Diese gute Frage eines Kunden erreichte uns nach dem Kauf einer unserer Sicherungsautomaten. Trotz des angegebenen Werts von 100A für die Sicherung, löste dieser bei gemessenen 100A nicht aus.
Ist der Sicherungsautomat also kaputt?
Um das zu klären, beschäftigen wir uns jetzt einmal mit Aufbau und Verhalten von Sicherungen, die nach dem thermischen Prinzip arbeiten.
Kurze Begriffsklärung vorab: Sicherung vs. Sicherungsautomat
Unter einer Sicherung verstehen wir gemeinhin ein Einweg-Produkt. Einmal durchgebrannt, ist sie kaputt und muss ersetzt werden.
Ein Sicherungsautomat dagegen brennt nicht durch, sondern löst aus. Er kann mit dem Umlegen eines kleinen Hebelchens wieder in den Ursprungszustand zurückversetzt und damit dauerhaft und immer wieder verwendet werden. Unsere tigerexped Sicherungsautomaten lassen übrigens auch das manuelle Trennen des Stromkreises zu (das entspricht also dem „ziehen“ einer normalen Sicherung). So kann z.B. gefahrlos im Stromkreis gearbeitet, und dieser anschließend durch das Hebelchen wieder geschlossen werden.
Wie funktioniert eine Sicherung
Eine Sicherung brennt durch (oder löst aus, im Falle eines Sicherungsautomaten), wenn das Bimetall, das sich in ihrem Inneren befindet, warm wird.
Das bedeutet es darf nicht bereits warm sein, wenn die angegebene Amperezahl erreicht wird, sonst könnte die Sicherung dieser Strombelastung (bei der sie noch nicht durchbrennen soll), nicht dauerhaft standhalten und würde viel zu früh durchbrennen.
Um den entscheidenden Temperaturunterschied zu erzeugen, muss also noch mehr Strom fließen.
Zeit vs. Strom
Schaut man in die Datenblätter von Sicherungsherstellern oder, wie in unserem Fall, einfach auf die Packung des von unserem Kunden gekauften Sicherungsautomaten, wird man Tabellen oder Graphen finden, die Zeiten und Ströme angeben.
Dabei ist gut zu erkennen, dass jede Sicherung deutlich mehr aushalten kann, als der auf ihr angegebene Wert. Die aufgedruckte Amperezahl kann teilweise minutenlang um 150 – 200% überschritten werden, bis der Punkt des Durchbrennens erreicht ist, bzw. hält die Sicherung für mehrere Sekunden sogar bis zu 500% des Wertes aus.
Es braucht also regulär eine Überschreitung der Strombelastung über den angegebenen Wert hinaus, was nicht nur zu einer stromtechnischen, sondern auch zu einer zeitlichen Verzögerung führt, bis das Bimetall heiß genug zum Durchbrennen ist.
Es gilt:
Je höher der Strom den angegebenen Wert übersteigt, desto kürzer die Zeit bis zum Durchbrennen.
Dieses Verhalten von Sicherungen ist also völlig normal. Der Sinn dahinter ist, dass sie im Dauerbetrieb bei dem angegebenen Wert noch nicht durchbrennen sollen, sondern erst darüber.
Könnte eine Sicherung nicht auch punktgenau auslösen?
Nein. Sicherungen, die nach einem thermischen Prinzip arbeiten, können nicht für punktgenaues Durchbrennen oder Auslösen verwendet werden.
Würde man, wie in unserem Beispiel, den Stromkreis bei exakt 100A trennen wollen, müsste eine Strommessung in den Stromkreis eingebaut und auf andere trennende Elemente wie Relais, MOSFET o.ä. zurückgegriffen werden.
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Fazit zu nicht auslösenden Sicherungen
Eine Sicherung, die nicht exakt bei dem aufgedruckten Wert auslöst, ist nicht kaputt.
Damit sie im Dauerbetrieb nicht zu früh durchbrennt, muss die auf das Bimetall wirkende Hitze erst erhöht werden und dies geschieht durch eine über dem Nennwert liegende Strombelastung. Je höher der Strom dabei über dem aufgedruckten Wert liegt, desto kürzer die Zeit, bis das Bimetall zu heiß und das Durchbrennen ausgelöst wird.
Sicherungen nach thermischem Funktionsprinzip können aus diesem Grund nicht für punktgenaues Auslösen verwendet werden.
In den Datenblättern der Hersteller sind Tabellen und Graphen zum Verhalten der jeweiligen Sicherung zu finden.
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