene oder umlegbare Sicherungen und vollständig geschlossene Patronsicherungen.

Umlegbare Sicherungen

Umlegbare Sicherungen, auch als Kit-Kat-Sicherungen bekannt, werden weit verbreitet in Haushaltsinstallationen und kleinen Stromkreisen eingesetzt. Diese Sicherungen verfügen über eine Porzellanfassung mit festen Kontakten, durch die Leitungsdrähte angeschlossen werden. Der Sicherungsträger, ein unabhängiges Bauteil, kann leicht in die Fassung eingesetzt oder daraus entfernt werden.

Das Sicherungselement besteht in der Regel aus Blei, Zinn, Kupfer oder einer Zinn-Blei-Legierung. Der Strom, der zum Schmelzen des Sicherungselements erforderlich ist, beträgt in der Regel das Doppelte des normalen Betriebsstroms. Wenn mehrere (mehr als zwei oder drei) Sicherungselemente verwendet werden, müssen sie ausreichend voneinander getrennt sein. Der Entwertungsfaktor des Sicherungselements liegt zwischen 0,7 und 0,8. Bei einem Fehler schmilzt das Sicherungselement und unterbricht den Stromkreis.

Sobald das Sicherungselement geschmolzen ist, kann es entfernt und durch ein neues ersetzt werden. Durch Wiederhineinschieben der Sicherung in die Fassung kann die elektrische Versorgung wiederhergestellt werden. Umlegbare Sicherungen bieten den Vorteil, dass das Sicherungselement sicher und zu geringen Kosten ersetzt werden kann.

Allerdings haben umlegbare Sicherungen auch einige Nachteile:

• Unzuverlässiger Betrieb: Die Auswahl eines passend dimensionierten Elements ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb der Sicherung. Das Element kann aufgrund von Oxidation, die durch ständige Erwärmung entsteht, nachlassen.

• Niedrige Unterbrechungskapazität: Die Unterbrechungskapazität von umlegbaren Sicherungen ist begrenzt. So hat beispielsweise eine Sicherung mit einer Normalstromkapazität von 16 A möglicherweise eine Unterbrechungskapazität von 2 kA, während eine 200-A-Sicherung eine Unterbrechungskapazität von 4 kA haben könnte.

• Lange Reaktionszeit: Diese Sicherungen haben eine relativ lange Bogenzeit und verfügen nicht über zusätzliche Mittel zur Bogenlöschung.

• Brandgefahr: Die umlegbare Eigenschaft kann dazu führen, dass preiswerte Drähte zur Schutzvorrichtung gegen Kurzschlüsse und Überlastungen verwendet werden, was das Brandrisiko erhöht.

Geschlossene oder Patronsicherungen

Bei geschlossenen oder Patronsicherungen befindet sich das Sicherungselement in einem versiegelten Behälter, der durch Metallkontakte gehalten wird. Diese Sicherungen werden weiter in D-Typen und Verbindungsarten unterteilt. Verbindungstyp-Patronsicherungen können in Messer- oder Bolzenschaltungen unterteilt werden.

D-Typen Patronsicherungen

D-Typen Patronsicherungen sind nicht austauschbar. Die Hauptkomponenten dieser Sicherung bestehen aus dem Sicherungsboden, dem Adapterring, dem Patron und dem Sicherungskappen. Der Patron gleitet in die Sicherungskappe, die dann am Sicherungsboden befestigt wird. Das Sicherungselement berührt die Spitze des Sicherungsbodens und vervollständigt den Stromkreis über die Sicherungsverbindung.

Die Standard-Nennwerte der Sicherungen betragen 6, 16, 32 und 63 Ampere. Die Unterbrechungskapazität der Sicherungselemente beträgt 4 kA für 2-A- und 4-A-Sicherungen und 16 kA für 6-A- oder 63-A-Sicherungen. Diese Art von Sicherung hat keine bekannten Nachteile und bietet einen sehr zuverlässigen Betrieb.

Verbindungstyp-Patronsicherungen oder Hochunterbrechungskapazitäts-(HRC)-Sicherungen

Der Sicherungskörper besteht aus Steatit (ein gepulvertes Mineral) oder keramischen Materialien, die wegen ihrer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit ausgewählt werden. Messingkappen sichern das Sicherungselement im keramischen Körper, das mit spezieller Kraft befestigt ist, um hohe innere Drücke bei Fehlersituationen zu standhalten.

Endkontakte werden an den metallischen Kappen verschweißt, um eine robuste elektrische Verbindung zu gewährleisten. Der Raum zwischen dem Sicherungselement und dem Patronkörper wird mit Quarzpulver gefüllt, das als Bogenlöschmedium dient. Dieses Pulver absorbiert die durch Kurzschlussströme erzeugte Wärme, wandelt sich in einen hochohmschen Zustand um, der die Restrikkationsspannung unterdrückt und Bögen schnell löscht, wodurch die Unterbrechungskapazität und Zuverlässigkeit der Sicherung verbessert wird.

Das Sicherungselement besteht aus Silber oder Kupfer und ist über eine Zinnverbindung angeschlossen, die die Temperatur der Sicherung bei Kurzschlüssen regelt. Silber hat einen Schmelzpunkt von 980°C, während Zinn bei 240°C schmilzt. Bei einem Systemfehler fließt der Kurzschlussstrom zunächst durch die Zinnverbindung, die den Stromfluss durch das Silberelement einschränkt.

Der Fusionsfaktor der Verbindungssicherung beträgt 1,45, obwohl spezialisierte Sicherungen einen niedrigeren Fusionsfaktor von 1,2 haben können. Gängige Typen sind Messer- und Bolzenschaltungen.