Sicherheit im Mittelpunkt. Niederspannungssicherungen

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1 Sicherheit im Mittelpunkt Niederspannungssicherungen

2 Anwendungen Sicherungen schützen Menschen Kabel und Leitungen Elektrische Anlagen und deren Komponenten Elektrogeräte und Maschinen Elektronik (Frequenzumrichter, Softstarter, statische Relais) Sicherungen schützen vor den Auswirkungen von gefährlichen Fehlerströmen und verhindern Brände, Betriebsausfälle und Zerstörung von elektrotechnischen Anlagen, Geräten und Maschinen. Folie 2

3 Produktvorteile Produktvorteile: sehr hohes Schaltvermögen bei kleinen Abmessungen starke Strombegrenzung, niedrige Durchlass-l²t-Werte fein gestaffelte Selektivität geringe Leistungsabgabe sehr hohe Zuverlässigkeit und Alterungsbeständigkeit einfache Handhabung Folie 3

4 Informationen / Aufschriften Stirnkennmelder Bemessungsspannung 500V a.c. Bemessungsschaltvermögen 120kA Symbol isolierte Grifflasche VDE-Zeichen Herstellungort CE-Konformitätszeichen Baugröße 000 Betriebsklasse gg Bemessungsstrom 0A Kombikennmelder DIN VDE - und IEC-Norm Markenzeichen des NH- HH-Recycling-Vereins Folie 4

5 Aufbau einer NH-Sicherung NH- Sicherungsunterteil NH- Sicherungseinsatz Aufsteckgriff Kontaktmesser Anzeiger (Kennmelder) Grifflasche Schmelzleiter Keramik Lot Quarzsand Anzeigedraht Grifflasche Kontaktmesser Folie 5

6 Aufbau einer D-Sicherung und D0-Sicherung D-Sicherung D0-Sicherung D-Sicherungssockel Schraubkappe D0-Sicherungssockel Berührungsschutzabdeckung Berührungsschutzabdeckung Schraubkappe Anzeiger (Kennmelder) Anzeiger (Kennmelder) Schmelzleiter Passeinsatz (Passschraube) D-Sicherungseinsatz Passeinsatz (Hülsen-Passeinsatz) Schmelzleiter D0-Sicherungseinsatz Folie 6

7 Sicherungsanwendung Folie 7

8 Genormte Betriebsklassen nach DIN VDE 0636 / IEC Buchstabe a = Teilbereichsschutz g = Ganzbereichsschutz min t s 3 2 Halbleiter ar, gr Kabel- und Leitungsschutz gg (gl) 2. Buchstabe s Schaltgeräteschutz am G = Kabel- und Leitungsschutz M = Schaltgeräteschutz R = Halbleiterschutz ms PV = Schutz von Photovoltaik-Modulen Tr = Transformatorenschutz 4-2 4x I/I N Folie 8

9 Wirkungsweise von Schmelzleitern bei Überströmen t Überlast: Das Lot diffundiert in den Cu-Schmelzleiter min Schmelzzeit/ Strom-Kennlinie abgesenkte Schmelztemperatur von ca. 170 C Kurzschluss: s Grenze des Diffusionsvermögens Engstellen Durch die hohe Stromwärme schmilzt der Cu-Schmelzleiter an allen Engstellen ms Überlast Schmelztemperatur c Lot ca. 170 C Kurzschluss Schmelztemperatur Kupfer 83 C Schmelztemperatur ca. 83 C I N (4...8) I N Folie 9

10 Wirkungsweise des Lots Schmelzleiter ohne Wirkstoff (Lot) Schmelzleiter mit Wirkstoff (Lot) Neuzustand Cu Neuzustand Lot Cu J p J p Überlast Unterbrechung bei ca. 83 C Legierung Lot / Cu J p Unterbrechung bei ca. 170 C J p Folie

11 Schmelzleiterzustände vor und nach dem Abschalten eines NH-Sicherungssatzes NH-Sicherungseinsatz Gr. 000 / 63 A / AC 500V Betriebsklasse gg nach DIN VDE 0636 Nennlast I n = 63 A Überlast I 5 = 126 A Kurzschluss I 2 = 5 ka Kurzschluss I 1 = 120 ka Folie 11

12 Abschaltoszillogramm einer Schmelzsicherung I Lichtbogenstrom Durchlaßstrom prospektiver Kurzschlußstrom t U Lichtbogenspannung Netzspannung t S Schmelzzeit t S t A t LB t t LB t A Lichtbogenzeit Ausschaltzeit Folie 12

13 Temperaturverlauf und Diffusionsvorgang bei Überlast-Abschaltung Temperatur [ C] Lot - Eindringtiefe [mm] Zeit [s] Folie 13

14 Selektivität von Sicherungseinsätzen 63 A 63 A 0 A 63 A Sicherung 1 Sicherung 2 Allgemein gilt: Schmelzwert I 2 t s = f ( I p ) Löschwert I 2 t L = f ( I p, U n, cos ϕ ) i 2 i 2 I 2 t s I 2 t L I 2 t A t t s t t L t A t A Selektivität ist gegeben, wenn: Blaue Fläche kleiner als orange Fläche bzw. Schmelzwert der Sicherung 1 > Ausschaltwert der Sicherung 2 Beispiel: 0 A 63 A I 2 t I 2 t s = 7700 A 2 s = A 2 s s I 2 t L = A 2 s I 2 t A = A 2 s I 2 t s (Sicherung 1) > I 2 t A (Sicherung 2) Folie 14

15 Ausschalt I²t Kennlinie Bei Abschaltung von Kurzschlüssen wirkt die Sicherung strombegrenzend I 2 t Sicherung 63 A 4 Schaltgerät 63 A I eff bis in den Bereich hoher Kurzschlussströme von mehr als 0kA. Folie 15

16 Durchlasskennlinie und Strombegrenzung I D ka A 5 ka A ka 5 I eff Folie 16

17 Höchst zulässige Leistungsabgabe NH-Sicherungseinsätze gg für allgemeine Anwendung AC 500 V und AC 690 V gemäß IEC Section I bzw. DIN VDE 0636 Teil 201 Pa [W] A 1250 A A 500 A 630 A A 400 A A 160 A Gr. 000/00 Gr A Gr. 2 Gr. 3 Gr. 4a A AC 690 V AC 500 V Folie 17

18 Leistungsabgabe in Abhängigkeit vom Belastungsstrom NH-Sicherungseinsatz Gr. 000, 0 A, gg, AC 500 V z.b. P n = 6 W 1 0,9 F (Belastung I / In) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Beispiel: P a bei I b = 60 A 60 A/0 A = 0,6 F(0,6) 0,3 0,2 0,1 F(0,6) = 0,31 P a = F(0,6) x P n P a = 0,31 x 6 = 1,86 W 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Belastung I / In Folie 18

19 Schalter und Schalter-Sicherungs-Einheiten Funktion Ein- und Ausschalten Trennen Ein- / Ausschalten und Trennen Lastschalter Trennschalter Lasttrennschalter Schalter-Sicherungs-Einheit Lastschalter mit Sicherungen Trennschalter mit Sicherungen Lasttrennschalter mit Sicherungen Sicherungslastschalter Sicherungstrennschalter Sicherungslasttrennschalter Folie 19

20 Schalter und Schalter-Sicherungs-Einheiten Gebrauchskategorien nach IEC , DIN VDE 0660 Teil 7: Für Wechselspannungs-Anwendungen AC-2xA und AC-2xB Für Gleichspannungs-Anwendungen DC-2xA und DC-2xB Für häufige Betätigung Für gelegentliche Betätigung Kategorie A (AC-2xA und DC-2xA) Kategorie B (AC-2xB und DC-2xB) Gebrauchskategorien AC-20A, AC-20B DC-20A, DC-20B AC-21A, AC-21B DC-21A, DC-21B AC-22A, AC-22B DC-22A, DC-22B AC-23A, AC-23B DC-23A, DC-23B Typische Anwendungen Schließen und Öffnen ohne Last Schalten von ohmscher Last einschließlich geringer Überlast Schalten von gemischter ohmscher und induktiver Last einschließlich geringer Überlast Schalten von Motoren und anderer hochinduktiver Last Folie 20

21 Übersicht - Niederspannungssicherungen (1) Folie 21

22 Übersicht - Niederspannungssicherungen (2) Folie 22

23 Übersicht der DIN VDE - Bestimmungen DIN VDE 0636 Teil 1 Niederspannungssicherungen Allgemeine Anforderungen DIN VDE 0636 Teil 2 Zusätzliche Anforderungen an Sicherungen zum Gebrauch durch Elektrofachkräfte bzw. elektrotechnisch unterwiesene Personen (Sicherungen überwiegend für den industriellen Gebrauch) DIN VDE 0636 Teil 3 Zusätzliche Anforderungen an Sicherungen zum Gebrauch durch Laien (Sicherungen überwiegend für Hausinstallationen oder ähnliche Anwendungen) DIN VDE 0636 Teil 4 Zusätzliche Anforderungen zum Schutz von Halbleiterbauelementen DIN VDE 0636 Teil 5 Leitfaden für die Anwendung von Niederspannungssicherungen DIN VDE 0636 Teil 6 Zusätzliche Anforderungen an Sicherungseinsätze für den Schutz von solaren photovoltaischen Energieerzeugungssystemen Folie 23

24 Übersicht der DIN VDE - Bestimmungen DIN VDE 0635 DIN VDE 0638 Niederspannungssicherungen D-Sicherungen E16 bis 25A, 500V, D-Sicherungen bis 0A, 750V, D-Sicherungen bis 0A, 500V Niederspannungs-Schaltgeräte, Schalter-Sicherungs-Einheiten D0-System DIN VDE 00 Teil 430 Errichten von Niederspannungsanlagen Schutzmaßnahmen Schutz bei Überstrom Folie 24

25 Sicherungsüberwachung Folie 25

26 Zusammenfassung Sicherungen sind in der heutigen Energieversorgung und - verteilung als zuverlässiges Schutzorgan für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen unentbehrlich. Aufgrund ihres Aufbaus und ihrer Eigenschaften verfügen Sicherungen über Vorteile gegenüber alternativen Schutzorganen, die in bestimmten Anwendungen klare Alleinstellungsmerkmale darstellen; insbesondere in anspruchsvollen Applikationen wie der Absicherung von Kompensationsanlagen oder die Absicherung von Gleichspannungs-Verbrauchern und -Netzen. Auch in neuen Anwendungen, wie z.b. der Absicherung von Photovoltaik-Modulen oder Photovoltaik-Generatoren haben Sicherungen eine klare Position bezogen. Auch in weiter Zukunft werden Sicherungen eine bedeutende Rolle in unseren technisch geprägten Welt spielen, auch wenn sich die Netzkonfiguration durch neue Anforderungen alternativer Energien verändern wird. Folie 26

27 NH-HH-Recycling-Verein Wir sind für Sie da! Alle Informationen und Downloads, sowie unseren Film, finden Sie ausführlich auf unserer Homepage unter: Ich helfe Ihnen gerne weiter Birgit Zwicknagel Geschäftsstelle Telefon Handy Mail: b.zwicknagel@nh-hh-recycling.de Folie 27

28 Ende der Präsentation Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Folie 28