Was ist eine elektrische Sicherung und wie funktioniert sie?

Viele elektrische Komponenten in Ihrem Haus verdanken ihre Sicherheit der Sicherung.

Wann immer Sie große Stromstöße erleben, aber immer noch feststellen, dass Ihre Steckdose nicht bis auf die Grundmauern durchgebrannt ist, ist die Sicherung, falls verwendet, die Komponente, die dafür sorgt, dass dies der Fall ist.

Was ist eine Sicherung und wie funktioniert sie?

Unser Leitfaden versucht heute, diese Fragen zu beantworten, indem wir Ihnen alles präsentieren, was Sie über eine Sicherung wissen müssen, einschließlich der verschiedenen Typen und wie sich eine Sicherung von einem Leistungsschalter unterscheidet.

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Was ist eine Sicherung?

Eine elektrische Sicherung ist ein kleines Gerät mit einem dünnen Leiterband, das Haushalte und elektrische Geräte vor übermäßigen Stromstößen schützt. Dies ist eine elektrische Schutzvorrichtung, die die Stromzufuhr zu einem Instrument oder elektrischen System unterbricht, wenn der fließende Strom den empfohlenen Wert überschreitet.

Elektrizität ist nicht nur ein Element, das für uns eine Stromschlaggefahr darstellt. So wie Menschen eine maximale Spannung haben, die ohne Todesfälle durch den Körper fließen kann, haben Ihre elektrischen Geräte und Systeme normalerweise ihre eigenen Strom- und Spannungswerte. 

Wenn die Stromversorgung diese Grenzen überschreitet, wird Ihren elektrischen Systemen ein tödlicher Schlag versetzt. In Haushalten und Unternehmen bedeutet dies, viel Geld für die Reparatur oder sogar den Austausch teurer Geräte und Geräte auszugeben. 

Manchmal kann eine solche Überspannung, wenn kein Schutz vorhanden ist, sogar einen Brand verursachen und für eine Person sehr gefährlich sein. Zum Schutz vor den nachteiligen Auswirkungen von Überstrom kommt eine Sicherung ins Spiel.

Was macht eine Sicherung?

Zum Schutz vor Stromstößen schmilzt ein dünner leitender Streifen in der Sicherung und unterbricht den Stromkreis. Dadurch wird der Stromfluss zu anderen Komponenten im Stromkreis unterbrochen und diese Komponenten vor dem Verbrennen bewahrt. Die Sicherung dient als Opfer für den Überstromschutz. 

Ein dünner Leiter ist ein innerer Draht oder ein Element aus Zink, Kupfer oder Aluminium sowie anderen vorhersagbaren Metallen.

Die Sicherung wird in Reihe in den Stromkreis eingebaut, sodass der gesamte Strom durch sie fließt. In der Sicherung selbst werden die Drähte zwischen zwei Klemmen verlegt und kontaktieren die Klemmen an beiden Enden. 

Zusätzlich zum Durchbrennen aufgrund von Überstromversorgung brennen Sicherungen auch durch, wenn ein Kurzschluss oder Erdschluss vorliegt.

Ein Erdschluss tritt auf, wenn sich im Stromkreis ein Fremdleiter befindet, der als alternative Erdung dient.

Dieser Kurzschluss kann durch eine menschliche Hand oder einen Metallgegenstand verursacht werden, der mit einem stromführenden Kabel in Kontakt kommt. Auch eine dafür ausgelegte elektrische Sicherung brennt durch oder schmilzt.

Es ist relativ einfach herauszufinden, ob eine Sicherung durchgebrannt ist. Sie können transparente Typen visuell untersuchen, um zu sehen, ob der Draht gebrochen, geschmolzen oder verbrannt ist.

Sie können auch ein Multimeter verwenden, um den Durchgang der Sicherung zu prüfen. Dies ist die genaueste Diagnosemethode.

Eigenschaften elektrischer Sicherungen

Sicherungen gibt es in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Nennwerten. Die Sicherungsleistung ist die maximale Strom- oder Spannungsmenge, die durch den dünnen Metalldraht fließen kann, bevor er schmilzt.

Dieser Wert ist normalerweise 10 % niedriger als der Wert des Geräts, das die Sicherung schützt, sodass der Schutz angemessen ist.

Je nach Sicherungstyp kann eine Sicherung auch ein unterschiedliches Ausschaltvermögen und unterschiedliche Betriebszeiten aufweisen.

Nennstrom

Der Nennstrom ist der maximale Strom, für den die Sicherung ausgelegt ist. Jede geringfügige Überschreitung dieser Nennleistung führt zum Durchbrennen des Drahtes.

Diese Bewertung wird jedoch immer in Verbindung mit der Nennspannung und der Auslösezeit verwendet, die von dem Stromkreis abhängen, in dem die Sicherung verwendet wird. 

Spannungsniveau

Wie die Nennstromstärke ist die Nennspannung einer Sicherung die maximale Spannung, die der Metallstreifen verarbeiten kann. Bei der Bestimmung dieser Bewertung wird sie jedoch normalerweise über der Versorgungsspannung der Quelle eingestellt.

Dies ist besonders wichtig, wenn in der elektrischen Anlage mehrere Geräte mit gleichem Nennstrom, aber unterschiedlichen Nennspannungen vorhanden sind. Die Nennspannung wird normalerweise auf die maximale sichere Spannung eingestellt. 

Aus diesem Grund werden Mittelspannungsvarianten nicht in Niederspannungsschaltkreisen oder -systemen verwendet, um einen zuverlässigen Komponentenschutz zu bieten. 

Antwortzeit

Die Sicherungszeit ist die Verzögerung, bevor der Metallstreifen durchbrennt. Diese Reaktionszeit steht in engem Zusammenhang mit der Stromstärke, um den angemessensten Schutz zu bieten. 

Beispielsweise benötigen Standardsicherungen eine Stromquelle, die doppelt so hoch ist wie ihre Nennleistung, um in einer Sekunde durchzubrennen, während schnell durchbrennende Sicherungen mit der gleichen Nennleistung und Leistung in 0.1 Sekunden durchbrennen können. Eine träge Sicherung schaltet die Stromversorgung nach mehr als 10 Sekunden ab. 

Ihre Wahl hängt von der Empfindlichkeit und den Eigenschaften des geschützten Geräts ab.

Flinke Sicherungen werden in Anwendungen mit Komponenten verwendet, die sehr empfindlich auf kleinste Stromstöße reagieren, während träge oder träge Sicherungen in Motoren verwendet werden, in denen Komponenten normalerweise für einige Sekunden mehr Strom als gewöhnlich ziehen. 

Brechkraft

Das Ausschaltvermögen der Sicherung ist der Wert, der in den Versionen mit hohem Ausschaltvermögen (HRC) verwendet wird. HRC-Sicherungen lassen Überstrom für einige Zeit durch, in der Erwartung, dass er abnimmt. Sie brechen oder schmelzen dann, wenn diese Kontraktion nicht auftritt. 

Sie haben vielleicht richtig erraten, dass dies spezifisch für Zeitverzögerungstypen ist und der Unterbrechungspunkt einfach der maximal zulässige Strom während dieser kurzen Verzögerungszeit ist. 

Wenn die Nennverzögerungszeit nicht erreicht, aber die Zugfestigkeit überschritten wird, löst die Sicherung aus oder schmilzt. Dies ist eine Art doppelter Schutz. HH-Sicherungen können in diesem Zusammenhang auch als High Breaking Capacity (HBC) Sicherungen bezeichnet werden.

Es gibt auch Hochspannungs-HRC-Sicherungen, die in elektrischen Hochspannungsschaltkreisen verwendet werden, und Niederspannungs-HRC-Sicherungen, die in Niederspannungsverteilungssystemen verwendet werden. Diese Niederspannungs-HRC-Sicherungen sind normalerweise größer als herkömmliche Sicherungen.

Sicherungsdesign

Im Allgemeinen bestimmt der Sicherungswert seine Stärke und sein Design. Beispielsweise finden Sie in Hochleistungssicherungen möglicherweise mehrere Streifen oder Metalldrähte, während einige andere Sicherungen Stahlstangen verwenden, um den Streifen vor Verziehen zu schützen.

Einige verwenden Materialien, um das Spalten von Metall zu kontrollieren, und Sie werden auch Flachdrähte finden, die wie Federn aussehen, um den Spaltvorgang zu beschleunigen. 

Geschichte der Sicherung

Die Geschichte der Sicherung reicht bis ins Jahr 1864 zurück. Damals schlug Breguet vor, auf dem Gelände eine leitfähige Vorrichtung einzusetzen, um die Telegrafenstationen vor Blitzeinschlägen zu schützen. Dann wurden zu diesem Zweck viele Leiterdrähte hergestellt, die genau wie eine Sicherung funktionierten. 

Es dauerte jedoch bis 1890, bis Thomas Edison die Verwendung einer Sicherung in elektrischen Verteilungssystemen patentieren ließ, um Häuser vor diesen enormen Stromstößen zu schützen. 

Welche Arten von Sicherungen gibt es?

Im Allgemeinen gibt es zwei Kategorien von Sicherungen. Dies sind AC-Sicherungen und DC-Sicherungen. Es ist nicht schwer, den Unterschied zwischen den beiden zu verstehen.

AC-Sicherungen funktionieren nur mit AC, während DC-Sicherungen mit DC funktionieren. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden besteht jedoch darin, dass DC-Sicherungen möglicherweise etwas größer sind als AC-Sicherungen.

Nun werden diese beiden Kategorien von Sicherungen in Niederspannungssicherungen und Hochspannungssicherungen unterteilt. Die spezifischeren Sicherungsoptionen werden dann in diese zwei Gruppen sortiert.

Niederspannungssicherungen

Niederspannungssicherungen sind Sicherungen, die mit einer niedrigen Nennspannung arbeiten. Sie können in fünf Typen unterteilt werden; Patronensicherungen, Stecksicherungen, Schlagsicherungen, Umschaltsicherungen und Ausziehsicherungen.

• Austauschbare elektrische Sicherungen. Auswechselbare Sicherungen werden häufig in Stromverteilungssystemen in Haushalten und Büros verwendet. Dies sind normalerweise mit Porzellan beschichtete Sicherungen mit einem Griff, der mit der Basis der Sicherung funktioniert. Sie haben auch zwei Flachstecker zum Aufnehmen und Abführen von Strom im Stromkreis, genau wie ein herkömmliches Sicherungsdesign.

Demontierbare Sicherungen werden in Heim- und Büroumgebungen verwendet, da sie sich leicht mit dem Sockel verbinden und entfernen lassen. 

• Patronensicherungen: Dies sind Sicherungen, bei denen alle Komponenten vollständig in einem Behälter eingeschlossen sind, wobei nur die Stromkreisanschlüsse freiliegen. Patronensicherungen gibt es in vielen Formen und haben eine Vielzahl von Anwendungen.

Patronensicherungen vom Typ D sind flaschenförmig und werden am häufigsten in kleinen Geräten verwendet. Sie befinden sich normalerweise in einem Keramikgehäuse mit Metallenden, um Strom zu leiten.

Sicherungen sind Niederspannungs-HRC-Sicherungen, während Flachsicherungen ebenso wie wiederanschließbare Sicherungen leicht ausgetauscht werden können, aber stattdessen mit Kunststoff bedeckt sind. Flachsicherungen werden üblicherweise in Kraftfahrzeugen verwendet.

• Elektrische Schlagsicherungen: Die Schlagsicherung verwendet keinen dünnen Schmelzstreifen. Stattdessen wirft es einen Kontaktstift aus, um den Stromkreis zu unterbrechen, und dient auch als externer visueller Hinweis, um festzustellen, ob eine Sicherung durchgebrannt ist.
• Schaltsicherungen: Dies sind Sicherungen, die in Niederspannungssystemen mit externen Schaltern verwendet werden, die zum Schließen oder Öffnen des Strompfads verwendet werden können. 
• Herunterfallende Sicherungen: Herunterfallende Sicherungen werfen einen geschmolzenen Streifen von unten aus und sind häufig in Aufhängungssystemen für Niederspannungstransformatoren zu finden. 

Hochspannungssicherungen

Hochspannungssicherungen gibt es in verschiedenen Variationen. Es gibt flüssige HRC-Hochspannungssicherungen, die Flüssigkeiten verwenden, um den Lichtbogen zu löschen.

Wir haben auch Push-Out-Sicherungen, die Borsäure verwenden, um den Prozess zu unterbrechen, und HRC-Sicherungen vom Patronentyp, die genauso funktionieren wie ihre Niederspannungsgegenstücke. 

Wo sollen Sicherungen eingesetzt werden?

Sicherungen werden üblicherweise in kleinen und großen Wechselstromsystemen mit Transformatoren verwendet. Hochspannungssicherungen mit hoher Nennstromstärke werden in Netztransformatoren verwendet, die mit bis zu 115,000 Volt betrieben werden. 

Nieder- und Mittelspannungssicherungen werden verwendet, um kleine elektrische Transformatorsysteme zu schützen. Dazu gehören unter anderem Systeme in Fernsehern, Kühlschränken und Computern. 

Unabhängig davon, ob es möglich ist, irgendwo im Stromkreis eine Sicherung zu installieren, ist es am besten, sie am Anfang des Systems zu installieren. Aus diesem Grund sehen Sie Sicherungen, die an Gerätesteckern oder an der Vorderseite des primären Anschlusspunkts eines Transformators angebracht sind.

Was sind Sicherungsblöcke?

Sicherungskästen sind Knotenpunkte in elektrischen Systemen, in denen mehrere Sicherungen untergebracht sind, die verschiedene Teile Ihres Hauses oder Büros schützen. Sie dienen als Standardform des Überspannungsschutzes, wenn eines Ihrer Geräte nicht mit einer internen Sicherung ausgestattet ist. 

Sie werden normalerweise Sicherungskästen sehen, die Schalttafeln oder Anschlusskästen genannt werden, aber sie erfüllen alle die gleiche Funktion. Sie enthalten sechs bis zwölf individuell ausgelegte Sicherungen. 

Obwohl die alten Haushaltssicherungskästen nur für 60 Ampere ausgelegt waren, sehen wir heute Sicherungskästen mit einer Gesamtnennleistung von 200 Ampere. Dies ist die Summe der Werte aller einzelnen Sicherungen im Kasten.

Nun werden Sicherungskästen oft mit Leistungsschalterkästen verwechselt.

Der Unterschied zwischen Sicherungen mit Leistungsschaltern

Leistungsschalter erfüllen die gleiche Funktion wie elektrische Sicherungen; Sie schützen Haushaltsgeräte vor Überspannungen, indem sie den Stromkreis blockieren. Wie die beiden Geräte dies tun, ist jedoch unterschiedlich.

Anstelle eines geschmolzenen oder extrudierten Streifens arbeiten Leistungsschalter mit internen Kontakten und externen Schaltern. Die internen Kontakte schließen normalerweise den Stromkreis, werden jedoch bei Überstrom verschoben. Die externe Steuerung des Leistungsschalters hilft dabei, die Kontakte und den Leistungsschalter in einen Schutzzustand zu versetzen. 

Daran können Sie erkennen, dass Sicherungen zwar immer ersetzt werden, wenn sie durchbrennen, Leistungsschalter jedoch immer wieder verwendet werden können. Sie müssen sie nur zurücksetzen. Die Leistungsschalterkästen enthalten dann viele dieser Schalter anstelle von Sicherungen. 

Wann die Sicherung ausgetauscht werden muss

Eine Sicherung kann ein Leben lang halten, wenn sie in empfohlenen Stromversorgungssystemen installiert ist und keine Stromstöße auftreten. Dies gilt auch, wenn es nicht in einer nassen oder feuchten Umgebung installiert wird, in der es anfällig für Korrosion ist.

Sicherungen sollten Sie jedoch immer nach 20-30 Jahren Gebrauch wechseln. Dies ist ihre normale Lebensdauer.

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Was ist eine elektrische Sicherung und wie funktioniert sie?

Abschluss

Die Verwendung von Geräten ohne elektrische Sicherung oder ein Haus ohne elektrischen Sicherungskasten ist ein Vorbote von Strom- und Brandkatastrophen. Stellen Sie immer sicher, dass in elektrischen Systemen oder Stromkreisen die richtige Sicherung installiert ist, und ersetzen Sie sie, wenn sie durchbrennt.

Häufig gestellte Fragen

Wozu dient eine Sicherung?

Eine Sicherung wird verwendet, um Stromkreise vor Stromstößen oder Erdschlüssen zu schützen. Es hat einen internen Metallstreifen, der bricht oder brennt, um den Strompfad zu unterbrechen und die Stromversorgung zu unterbrechen.

Reduziert die Sicherung den Strom?

Nur strombegrenzende Sicherungen reduzieren die Stromzufuhr, wenn im Stromkreis eine Überspannung auftritt. Andere reduzieren den Strom in den Schaltkreisen nicht, sondern verhindern ihn vollständig am Fließen.