In einigen Systemen ist es möglich, die Installation speziell gegen Kurzschluss oder Überlast zu schützen. Wann sollte ein individueller Schutz der Leitungen verwendet werden und in welchen Situationen ist ein gemeinsamer Schutz zulässig?
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Individueller Schutz von Niederspannungskabeln
Bei der Durchführung von Elektroinstallationen muss auf den Schutz von Niederspannungskabeln geachtet werden. Dies ist im Hinblick auf die Sicherheit sowohl der Benutzer als auch der im Netzwerk betriebenen Geräte wichtig.
In Niederspannungsanlagen dürfen folgende Einzelschutzeinrichtungen eingesetzt werden:
- Überlastschutz – er schützt die Anlage vor Überhitzung und Beschädigung der Isolierung; es werden sogenannte Überstromschutzschalter (Automaten) oder Sicherungen verwendet;
- Kurzschlussschutz - Schutz vor Schäden durch einen plötzlichen Stromanstieg im Stromkreis, es werden Überstromschutzschalter oder Sicherungen mit hohem Ausschaltvermögen verwendet;
- Differentialschutz - ihre Aufgabe besteht darin, vor Stromschlägen zu schützen. Sie erkennen Leckströme, die beispielsweise auftreten, wenn die Kabelisolierung beschädigt ist.
- Überspannungsschutz – ein Überspannungsableiter dient zum Schutz vor plötzlichen, kurzfristigen Spannungsanstiegen, die beispielsweise infolge von Blitzentladungen auftreten; ohne Überspannungsableiter könnten an das Netz angeschlossene Geräte im Moment eines plötzlichen Anstiegs beschädigt werden;
- Wärmeschutz - sind in Systemen erforderlich, in denen Installationskabel hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
Auch die Wahl des richtigen Zubehörs ist ein sehr wichtiges Thema. Stromkabel und -leitungen , genauer gesagt ihr Querschnitt, müssen an die Anforderungen der Anlage und der darin betriebenen Geräte angepasst sein.
Wie lässt sich das Problem des selektiven Trennens eines kurzgeschlossenen Kabels lösen?
Die selektive Trennung eines kurzgeschlossenen Kabels stellt ein erhebliches Problem in elektrischen Anlagen dar. Sie besteht darin, dass Schutzvorrichtungen unerwünschte Wirkungen haben. Fehlfunktionen führen dazu, dass nicht nur das vom Fehler betroffene System oder der betroffene Stromkreis, sondern auch andere Systeme oder Stromkreise getrennt werden. Dieses Problem lässt sich relativ einfach lösen, erfordert jedoch die Auswahl geeigneter Schutzvorrichtungen und deren korrekte Konfiguration.
Die erste Lösung basiert auf dem Prinzip der Selektivität der Schutzeinrichtungen. Die Idee einer solchen Lösung besteht darin, dass richtig platzierte Schutzeinrichtungen dazu beitragen, nur den Bereich abzuschalten, der dem Fehler so nahe wie möglich liegt. Ein Kurzschluss oder eine Überlastung verursacht keine Probleme mit dem Betrieb anderer Stromkreise.
Eine weitere Möglichkeit, das Problem der selektiven Abschaltung zu lösen, ist der Einsatz von Überstromschutzschaltern. Bei der Planung von Anlagen ist darauf zu achten, dass diese an die Anforderungen angepasst sind, um ausgewählte Systemteile noch besser zu schützen. In der Praxis gibt es viele Arten von Schutzschaltern (je nach Charakteristik B-, C- oder D-Schutzschalter). Bei der Installation nachfolgender Schutzvorrichtungen ist das Abstufungsprinzip sehr wichtig. Das bedeutet, dass die Elemente, die sich näher am Schutzschalter befinden, einen höheren Nennstrom haben als diejenigen, die weiter von der Stromquelle entfernt sind.
Eine gute Lösung kann auch der Einsatz von Schaltern mit verzögerter Ansprechzeit sein. Richtig ausgewählt und installiert sorgen sie dafür, dass zuerst die Teile der Anlage abgeschaltet werden, die sich möglichst nahe an der Kurzschluss- oder Überlaststelle befinden.
Je nach Installationsart können auch Sicherungen und Differenzialschutz eingesetzt werden. Es ist sehr wichtig, dass die verwendeten Elemente richtig aufeinander abgestimmt sind, nur dann bieten sie ausreichende Sicherheit.
In welchen Anlagen kann ein gemeinsamer Überstromschutz eingesetzt werden?
In manchen Anlagen ist es möglich, herkömmliche Überstromschutzeinrichtungen zu verwenden, sofern dies aus Sicherheits- und Funktionsgründen gerechtfertigt ist, selbstverständlich im Rahmen der geltenden gesetzlichen Bestimmungen. Eine solche Lösung kann insbesondere eingesetzt werden:
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in Empfangsanlagen in Wohngebäuden – in Einfamilienhäusern und Wohnungen, z. B. für Steckdosen, die sich innerhalb eines Raumes befinden, sofern die Belastung die Kapazität des Kabels nicht überschreitet, oder für Beleuchtung in einem Stromkreis, ebenfalls innerhalb eines Raumes; - in Schwachstromanlagen, wie z. B. Überwachungs- oder Alarmanlagen;
- in Industrieanlagen und Schalttafeln – dies gilt für bestimmte Gruppen von Geräten oder Maschinen mit ähnlicher Funktionsweise, am häufigsten werden auf diese Weise Geräte mit niedrigem Nennstrom und ohne hohe Belastung geschützt, oder im Falle von Hilfsstromkreisen;
- in Notstromversorgungsanlagen, wie beispielsweise USV-Geräten, können gemeinsame Schutzvorrichtungen verwendet werden, wenn die Empfänger in einer Gruppe verbunden und an dieselbe Stromquelle angeschlossen sind;
- Bei Photovoltaikanlagen und anderen Systemen zur Erzeugung erneuerbarer Energien dient ein Schutz meist dem Schutz mehrerer Module.
Steuerkabel mit gemeinsamen Schutzeinrichtungen müssen unter Berücksichtigung des Prinzips der Kabelauswahl ausgewählt werden. Wichtig ist unter anderem die Gesamtstrombelastbarkeit der Leitungen, unabhängig davon, ob es sich um eine Reihen- oder Parallelschaltung handelt. Die Anzahl der Geräte, ihr Typ und ihre Eigenschaften, einschließlich der technischen Parameter, sind ebenfalls von großer Bedeutung.
Der Schlüssel zur Auswahl von Kabeln liegt darin, dass Kabel, Steckverbinder und Leiter den geltenden Normen zur Dauerstrombelastbarkeit entsprechen.