Eigenschaften von Sicherungen

Hauptmerkmale der Sicherung

1) Nach dem Durchbrennen der Sicherung muss diese ersetzt werden.

2) Die Schutzfunktion ist einfach und verfügt nur über eine Überstrom-Inverszeitkennlinie, die für den Schutz vor Überlast, Kurzschluss und Erdschluss verwendet wird.

3) Löst eine einphasige Sicherung aus, führt dies zu unerwünschten Folgen für den Drehstrommotor, da er nur noch zweiphasig betrieben werden kann. Eine Sicherung mit Alarmfunktion kann dies kompensieren, und die einphasige Sicherung kann den Drehstrom abschalten.

4) Die Fernsteuerung ist nicht möglich und muss mit dem Schalter des Elektromessers und dem Schalter kombiniert werden.

Sicherungseigenschaften

Die Sicherung löst durch das Schmelzen des Materials aus. Sie besitzt eine charakteristische Kennlinie, die sogenannte Amperesekunden-Kennlinie. Stromstärke und Auslösezeit des Materials entsprechen dieser Kennlinie, die auch als inverse Zeitverzögerungskennlinie bezeichnet wird: Bei geringem Überlaststrom ist die Auslösezeit lang, bei hohem Überlaststrom kurz.

Um die Amperesekunden-Kennlinie zu verstehen, lässt sich anhand des Jouleschen Gesetzes ablesen, dass sich der Widerstand R der Sicherung in einem Reihenschaltkreis praktisch nicht ändert. Der Heizwert ist proportional zum Quadrat des Stroms I und proportional zur Heizzeit T. Das heißt: Je höher der Strom, desto kürzer die Zeit bis zum Durchbrennen der Schmelze. Bei niedrigem Strom ist die Schmelzzeit länger. Selbst wenn die Wärmespeicherung geringer ist als die Wärmeabfuhr, erreicht die Sicherung nicht ihren Schmelzpunkt und brennt nicht durch. Daher brennt die Sicherung innerhalb eines bestimmten Überlaststrombereichs nicht durch, sobald der Strom wieder im Normalbereich liegt, und kann weiter verwendet werden.

Daher besitzt jede Schmelze einen minimalen Schmelzstrom. Dieser minimale Schmelzstrom variiert je nach Temperatur. Obwohl der Strom von der Umgebung beeinflusst wird, ist dieser Einfluss in der Praxis vernachlässigbar. Im Allgemeinen entspricht das Verhältnis des minimalen Schmelzstroms zum Nennstrom der Schmelze dem minimalen Schmelzkoeffizienten. Der Schmelzkoeffizient gängiger Schmelzen liegt über 1,25; das heißt, eine Schmelze mit einem Nennstrom von 10 Ampere schmilzt nicht, solange der Strom unter 12,5 Ampere liegt.

Daraus lässt sich erkennen, dass die Sicherung einen ausgezeichneten Kurzschlussschutz bietet, während ihr Überlastschutz durchschnittlich ist. Sollte sie tatsächlich zum Überlastschutz eingesetzt werden, muss der Überlaststrom der Leitung sorgfältig mit dem Nennstrom der Sicherung abgeglichen werden. Beispiel: Wird eine 8-A-Sicherung in einem 10-A-Stromkreis zum Kurzschluss- und Überlastschutz verwendet, sind die Überlastschutzeigenschaften in diesem Fall nicht optimal.