Stromstoßschalter, auch Impuls- oder Fernschalter genannt, sind elektromagnetisch betätigte Schalter, die bei jeder Betätigung des Steuertasters ihren Schaltzustand, also von AUS nach EIN oder umgekehrt ändern. Somit werden Stromstoßschalter im Gegensatz zu den (monostabilen) Installationsschützen oder -relais auch als bistabile Relais bezeichnet, da sie zwei stabile Ruhelagen aufweisen. Die interne Magnetspule wird dabei nicht dauerhaft, sondern nur durch kurze Tastimpulse bestromt, wodurch eine einfache energiesparende und sichere Steuerung von einphasigen Verbrauchern realisiert wird.
1 Aufbau und Funktion von Stromstoßschaltern
1.1 Elektromechanische Stromstoßschalter
Elektromechanische Stromstoßschalter ähneln in Aufbau und Funktion den Installationsrelais oder -schützen. Bei Erregung der Magnetspule durch Stromfluss im Steuerstromkreis zieht die Spule an und ändert den Schaltzustand der Kontakte im Hauptstromkreis, der durch eine Selbsthaltefunktion mittels Rastmechanik und Blattfeder gespeichert bleibt. Durch die interne Umschaltmechanik werden somit – wie bei einem herkömmlichen Kugelschreiber – zwei stabile Ruhelagen erreicht, die durch jeden Steuerimpuls in die jeweils andere Stellung umgeschaltet werden.
Aufbau und Funktionsweise eines Stromstoßschalters
Sowohl Haupt- als auch Steuerstromkreis der Stromstoßschaltung können an Netzspannung betrieben werden. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, die Magnetspule im Steuerstromkreis mit Kleinspannung von 24 V AC zu versorgen.
1.2 Elektronische Stromstoßschalter
Elektronische Stromstoßschalter weisen die Funktion einer bistabilen Kippstufe auf, die mittels integrierter Transistorschaltungen realisiert wird. Im Gegensatz zu den elektromechanischen Fernschaltern bleibt der aktuelle Schaltzustand in winzigen Mikrocontrollern statt durch Rastmechanik gespeichert, weswegen der Schaltvorgang völlig geräuschlos erfolgt. Durch die geringere Anzahl an Verschleißteilen ist zudem die Lebensdauer, also die Anzahl der Schaltspiele, deutlich höher. Weiterhin sind elektronische Fernschalter mit zusätzlichen Eingängen für definiertes Ein- und Ausschalten ausgerüstet.
2 Einsatz von Stromstoßschaltern
Stromstoßschalter ersetzen in privaten und öffentlichen Gebäuden oder industriellen Anlagen zumeist die Funktion von Wechsel- oder Kreuzschaltungen zur Ansteuerung von Lichtanlagen, welche von mindestens drei verschiedenen Schaltstellen bedient werden sollen. Vorteilhaft ist dabei nicht nur der geringere Verdrahtungs- und Nachrüstaufwand, sondern auch die übergeordnete Ein- und Abschaltung einzelner Beleuchtungsbereiche (z. B. Büroabteile) bis hin zur zentralen Lichtsteuerung des gesamten Gebäudes. Dies erfolgt entweder durch manuelle Betätigung (ON/ OFF) oder Sperrung (0/ I) der jeweiligen Magnetspulen am Impulsschalter im Schaltschrank selbst oder durch Verschaltung zusätzlicher Zentralsteuerungstaster (z. B. im Hausmeisterbüro).
Aufbau einer Stromstoßschaltung mit elektromechanischen Stromstoßschaltern (Quelle: OEZ)
Für Stromstoß-Schaltrelais können neben herkömmlichen Installationstastern sämtliche Taster verwendet werden, die auf Steuerspannung und -strom dimensioniert sind. Die Taster müssen als Schließer ausgelegt sein und dürfen nur für die Dauer der Betätigung den Stromkreis der Magnetspule schließen, um Überhitzung durch dauerhaften Stromfluss zu vermeiden. Manche Installationstaster beinhalten eine Glimmlampe, die im Ruhezustand – also bei nicht betätigtem Taster – leuchtet. Der Summenstrom aller Glimmlampen muss dabei unter der Ansprechschwelle der Magnetspule liegen. Um diese zu entlasten, können parallel zur Spule auch Kompensationskondensatoren geschaltet werden.
3 OEZ-Produktportfolio
Die OEZ-Stromstoßschalter sind sowohl in elektromechanischer als auch in elektronischer Variante für Hutschienenmontage im Schaltschrank (IP20) geeignet.
3.1 Stromstoß- und Hilfsschalter
Neben den Impulsrelaisschaltern selbst ergänzen zusätzliche Hilfsmodule das Portfolio.
3.2 Kompensationsschalter
Werden mehr als 15 beleuchtete Steuertaster im Steuerstromkreis des Stromstoßschalters eingesetzt, besteht die Gefahr einer ungewollten Magnetspulenerregung aufgrund des unzulässig hohen Summenrückstroms der Glimmlampen. Da dieser Strom hauptsächlich aus einem induktiven Blindanteil besteht, kann das Kompensatormodul OD-MIR-BK parallel zum MIG- oder MIR-Fernschalter geschaltet werden. Durch die drei Kondensatoren (je 1 µF) wird somit der hohe Blindanteil im Strom reduziert, unzulässiges Schalten vermieden und durch Kompensation der induktiven Last zusätzlich die Lebensdauer des Stromstoßschalters erhöht.
Anschluss des Kompensationsmoduls an MIG- und MIR-Stromstoßschalter (Quelle: OEZ)
3.2 Zentralsteuerungsmodule
Stromstoßschalter werden auch bevorzugt aufgrund der Möglichkeit einer zentralen Steuerung statt Wechsel- und Kreuzschaltern eingesetzt. Bei den elektromagnetischen Fernschaltern ermöglichen die Module OD-MIG-CO1 bzw. -CO2 die Gruppierung von Schaltstellen, z. B. innerhalb einer Etage mit übergeordneter Steuerung im Technikraum des Gebäudes. Die elektronischen Impulsschalter können durch OD-MIR-CO-Module ergänzt werden, die über mehrere Ebenen hinweg zentrales Ein- und Ausschalten ermöglichen. Die eingebauten Dioden stellen dabei die korrekte Stromrichtung innerhalb der Magnetspule sicher, welche ebenfalls im internen Aufbau Dioden zur Stromführung der positiven Wechselspannungs-Halbwelle von A1 nach A2 enthält.
Verschaltung der Module zur Realisierung einer zentralen Lichtsteuerung (Quelle: OEZ)