1. Grundlagen von Leitungsschutzschaltern (LS-Schalter, MCB)

Leitungsschutzschalter, kurz LS-Schalter, MCB und auch Sicherungsautomaten genannt, sind Selbstschalter, die zum Schutz von Kabel und Leitungen vor den Folgen auftretender Kurzschlüsse und Überlastströme dienen. Im Jahr 1924 wurden sie von der Firma von Hugo Stotz in Mannheim erfunden.

LS-Schalter besitzen zwei unterschiedliche Auslöser:

• einen zeitverzögerten thermischen Auslöser für den Überlastschutz

• einen elektromagnetischen Auslöser für den Kurzschlussschutz

Abbildung 1: Leitungsschutzschalter Typ B16 A

Besonders wichtige Eigenschaften eines LS-Schalter sind:

Charakteristik: B, C, D und E, …

Nennstrom IN: bezeichnet den Strom, welchen die Sicherung dauerhaft halten kann.

Kurzschlussschaltvermögen: beschreibt die Höhe des Kurzschlussstromes, der noch abschaltbar ist.

2. Normen

Es wird empfohlen LS-Schalter nach EN 60898-1 (VDE 0641-11) einzusetzen für:

• Elektrisches Installationsmaterial, Leitungsschalter für Hausinstallationen und ähnliche Zwecke
• Teil 1: Leitungsschutzschalter für Wechselstrom (AC)

Bei LS-Schaltern sind grundsätzlich folgende Einschränkungen zu beachten:

• LS-Schalter dürfen nicht verwendetet werden, um Motoren zu schützen. Dieser Anwendungsfall tritt in privaten Haushalten eher selten auf.
•  LS-Schalter sind geeignet zur Trennung von Stromkreisen, betriebsmäßiges Schalten darf nicht über LS-Schalter erfolgen.
• Einsatz von LS-Schalter bei einem Temperaturbereich von -5 Grad C bis +40 Grad C wobei ein Durchschnittswert von +35 0Grad C innerhalb von 24 Stunden nicht überschritten werden darf.

3. Vorteile eines LS-Schalters

• Wieder einschaltbar: nach der Beseitigung der Ursache für die Überlastung können LS-Schaltung wieder eingeschaltet werden.
• LS-Schalter haben eine kompaktere Bauweise: sie benötigen weniger Platz im Stromkreisverteiler.
• Zu weiteren wichtigen Vorteilen gehört dazu das mehrpolige Abschalten - beim Abschalten des LS-Schalters zum Beispiel für Drehstrom (3 polig) ist es sicher durch mechanische Verbindung der Hebel auch die verbleibenden Phasen abzuschalten. Außerdem haben LS-Schalter keine alterungsbedingte Änderung ihres Auslöseverhaltens.

4. Bauform eines Leitungsschutzschalters

Innerer Aufbau: Ein Leitungsschutzschalter besitzt einen thermischen und einen elektromagnetischen Auslöser, die in Reihe liegen.

Abbildung 2: Innerer Aufbau einer LS-Schaltung

Nennwerte:

Abbildung 3: Nennwerte einer LS-Schaltung

5. Auslösearten eines LS-Schalters (Leitungsschutzschalters)

Der Abschaltmechanismus eines SL-Schalters erfolgt in vier Auslösearten:

• Thermische Auslösung bei Überlast

Die Spannungsfreischaltung erfolgt durch ein Bimetall im Leitungsschutzschalter.

Bei Überschreitung der Nennstromstärke wird das Bimetall erwärmt. Dadurch biegt es den Kippschalter in die untere Stellung und unterbricht ebenfalls den Stromkreis.

• Elektromagnetische Auslösung bei Kurzschluss

Elektromagnetische Auslöser sind Schnellauslöser. Fließt durch die Spule ein zu hoher Strom, so zieht der eingebaute Elektromagnet den am Kippschalter befestigten Eisenstab in das Spuleninnere und kippt deshalb den Schalter in die untere Stellung und unterbricht dadurch den Stromkreislauf.

• Manuelle Auslösung

Durch einen Kippschalter oder einen Auslöseknopf auf der Frontseite des LS-Schalters besteht die Möglichkeit einer manuellen Abschaltung.

• Auslösung durch Zusatzmodule

Mit Hilfe von Zustazmodulen wie ansteckbare Unterspannungs- und Arbeitsstromauslöser, Fi-Schalter, Störlichtbogen-Schutzeinrichtungen kann ein LS-Schalter wieder geschaltet werden.

Ein besonderes Merkmal von Leitungsschutzschaltern ist die unbeeinflussbare Freiauslösung, diese ermöglicht, dass auch bei in „ein“ gehaltenem Griff die Schaltkontakte bei Überlast oder Kurzschluss unabhängig von der Griffstellung in „aus “ gehen.

6. Auslösecharakteristik- und Kennlinien eines Leitungsschutzschalters

Wie in Abbildung 4 zu sehen unterscheidet man LS-Schalter nach Zeit-Strom Kennlineien. Diese werden für Nennströme von 0.2 A bis 100 A hergestellt. Die kleinen Werte auf der Auslöszeit Achse geben das Verhalten der verzögerten Bimetallauslösen, die großen Werte der unverzögerten Elektromagnetauslöser an.

Abbildung 4: Zeit-Strom-Diagramm für Leitungsschutzschalter

Die aktuellen genormten Typen von LS-Schalter sind Abbildung 5 nach den Auslösarten und Anwendungsbereich zusammengefasst. LS-Schalter sind auch nach den entsprechenden Herstellvorschritten für folgende Nenn-Bezugstemperaturen gebaut.

B-, C-, D - Charakteristik 30° C

K-, Z - Charakteristik 20° C

LS-Schalter werden in verschiedenen Bauformen und Nennströmen gefertigt. Sie sind in 1- bis 4-polig im Handel erhältlich und haben ein Schaltvermögen von 6000 A bis 35000 A. Die Herstellung der neuen Generation ist wie folgende zu beschreiben:

• 1-polige LS-Schalter sind 1 Teilungseinheit (TE) d.h. von 17,5 …18 mm breit
• 2-polig LS-Schalter sind mit 2 TE, 1,5 TE oder 1 TE breit
• 3-polig und 4 polig LS-Schalter sind entsprechend breiter

Die 4-poligen Ausführungen werden auch als allpolige Auschalter in Drehstromkreisen genutzt.

Abbildung 5: Auslösecharakteristik

Abbildung 6 unten zeigt ein Beispiel von verschiedenen Bauformen der B-Charakteristik.

Abbildung 6: Beispiele

7. Montage und Demontage eines Leitungsschutzschalters (LS-Schalter)

Das Montageverfahren eines LS-Schalters ist einfach und schnell.

Es gibt zwei Anschlussmöglichkeiten:

Man kann zwei Leitern mit gleichem Querschnitt oder einen Leiter mit einem Querschnitt bis 35 mm2  an eine Klemme anschließen. Die Klemmen haben eine besondere Eigenschaft. Sie sind mit Schiebekunststoffabdeckungen ausgestattet, um den Schutz gegen gefährliche Berührung zu erhöhen.

Dann verbindet man eine Stromschiene zu der unteren Seite des LS-Schalters wie in Abb. 6. Schließlich werden die bei eingerasteter Schappbefestigung auf der Hutschiene montiert.

Abbildung 8: Anschluss von zwei Leitern an eine Klemme

Abbildung 9: Anschluss der Stromschiene

Die Demontage eines LS-Schalters lässt sich leicht von Hand ohne Werkzeug durchführen.

Abbildung 10: Demontage eines LS-Schalters

Unsere Leitungsschutzschalter von OEZ sind VDE-zertifiziert!