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Leistungsschalter für Energieverteilung
Leistungsschalter übernehmen in Niederspannungsverteilungen zwei zentrale Aufgaben: Sie schalten elektrische Betriebsmittel und Stromkreise und können gleichzeitig Schutzfunktionen gegen Überlast und Kurzschluss bereitstellen. Anders als bei einfachen Schaltgeräten wird der Leistungsschalter deshalb nicht allein nach seinem Nennstrom ausgewählt. Entscheidend ist das Zusammenspiel aus Bemessungsstrom, Netzspannung, Ausschaltvermögen, Auslösecharakteristik, Kurzschlussbedingungen, Lastart und dem Schutzkonzept der gesamten Anlage.
In dieser Kategorie finden sich Leistungsschalter für verschiedene Einsatzbereiche innerhalb der Energieverteilung. Dazu gehören kompakte Leistungsschalter für Abgänge und Unterverteilungen ebenso wie offene Leistungsschalter für Hauptverteilungen und Schaltanlagen. Je nach Bauform stehen feste oder ausfahrbare Ausführungen, verschiedene Anschlussvarianten sowie thermomagnetische oder elektronische Auslöseeinheiten zur Verfügung.
Leistungsschalter als Schutz
Ein Leistungsschalter wird eingesetzt, wenn ein Stromkreis oder eine Verteilung gegen unzulässige Überströme geschützt und zugleich betriebsmäßig geschaltet werden soll. Bei der Auswahl muss das Schutzgerät zur Leitung und zur angeschlossenen Last passen. Der Nennstrom des Leistungsschalters darf deshalb nicht isoliert vom Leiterquerschnitt, der Verlegeart und den Betriebsbedingungen betrachtet werden.
Bemessungsstrom & Einstellbereich
Der Bemessungsstrom In beschreibt den Strom, für den der Leistungsschalter unter den festgelegten Bedingungen ausgelegt ist. Bei Leistungsschaltern mit einstellbarer Auslöseeinheit können Schutzparameter innerhalb definierter Bereiche angepasst werden. Dabei müssen die Einstellungen zur zulässigen Strombelastbarkeit des nachgeschalteten Stromkreises und zur Selektivität passen. Eine höhere Einstellmöglichkeit bedeutet nicht automatisch, dass der angeschlossene Leiter mit diesem Strom betrieben werden darf.
Ausschaltvermögen & Kurzschlussstrom
Im Kurzschlussfall muss der Leistungsschalter den auftretenden Fehlerstrom sicher abschalten können. Deshalb ist der zu erwartende Kurzschlussstrom am Einbauort eine wesentliche Planungsgröße. Das erforderliche Ausschaltvermögen muss mindestens zu den relevanten Kurzschlussbedingungen passen. Bei größeren Schaltanlagen sind zusätzlich Kurzzeitstromfestigkeit und die Abstimmung mit vor- und nachgeschalteten Schutzgeräten zu betrachten.
Auslöser: thermisch & elektronisch
Thermomagnetische Auslöser kombinieren eine überlastabhängige und eine kurzschlussabhängige Auslösung. Elektronische Auslöseeinheiten bieten je nach Ausführung genauere Schutzfunktionen und Einstellmöglichkeiten. Bei anspruchsvollen Verteilungen können beispielsweise Langzeit-, Kurzzeit-, Momentan- und Erdschlussschutz separat parametriert werden. Welche Funktionen tatsächlich zur Verfügung stehen, hängt vom verwendeten Auslöser ab.
LSI & LSIG: Schutzfunktionen
Die Bezeichnungen L, S, I und G beschreiben typische Schutzfunktionen elektronischer Auslöseeinheiten. L steht für Langzeitschutz beziehungsweise Überlastschutz, S für Kurzzeitverzögerung, I für unverzögerten Kurzschlussschutz und G für Erdschlussschutz. Nicht jede Kombination ist für jede Anwendung erforderlich. Die Auswahl sollte aus dem Schutzkonzept der Anlage und der gewünschten Selektivität abgeleitet werden.
Selektivität mehrerer Leistungsschalter
In Haupt- und Unterverteilungen werden häufig mehrere Schutzgeräte hintereinander eingesetzt. Bei einem Fehler soll möglichst nur das dem Fehlerort zugeordnete Gerät abschalten. Dazu müssen Auslösekennlinien, Einstellwerte, Kurzschlussströme und die technischen Selektivitätsdaten der Geräte betrachtet werden. Bei elektronischen Auslösern können Zeit- und Stromschwellen gezielt zur Abstimmung genutzt werden.
Festeinbau oder Ausfahrtechnik
Offene Leistungsschalter sind je nach Schaltanlagenkonzept als Festeinbau oder als ausfahrbare Ausführung erhältlich. Ausfahrbare Systeme erleichtern Wartung, Prüfung und Austausch und können definierte Betriebs- und Prüfstellungen ermöglichen. Für die Auswahl sind neben dem Schalter selbst auch Einschubtechnik, Anschlussart und das dazugehörige mechanische Zubehör zu berücksichtigen.
Anschlüsse, Polzahl & Einbau
Leistungsschalter werden mit verschiedenen Anschlussvarianten angeboten, beispielsweise vorderseitigen oder rückseitigen Anschlüssen sowie verschiedenen Anschlussausführungen für Kabel und Sammelschienen. Auch 3-polige und 4-polige Varianten erfüllen verschiedene Aufgaben. Die Polzahl muss zum Netzsystem und zur vorgesehenen Schalt- beziehungsweise Schutzfunktion passen.
Zubehör & Kommunikation
Je nach Gerätefamilie stehen Motorantriebe, Arbeitsstrom- und Unterspannungsauslöser, Hilfs- und Signalkontakte, Verriegelungen, Einschubzubehör sowie Kommunikationsmodule zur Verfügung. Zubehör ist in der Regel baureihen- und baugrößenabhängig. Vor der Bestellung sollten deshalb Gerätefamilie, Baugröße, Ausführung und die vorhandenen Schnittstellen eindeutig bestimmt werden. Moderne elektronische Auslöseeinheiten können je nach System um Mess- und Kommunikationsfunktionen erweitert werden, sodass Betriebswerte und Zustände an übergeordnete Systeme übertragen werden können.
Häufige Fragen zu Leistungs-Schaltern
Was ist ein Leistungsschalter und wofür wird er eingesetzt?
Ein Leistungsschalter ist ein Schalt- und Schutzgerät für elektrische Energieverteilungen. Er kann Stromkreise betriebsmäßig schalten und je nach Ausführung gegen Überlast und Kurzschluss schützen. Eingesetzt wird er beispielsweise in Hauptverteilungen, Unterverteilungen, Schaltanlagen und industriellen Energieverteilungen.
Wie wähle ich den Nennstrom?
Der Nennstrom muss zur vorgesehenen Dauerbelastung und zum gesamten Stromkreis passen. Zu berücksichtigen sind unter anderem Leiterquerschnitt, Verlegeart, Umgebungstemperatur, Betriebsart und die tatsächliche Last. Bei einstellbaren Auslöseeinheiten müssen die gewählten Einstellwerte ebenfalls mit dem Schutzkonzept übereinstimmen.
Was ist der Unterschied zwischen In, Ir und Ii?
In bezeichnet den Bemessungsstrom des Leistungsschalters. Ir bezeichnet bei geeigneten elektronischen oder einstellbaren Auslöseeinheiten typischerweise den eingestellten Langzeit-Auslösestrom. Ii bezeichnet eine Einstellung für die unverzögerte Kurzschlussauslösung. Die genaue Bedeutung und der Einstellbereich sind immer anhand der technischen Dokumentation der jeweiligen Auslöseeinheit zu prüfen.
Wie hoch muss das Ausschaltvermögen sein?
Das Ausschaltvermögen muss mindestens den am Einbauort relevanten Kurzschlussbedingungen entsprechen. Für die Auswahl sind Netzimpedanz, Trafoleistung, Leitungslängen und weitere Netzparameter relevant. Bei größeren Anlagen sollten die Kurzschlussdaten rechnerisch beziehungsweise anhand der vorhandenen Anlagendokumentation bestimmt werden.
Was bedeutet LSI bei einem Leistungsschalter?
LSI bezeichnet eine Kombination typischer elektronischer Schutzfunktionen: L steht für Langzeit- beziehungsweise Überlastschutz, S für zeitverzögerten Kurzschlussschutz und I für unverzögerten Kurzschlussschutz. Diese Funktionen erlauben eine differenzierte Abstimmung des Leistungsschalters auf das Schutzkonzept.
Was bedeutet LSIG?
LSIG erweitert LSI um G, also eine Erdschlussschutzfunktion. Damit kann eine geeignete Auslöseeinheit neben Überlast und Kurzschluss auch Erdschlussströme erfassen. Ob und wie diese Funktion einzustellen ist, hängt vom Netzsystem und vom Schutzkonzept ab.
Leistungsschalter: thermisch oder elektronisch?
Thermomagnetische Auslöser arbeiten mit thermischer und magnetischer Auslösung und bieten ein vergleichsweise einfaches Schutzkonzept. Elektronische Auslöser ermöglichen je nach Ausführung genauere Einstellungen, Zeitverzögerungen, Messfunktionen und Kommunikationsoptionen. Die passende Ausführung richtet sich nach den Anforderungen der Verteilung.
Wie entsteht Selektivität?
Die Schutzgeräte werden so aufeinander abgestimmt, dass bei einem Fehler möglichst nur das nachgeordnete Gerät auslöst. Dazu werden Nenn- und Einstellwerte, Auslösezeiten, Kennlinien und Kurzschlussdaten betrachtet. Bei anspruchsvollen Anlagen sind die Herstellerangaben zur Selektivität maßgeblich.
Was ist der Unterschied zwischen Kurzzeit- und unverzögerter Kurzschlussauslösung?
Eine unverzögerte Auslösung schaltet einen ausreichend hohen Kurzschlussstrom ohne absichtliche Zeitverzögerung ab. Eine Kurzzeitauslösung kann dagegen zeitlich verzögert werden, um eine Selektivität zu einem nachgeordneten Schutzgerät zu ermöglichen. Die zulässigen Einstellungen müssen zur Kurzschlussfestigkeit und zum Schutzkonzept passen.
Wann ist ein 4-poliger Leistungsschalter sinnvoll?
Das hängt vom Netzsystem und der geforderten Trenn- beziehungsweise Schutzfunktion ab. In bestimmten Anlagen kann die Schaltung des Neutralleiters erforderlich oder sinnvoll sein. Die Entscheidung muss anhand des konkreten Netzsystems und der einschlägigen Planungsvorgaben getroffen werden.
Was ist ein offener Leistungsschalter?
Offene Leistungsschalter sind für höhere Bemessungsströme und den Einsatz in Schaltanlagen beziehungsweise Hauptverteilungen ausgelegt. Sie bieten häufig umfangreiche Schutz-, Auslöse-, Mess- und Kommunikationsfunktionen und sind je nach System als Festeinbau oder ausfahrbare Ausführung erhältlich.
Was bedeutet Festeinbau bei einem Leistungsschalter?
Bei einer Festeinbauausführung ist der Leistungsschalter fest in die Schaltanlage integriert. Anschluss- und Montagekonzept sind auf diese Einbauart abgestimmt. Wartung und Austausch erfolgen entsprechend dem Anlagenkonzept und den vorgesehenen Freischalt- und Sicherheitsmaßnahmen.
Welche Vorteile hat ein ausfahrbarer Leistungsschalter?
Ein ausfahrbares System kann definierte Betriebs-, Prüf- und Trennstellungen ermöglichen und erleichtert dadurch Wartung und Austausch. Zusätzlich lassen sich Anschluss- und Einschubsysteme systematisch in die Schaltanlage integrieren. Die konkrete Funktionalität hängt vom jeweiligen System ab.
Welche Zubehörteile sind für Leistungsschalter typisch?
Typisch sind Arbeitsstrom- und Unterspannungsauslöser, Hilfs- und Signalkontakte, Motorantriebe, Verriegelungen, Einschubzubehör und Kommunikationsmodule. Welche Komponenten verfügbar und miteinander kombinierbar sind, ist von Baureihe und Ausführung abhängig.
Kann ein Leistungsschalter ferngesteuert werden?
Geeignete Leistungsschalter können mit Motorantrieb und weiteren Steuerkomponenten für eine elektrische Betätigung ausgestattet werden. Für eine vollständige Fernsteuerung müssen neben dem Antrieb auch Steuerstromkreis, Verriegelung, Rückmeldung und gegebenenfalls Kommunikationsschnittstelle geplant werden.
Welche Rolle spielen Hilfs- und Signalkontakte?
Hilfskontakte melden Schaltstellungen, während Signalkontakte je nach Ausführung einen Auslöse- oder Fehlerzustand melden können. Damit kann der Leistungsschalter in Steuerungen, Leitsysteme oder Überwachungen eingebunden werden.
Kann ein Leistungsschalter auch Energie messen?
Je nach Auslöseeinheit und System stehen Messfunktionen für elektrische Betriebsgrößen zur Verfügung. Möglich sind beispielsweise Strom-, Spannungs-, Leistungs- oder Energieinformationen. Der konkrete Funktionsumfang ist vom verwendeten Mess- und Kommunikationssystem abhängig.
Was ist beim Anschluss wichtig?
Anschlussart, Leiterquerschnitt, Klemmenausführung, Anzugsdrehmomente, Sammelschienenanschluss und zulässige Einbaubedingungen müssen den technischen Vorgaben des konkreten Geräts entsprechen. Bei hohen Strömen sind insbesondere thermische und mechanische Belastungen der Anschlüsse zu berücksichtigen.
Wie unterscheiden sich Leistungsschalter für Abgänge und Hauptverteilungen?
Bei Abgängen stehen häufig kompakte Bauformen und definierte Schutzaufgaben im Vordergrund. In Hauptverteilungen werden dagegen oft offene Leistungsschalter mit höheren Bemessungsströmen, umfangreicheren Auslösefunktionen und Mess- beziehungsweise Kommunikationsoptionen eingesetzt. Die konkrete Auswahl richtet sich nach den elektrischen Daten der Anlage.
Welche Angaben brauche ich für eine fachgerechte Produktauswahl?
Wichtig sind mindestens Bemessungsspannung, Frequenz, Bemessungsstrom, Polzahl und der zu erwartende Kurzschlussstrom. Zusätzlich sollten Einbauart, Anschlussart, gewünschte Schutzfunktionen, Selektivität, Lastart, Auslöseeinheit und erforderliches Zubehör feststehen. Bei offenen Leistungsschaltern kommen Baugröße, Festeinbau oder Ausfahrtechnik und die gewünschte Kommunikations- oder Messfunktion hinzu.
