Schutzgeräte

Erfahren Sie, wie Schutz vor Überstrom, Fehlerstrom und Überspannung funktioniert und wie Sie die Geräte im Stromlaufplan erkennen.

Elektrische Schutzgeräte schalten einen Stromkreis ab oder begrenzen einen gefährlichen Zustand. Unterscheiden Sie dabei zwischen:

1. der Gefahr, vor der geschützt werden soll;
2. der Schutzfunktion;
3. dem Gerät, das diese Funktion übernimmt.

Ein Leitungsschutzschalter ist beispielsweise ein Gerät. Überlast- und Kurzschlussschutz sind Funktionen dieses Geräts.

Die drei wichtigsten Schutzfunktionen

Überstrom

Durch eine Leitung oder ein Gerät fließt mehr Strom, als zulässig ist.

• Beinhaltet Überlast und Kurzschluss.
• Normalerweise durch einen Leitungsschutzschalter oder eine Sicherung begrenzt.

Fehlerstrom

Ein Teil des Stroms fließt über einen unerwünschten Weg ab, zum Beispiel zur Erde.

• Kann eine Gefahr für Personen und die Anlage darstellen.
• Erkannt durch einen Fehlerstromschutzschalter oder FI/LS-Schalter.

Überspannung

Die Spannung wird vorübergehend viel höher als die normale Netzspannung.

• Kann durch Blitzschlag oder Schaltvorgänge verursacht werden.
• Begrenzt durch Überspannungsschutz.

Schutzgeräte und AREI-Regeln

Diese Seite erklärt die Aufgaben der verschiedenen Schutzfunktionen und Geräte. Informationen zu den konkreten AREI-Anforderungen an Schutzwerte, Fehlerstromschutz, Erdung und die Abstimmung von Kabel und Schutzgerät finden Sie unter Schutz und Leitungsschutzschalter, Sicherungen und Kabelschutz.

Schutz vor Überlast und Kurzschluss

Im offiziellen AREI-Text heißt diese Funktion Überstromschutz. Dabei geht es um den Schutz vor zu hohem Strom.

Ein Überstrom ist ein Strom, der höher ist als der unter den gegebenen Umständen zulässige Strom.

Es gibt zwei Hauptformen:

• Überlastung: ein zu hoher Strom, der noch einige Zeit fließt, beispielsweise weil zu viele Geräte gleichzeitig an einem Stromkreis verwendet werden.
• Kurzschluss: ein Fehler mit sehr geringem elektrischen Widerstand, der in kurzer Zeit einen sehr großen Strom erzeugen kann.

Dieser Schutz verhindert, dass sich Kabel und elektrische Geräte unzulässig erhitzen oder dadurch beschädigt werden.

Mögliche Schutzmaßnahmen sind:

• ein Leitungsschutzschalter;
• eine Sicherung.

Ein Stromlaufplan zeigt unter anderem den Gerätetyp und den Nennstrom in Ampere.

Funktion vs. Gerät

Der Überlast- und Kurzschlussschutz ist die Funktion. Ein Leistungsschalter und eine Sicherung sind Geräte, die diese Funktion übernehmen können.

Leitungsschutzschalter

Ein Leistungsschalter ist eine wiederverwendbare Schutzvorrichtung, die einen Stromkreis im Falle eines Überstroms automatisch unterbricht.

Ein typischer Leistungsschalter schützt vor:

• länger anhaltende Überlast;
• Kurzschluss.

Wichtige Merkmale sind:

• Nennstrom in Ampere, zum Beispiel 16 A oder 20 A;
• Auslösecharakteristik, zum Beispiel B, C oder D;
• Polzahl;
• Kurzschlussausschaltvermögen.

Der Nennstrom des Leitungsschutzschalters muss unter anderem auf den Kabelquerschnitt, die Verlegeart und die Belastbarkeit der Leitung abgestimmt sein.

Die B-, C- oder D-Kennlinie, auch Auslösecharakteristik genannt, beschreibt vor allem, bei welchem Vielfachen des Nennstroms die schnelle magnetische Auslösung erfolgt. Sie bedeutet nicht, dass ein Schutzschalter unter allen Umständen schneller reagiert als ein anderer.

Was bedeutet B-, C- oder D-Charakteristik?

Der Kennbuchstabe gibt an, bei welchem Vielfachen des Nennstroms die Schnellauslösung anspricht:

Ein C-Merkmal ist in einem Haus nicht generell zwingend erforderlich. Ein C16-Leistungsschalter bleibt ein 16-A-Leistungsschalter und muss das Kabel weiterhin vor Überlastung schützen. Der Unterschied besteht darin, dass für die schnelle Magnetauslösung ein höherer Fehlerstrom erforderlich ist. Deshalb kann ein C-Leistungsschalter bei gleichem Kurzschlussstrom später ansprechen als ein B-Leistungsschalter.

Die Wahl zwischen B, C und D hängt von der angeschlossenen Last, dem Kabel und dem zu erwartenden Kurzschlussstrom ab. Die automatische Abschaltung muss innerhalb der erforderlichen Zeit gewährleistet sein. Wählen Sie also nicht nur C, weil es „stärker“ erscheint, sondern überprüfen Sie auch die Schleifenimpedanz, das Kurzschlussausschaltvermögen und die Herstellerangaben. Ein C-Merkmal ist in einem Haus grundsätzlich nicht zwingend erforderlich.

Kurze Antwort

Für normale Licht- und Steckdosenstromkreise ist C nicht automatisch besser oder obligatorisch. B ist oft für normale Belastungen geeignet; C ist vorgesehen, wenn ein höherer Einschaltstrom andernfalls unnötigerweise auslösen würde.

Schmelzsicherung

Eine Sicherung erfüllt zusätzlich die Funktion des Schutzes vor Überlast und Kurzschluss.

Bei ausreichend hohem Strom schmilzt ein Element im Inneren und unterbricht den Stromkreis. Nach dem Auslösen muss die Sicherung ersetzt werden.

Eine Sicherung und ein Leistungsschalter schützen vor ähnlichen Fehlerarten, funktionieren aber technisch unterschiedlich:

Fehlerstromschutzschalter

Im Alltag wird häufig der Begriff Differential verwendet. In der AREI-Terminologie heißt das Gerät Fehlerstromschutzschalter oder Fehlerstrom-Schutzeinrichtung.

Ein Fehlerstromschutzschalter vergleicht den Strom, der einen Stromkreis über die aktiven Leiter verlässt, mit dem Strom, der zurückfließt.

Wenn Zu- und Rückstrom voneinander abweichen, fließt ein Teil des Stroms über einen anderen Weg ab, zum Beispiel:

• über Schutzleiter;
• über ein Metallgehäuse;
• über Masse;
• in einer gefährlichen Situation über den Körper einer Person.

Wenn der gemessene Differenz- oder Fehlerstrom die eingestellte Empfindlichkeit überschreitet, schaltet der Fehlerstromschutzschalter die Stromversorgung ab.

Häufige Empfindlichkeiten in belgischen Anlagen sind:

• 300 mA;
• 30 mA.

Die Anforderungen an Auswahl und Einbau finden Sie unter Schutz.

FI/LS-Schalter

Ein FI/LS-Schalter vereint zwei Funktionen in einem Gerät:

• Überlast- und Kurzschlussschutz;
• Schutz vor Fehlerströmen.

Ein FI/LS-Schalter kann somit einen einzelnen Stromkreis vor Überlast, Kurzschluss und Fehlerstrom schützen.

Überspannungsschutz

Ein Überspannungsschutz schützt vor vorübergehenden Spannungsspitzen.

Die normale Netzspannung kann beispielsweise aus folgenden Gründen für eine sehr kurze Zeit stark ansteigen:

• ein Blitzeinschlag im oder in der Nähe des Stromnetzes;
• Schaltvorgänge im Verteilungsnetz;
• das Schalten großer induktiver Lasten.

Ein Überspannungsschutz begrenzt die Spannung, indem er den Spitzenstrom über einen geeigneten Pfad ableitet. Dadurch wird die Spannung reduziert, die empfindliche elektrische und elektronische Geräte erreicht.

Ein Überspannungsschutz schützt nicht vor Überlast oder Kurzschluss. Er ersetzt daher weder einen Leitungsschutzschalter noch eine Sicherung oder einen Fehlerstromschutzschalter.

Anzahl der Pole

Die Anzahl der Pole gibt an, wie viele Leiter ein Schutzgerät unterbrechen kann.

Beispiele:

• 1-polig: unterbricht einen Leiter;
• 2-polig: unterbricht zwei Leiter;
• 3-polig: unterbricht drei Leiter;
• 4-polig: unterbricht vier Leiter.

Welche Leiter unterbrochen werden müssen, hängt unter anderem ab von:

• dem Netzsystem;
• den vorhandenen Phasen und gegebenenfalls einem Neutralleiter;
• dem Gerätetyp;
• der Anwendung;
• den geltenden Vorschriften.

Die Polzahl gibt nicht automatisch an, welche Phase an welchen Pol angeschlossen werden soll. Die Anschlussreihenfolge und die Neutralkennzeichnung des Herstellers sind unbedingt einzuhalten.

Phasenverteilung in einem Verteiler

Bei mehrphasigen Anschlüssen werden einphasige Stromkreise auf die verfügbaren Phasen verteilt. Ziel ist es, die Last möglichst gleichmäßig über das Netz zu verteilen.

Häufige Situationen sind:

Einphasig mit Neutralleiter

Ein Stromkreis wird normalerweise zwischen Phase und Neutralleiter versorgt. Bei einem zweipoligen Gerät werden Phase und Neutralleiter gemeinsam unterbrochen.

3 × 230 V ohne Neutralleiter

Einphasige Stromkreise werden zwischen zwei Phasen versorgt, zum Beispiel:

• L1–L2;
• L2–L3;
• L3–L1.

Durch den Wechsel der verwendeten Phasenpaare kann die Last auf die drei Phasen verteilt werden.

3 × 400 V mit Neutralleiter

Einphasige Stromkreise werden normalerweise zwischen einer Phase und dem Neutralleiter gespeist:

• L1–N;
• L2–N;
• L3–N.

Durch den Wechsel der Phasen in den Stromkreisen kann die Installation besser ausgeglichen werden.

Keine feste, allgemeingültige Reihenfolge

Ein Muster wie L1–N, L2–N, L3–N kann nützlich sein, ist aber keine allgemeingültige Anschlussregel. Die tatsächliche Phasenverteilung hängt vom Verteileraufbau, der Kammschiene, den Lasten und den Kennzeichnungen des Herstellers ab.

Kammschiene

Eine Kammschiene ist kein Schutzgerät. Sie verteilt die Versorgung auf mehrere modulare Geräte im Verteiler. Dazu wird sie an eine Reihe von Schutzgeräten angeschlossen und versorgt diese über die gesamte Reihe mit Strom.

Häufig befindet sich am Anfang der Reihe ein Fehlerstromschutzschalter. Er wird vom vorgeschalteten Hauptschutzgerät versorgt und speist die übrigen Geräte über die Kammschiene.

Kammschienen gibt es in verschiedenen Ausführungen, zum Beispiel für:

• einphasige Verteilung;
• Dreiphasenverteilung;
• Geräte mit oder ohne Neutralleiter;
• verschiedene Polabstände und Anschlusskonfigurationen.

Die Ausführung beeinflusst häufig die Phasenverteilung. Bei bestimmten Verteilern kann auch eine einzelne Phase eine ganze Modulreihe versorgen.