Sicherung

Was ist eine Sicherung?

Sicherungen sind elektrische und elektronische Bauteile, die im Falle eines Überstroms elektrische Brände und ein Übergreifen auf höhere Stromkreise verhindern.

Wenn in einem Stromkreis eine Anomalie wie ein Kurzschluss oder eine Überlast auftritt, kommt es zu einem Überstrom, bei dem der Stromwert den Auslegungswert des Stromkreises überschreitet. Überströme führen nicht nur zum Ausfall der Geräte im Stromkreis selbst, sondern können auch Brände durch abnorme Wärmeentwicklung oder Entzündung verursachen.

Außerdem besteht ein hohes Risiko von Spannungsabfällen und anderen Anomalien in den oberen Stromkreisen auf der Stromversorgungsseite. Sicherungen sind eingebaut, um vor diesen Gefahren durch Überströme zu schützen. Wenn sie in einem Stromkreis in Reihe geschaltet sind, wirken sie unter normalen Bedingungen als stromführende Leiter. Im Falle eines Überstroms schmilzt der leitende Teil in der Sicherung und unterbricht so die Stromzufuhr zum lastseitigen Stromkreis.

Anwendungen von Sicherungen

Sicherungen werden in der Industrie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Zu den spezifischen Anwendungen gehören die folgenden:

• Zum Schutz von Instrumenten- und Steuerstromkreisen
• Zum Schutz von Kfz-Steuerteilen
• Zum Schutz von OA-Geräten wie Druckern und Multifunktionsgeräten
• Zum Schutz von Haushaltsgeräten wie Fernsehgeräten und Klimaanlagen
• Für den Kurzschlussschutz von Transformatoren in Hochspannungsnetzen der Energieübertragung und -verteilung
• Für den Kurzschlussschutz von Hochspannungsmotoren

Früher wurden in vielen Schalttafeln in Privathaushalten Unterbrecher ohne Sicherung verwendet, aber in den letzten Jahren sind Unterbrecher ohne Sicherung beliebter geworden als Sicherungen, die ausgetauscht werden müssen, sobald sie durchgebrannt sind.

Sicherungen werden jedoch nach wie vor in Fahrzeugen eingesetzt, um elektrische Systeme zu schützen und Fahrzeugbrände zu verhindern. Je nach Anwendung gibt es verschiedene Formen von Sicherungen, darunter Platten- und Messersicherungen.

Funktionsweise der Sicherungen

Das Grundprinzip von Sicherungen besteht darin, dass sie aufgrund der durch Überströme erzeugten Wärme selbsttätig durchbrennen. Sie bestehen hauptsächlich aus einem Mundstück, einem Sicherungselement und einem Gehäuse.

1. Mundstück

Der Stecker ist das Metallteil, das die Sicherung mit dem Stromkreis verbindet. Es gibt auch Sicherungen mit Y-Klemmen oder Blade-Type-Sicherungen.

2. Sicherungselement

Das Sicherungselement ist der Teil, der im Falle eines Überstroms schmilzt. Wenn Strom durch das Sicherungselement fließt, wird Joule-Wärme erzeugt, die proportional zum Quadrat des Stromwertes ist. Liegt der Strom unter dem Nennstrom, ist die Wärmeableitung größer als der mit der Joule-Wärmeerzeugung verbundene Temperaturanstieg, sodass es nicht zum Schmelzen kommt. Wird der Nennstrom überschritten, steigt die Temperatur an und der Strom wird durch Schmelzen unterbrochen. Die Schmelzung ist im Allgemeinen irreversibel und erfordert den Austausch der Sicherung, um sie wiederherzustellen.

3. Gehäuse

Das Gehäuse ist der Teil, der das Sicherungselement und das Mundstück trägt. Es besteht aus isolierenden Materialien wie Glas, Porzellan oder Harz. Sicherungen, deren Gehäuse aus einem Glasrohr besteht, werden als Glasrohrsicherungen bezeichnet.

Auswahl einer geeigneten Sicherung

Sicherungen werden hauptsächlich auf der Grundlage ihres Nennstroms ausgewählt. Entscheidend ist, dass der Nennstrom unter dem Nennstrom der Komponenten im Stromkreis liegt, ohne dass es zu einer Unterbrechung des Stromkreises aufgrund einer Fehlfunktion kommt.

Zu den Strömen, die bei der Auswahl zu berücksichtigen sind, gehören der Dauerstrom und der Einschaltstrom. Der Dauerstrom ist der Stromwert, der fließt, wenn der tatsächlich verwendete Stromkreis stabil ist, während der Einschaltstrom der hohe Anlaufstrom ist, der beim Einschalten des Stromkreises auftritt. Der Einschaltstrom wird so gewählt, dass der Einschaltstrom keine Sicherung auslöst, der Einschaltstrom aber eine Sicherung auslöst, wenn der Beharrungsstrom im Beharrungsbetrieb überschritten wird. Die Schutzbedingungen werden in Verbindung mit der Schmelzzeitkennlinie und dem Nennstrom betrachtet.

Die Schmelzzeitkennlinie ist die Kennlinie für die Höhe des Stroms und die Zeit, die er benötigt, um unterbrochen zu werden. Die Auswahl erfolgt so, dass das Gerät während der Dauer des Einschaltstroms nicht schmilzt und dass es bei einem Kurzschlussunfall sofort schmilzt. Eine weitere wichtige Überlegung bei der Auswahl von Sicherungen ist die Umgebungstemperatur, bei der der Stromkreis tatsächlich genutzt wird. Sicherungen werden von der Umgebungstemperatur des Geräts beeinflusst, da sie so konstruiert sind, dass sie aufgrund von Hitze auslösen.

Arten von Sicherungen

Sicherungen gibt es in einer Vielzahl von Formen, je nach Art des Stromkreises und der Umgebung, in der sie eingesetzt werden. Typische Typen sind unten aufgeführt.

• Sicherungen für den Einbau in elektronische Schaltungen
• Thermische Sicherungen
• Glasrohrsicherungen
• Blattsicherungen
• Strombegrenzende Sicherungen für Hochspannungskreise

Wenn der von Ihnen gewünschte Typ oder die gewünschte Form nicht im Fertigsortiment vorhanden ist, gibt es Hersteller, die sie gerne speziell für Sie bestellen. Die meisten Sicherungen sind Leistungssicherungen, die bei Überstrom auslösen, aber es gibt auch Thermosicherungen, die bei Temperatur auslösen.

Sie erkennen einen Anstieg der Umgebungstemperatur und lösen aus. Daher werden sie häufig in Geräten eingesetzt, die Wärme erzeugen, wie z. B. Haartrockner. Thermische Sicherungen haben einen geringen Widerstand und erzeugen aufgrund des Stroms nur wenig Wärme.