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ManualsBrandsESKA ManualsFusesThermal Switch N/A, 250V,

Einführung Sicherungen

Warum eine Sicherung?

Es gibt viele Möglichkeiten Überstrom in Fällen von Fehlfunktionen in Geräten, bis zum

Kurzschluss aufzufangen: Bei Applikationen mit geringen Ausgangsleistungen entfällt eine

Sicherung völlig, oder kann durch Leiterbahnen mit Engstellen nachgebildet werden, oder

man setzt rückstellbare Sicherungen, wie PPTC, Bimetallschalter etc. ein.

Die Vorteile einer Schmelzsicherung sind jedoch:

- definierte Strom-Zeit-Charakteristik,

- spezifizierte Eigenschaften,

- gekapselte Trennstelle (Vermeidung der Zerstörung von benachbarten Bauelementen),

- galvanische Trennung des Stromkreises,

- genormte Anschlüsse und Abmessungen,

- Austauschbarkeit.

Dabei lassen sich Sicherungen durchaus mit weiteren Bauteilen zur Überstrombegrenzung

kombinieren: Im Fall einer Serienschaltung mit einem PTC dient die Sicherung als reiner

Kurzschlussschutz, oder begrenzt in Verbindung mit einem Varistor Überspannungen, bzw.

Überlastungen bei extremer Alterung des MOV‘s. Ebenso kann das Schaltverhalten bei

Temperatursicherungen durch eine Schmelzsicherung verbessert werden (erweiterter Bereich

des max. Fehlerstromes).

Sinn und Zweck von Approbationen

Bei Approbationen spricht man von Zertifikaten, die die Konformität von Sicherungs-

eigenschaften hinsichtlich einer Norm belegen. Für den Sicherungsbereich gängige Normen

sind die UL 248-14 für den amerikanischen und die IEC 60127 für den europäischen Raum.

Durch nationale Prüfstellen erteilte Approbationen bestätigen, dass die geprüften Sicherungen

den jeweiligen Anforderungen der zugrunde liegenden Norm entsprechen. Das Prüfzeichen

des Prüfinstituts ist auf dem Bauteil und / oder auf der Verpackung anzugeben. Nationale

Prüfstellen sind u.a. VDE, SEMKO, BSI, IMQ. Eine Sonderform stellt die UL dar, die

einerseits Normen herausgibt, als Dienstleister aber auch Prüfungen durchführt. Je nach

Einsatzgebiet erleichtert eine approbierte Sicherung die Produktzulassung, bzw. Abnahme

durch relevante Prüfstellen.

Grundlegende Unterschiede zwischen UL und IEC findet man in der Nennstromdefinition.

Der Nennstrom einer Sicherung muss gleich oder größer als der Dauerbetriebsstrom sein:

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Einführung Sicherungen Warum eine Sicherung? Es gibt viele Möglichkeiten Überstrom in Fällen von Fehlfunktionen in Geräten, bis zum Kurzschluss aufzufangen: Bei Applikationen mit geringen Ausgangsleistungen entfällt eine Sicherung völlig, oder kann durch Leiterbahnen mit Engstellen nachgebildet werden, oder man setzt rückstellbare Sicherungen, wie PPTC, Bimetallschalter etc. ein.
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Einführung Sicherungen Norm UL / CSA UL / CSA IEC IEC (UMF) Spannung 250V AC 125 VAC 250V AC 32 ... 250VAC / DC Zulässiger Dauerstrom < 0,75 x Irat < 0,70 x Irat < 1,00 x IN < 0,80 x IN Eigenschaften von Sicherungen Der wichtigste Punkt einer Sicherungsspezifikation ist die Strom-Zeit-Kennlinie. Sie kennzeichnet das Schaltverhalten von Sicherungen im Überlastbereich, der sich üblicherweise von 1 x IN oder 1,5 x IN (je nach Type und Bauart) bis ca. 3 x IN erstreckt.
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Einführung Sicherungen Eine Kennlinie nach IEC-Spezifikation hat folgendes Aussehen: Die Graphen differieren in der unterschiedlich skalierten Stromachse, im linken Fall normiert auf Vielfache des Nennstromes, in der rechten Darstellung mit logarithmischer Einteilung der Stromachse (dient zum Vergleich von unterschiedlichen Stromstufen in einer Grafik). Der zweite wichtige Punkt einer Sicherungsspezifikation ist das sogenannte Schaltvermögen, also der max.
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Einführung Sicherungen Wichtige Größen, gerade bei Applikationen mit gedrängtem Aufbau und niedrigen Betriebsspannungen sind der max. Spannungsfall einer Sicherung (wird grundsätzlich bei 1 x IN ermittelt) und die max. Verlustleistung bei 1,5 x IN. Abgerundet werden Sicherungsspezifikation durch ergänzende Angaben zu Umweltbedingungen, wie: möglich Umgebungstemperatur bei normalen Betriebsbedingungen der Schaltung, max. Vibrationsbelastung, Feuchte-Klasse. Einbaubedingungen, z.B.
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Einführung Sicherungen Der Nennstrom einer 522.725 mit 6,3A würde sich bei einer Umgebungstemperatur von 85C° auf ca. 5,6A reduzieren! Oder am Beispiel der 522.724 5A ändert sich die Strom-Zeitkennlinie wie folgt: Die grüne Kurve kennzeichnet den ursprünglichen Verlauf, die rote Kennlinie spiegelt die Verhältnisse unter einer Umgebungstemperatur von 85°C wider.
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Einführung Sicherungen Die Kernspezifikation einer Sicherung beinhaltet somit: - Strom-Zeit-Kennlinie, Angabe(n) zum Schaltvermögen und damit auch die Bemessungsspannung, Spannungsfall, Verlustleistung, Schmelzintegral und sofern vorhanden Approbationen. Ergänzend noch die Stempelung auf den Sicherungen (Kappen oder Gehäuse): Neben der Bemessungsspannung (z.B. 250) und dem Nennstrom in A oder mA findet man Zeichen für die Charakteristik (T, M, F etc.
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Einführung Sicherungen Chipsicherungen besitzen konstruktionsbedingt einen anderen Aufbau, hier wird der Nennstrom bei trägen Typen durch Pasten und die Anordnung der Schmelzleiterwege zur Ausnutzung einer thermischen Kopplung eingestellt. Flinke Typen arbeiten mit dünnen Widerstandsschichten, bzw. metallisierten Oberflächen, die einer vorgegebenen Struktur folgen. Einen großen Einfluss auf die Charakteristik bei Chiptypen hat das Trägersubstrat hinsichtlich des Wärmeleitkoeffizienten.
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Einführung Sicherungen Auf der anderen Seite benötigt eine Sicherung ausreichend Spannung, um die Schaltzeiten aus dem typischen Kennlinienverlauf einzuhalten, so dass eine Spannungslimitierung durch die Quelle kein Absinken des Fehlerstromes hervorruft und somit die Schmelzzeiten verlängert, oder dass u.U. kein Ansprechen der Sicherung erfolgt. Hier gilt die folgende Formel als Orientierungswert: Umin=Uf*If/IN*X Mit X = 3 für träge Sicherungen, bzw. X=2 für flinke Typen.
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Einführung Sicherungen Wobei die Zeitabstände innerhalb einer Signalperiode konstant sein müssen mit: Der einfachste Weg ist jedoch, den Strom in den oben aufgeführten Fällen a) bis e) zu messen. Liegt der ermittelte Dauerbetriebsstrom vor, ist bei erhöhten Umgebungstemperaturen der bauteilspezifische Deratingfaktor zu beachten, um die Nennstromstufe der Sicherungstype an diese Situation anzupassen. Ergänzend folgt die normabhängige Nennstromstufenkorrektur.
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Einführung Sicherungen Abschließend noch der Hinweis: Sollte eine Geräteapprobation vereinfacht werden, wobei das Zielmarktgebiet feststeht, ist auf die Sicherungsapprobation zu achten.
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Einführung Sicherungen - Telecomanwendungen nach ITU-K20/21, Telcordia, UL1950: 522.5XX ab 1,25A, 530.6XX, ES-SMP ab 1,25A - Sicherungen für Lampenvorschaltgeräte: 515.3XX ab 1,25A - Universelle UMF Approbation (gleichzeitige UL und IEC-Zulassung) 900.0XX, 910.