White Paper Auswahl Sicherung www.schurter.com/downloads Finden Sie die passende Sicherung Auswahlkriterien zum richtigen Sichern Dem berstromschutz in Schaltkreisen wird oft zu wenig Beachtung geschenkt. Eine un- gengend durchdachte Auswahl der Sicherungen kann zu Ausfllen von Gerten und Anla- gen fhren, was hohe Ersatzkosten und unzufriedene Kunden verursacht. Dieser Facharti- kel zeigt die richtigen Auswahlkriterien fr Sicherungen und Sicherungshalter auf und soll helfen, die wichtigsten Aspekte zu bercksichtigen. Punkt 1: erklrt den Normalbetrieb nach dem Einschalten. Dieser Punkt sollte in jedem Fall beachtet werden. Punkt 2: ist nur bei kapazitiven Lasten notwen- dig, wenn beim Einschalten zum Laden der Kondensatoren Einschaltstromspitzen entste- hen, welche den Nennstromwert der Sicherung um ein Vielfaches bersteigen. Punkt 3: zeigt wichtige Fakten ber Siche- rungshalter auf und erklrt, wie Sicherung und Sicherungshalter in Kombination richtig ausge- whlt werden. 40% 30% 20% 10% 0 -10% -20% -30% -40% -40C -20C 0C 20C 40C 60C 80C 100C Umgebungstemperatur Ta C Abbildung 1: Deratingkurve der trgen SMD-Sicherung UMT 250. Punkt 1: Normalbetrieb nach dem Einschalten Eine Sicherung ist in der Regel einem maximalen Betriebsstrom und einer maximalen Betriebs- temperatur ausgesetzt. Ein Derating des Nennstromes ist daher meist notwendig, da Die Aufgabe einer Sicherung ist es, einen un- unterbricht. Bei moderaten berstrmen bis eine Sicherung selten bei 23 C betrieben wird. kontrollierten Fehlerstrom oder berstrom si- zum 2- oder 3-fachen des Nennstromwertes Als Beispiel dient eine trge SMD-Sicherung cher zu unterbrechen, bevor grsserer Scha- sind Schmelzsicherungen ungenau und daher wie die UMT 250 von SCHURTER, die bei 60 C den, wie zum Beispiel eine berhitzung im als Schutzelement weniger geeignet. Andere betrieben wird. Diese muss gemss Abbildung Gert entstehen kann. Die Schmelzsicherung Massnahmen wie elektronischer Schutz, ther- 1 um 17 % derated werden. Das heisst, wenn eignet sich dabei besonders gut fr den Kurz- mische Schutzelemente oder zustzliche Si- der Betriebsstrom 1 A 60 C betrgt, dann schlussschutz, wo sie sicher und zuverlssig cherungen sind dann notwendig. ist eine Sicherung mit einem gerundeten Siche- Gertesicherungen 01 Nennstromderating in %White Paper Auswahl Sicherung www.schurter.com/downloads Schmelzzeiten rungswert von 1.25 A (1 A / 0.83) notwendig. Punkt 2: Einschaltstromspitzen Sicherungen knnen nach IEC 60127 oder Einschaltstromspitzen (Abbildung 3) entstehen Nennstrom In 1.0 x In min. 2.0 x In max. nach UL 248-14 dimensioniert sein. Dabei durch Kapazitten, die beim Einschalten zuerst sollte folgender Unterschied bezglich Nenn- aufgeladen werden mssen. Diese Pulse knnen 0.375 A - 5 A 4 h 60 s stromauslegung beachtet werden: ein Vielfaches des Nennstromes betragen, sind Sicherungen gemss IEC 60127 drfen bei jedoch meist von sehr kurzer Dauer. 100 %, gemss UL 248-14 hingegen nur Tabelle 1: Schmelzzeittabelle einer Siche- bei 75 % des Nennstromwertes dauerhaft rung mit UL-248-14-Charakteristik. betrieben werden. Typisch fr eine Sicherung Einschalt- strom mit UL-248-14-Charakteristik sind die minde- 2 13A stens 4 Stunden Betriebszeit bei Nennstrom Energiewert I t, siehe Punkt 2), der fr trge (Tabelle 1). Sicherungen erforderlich ist. Weiter ist zu be- achten, dass Sicherungen durch den Strom I RMS Die Eigenerwrmung von trgen Sicherungen aufgeheizt werden (Abbildung 2), bis bei ei- ist geringer als bei flinken. Dies ist am typischen ner bestimmten Temperatur der Schmelzleiter Spannungsfallwert zu erkennen. So verfgt durchschmilzt und den Schaltkreis unterbricht. beispielsweise. eine 2 A 5x20 mm Glassiche- Jegliche Massnahmen zur Abkhlung wie Lf- 5.4 A rung ber einen typischen Spannungsfall von tung, Khlkrper, grssere Ltflchen oder 2 I t 60 mV in der trgen und von 90 mV in der Wrmeakkumulationen ndern die Zeit-/Strom- 2.6 A flinken Ausfhrung. Dieser Unterschied erklrt Charakteristik der Sicherungen und sollten da- 1.6 A Betriebsstrom 1 A 1 A sich durch den dickeren Schmelzleiter (hherer her vermieden werden. Zeit 0.006 s 0.012 s 0.018 s 0.024 s 0.03 s 1 2 3 4 5 Abbildung 3: Typische Einschaltkurve bei getakteten Netzgerten, wenn Kon- densatoren geladen werden mssen. Die Flche unterhalb der Kurve nennt man 2 2 Schmelzintegral oder I t-Wert. Der I t-Wert definiert die Energiemenge, die ntig ist, einen Draht oder Schmelzleiter zum Durchschmelzen zu bringen. In der Regel handelt es sich um eine Exponentialkurve mit einem Stromspitzen- wert Ip und einem Zeitwert , bei dem der Strom 37 % des Stromspitzenwerts erreicht hat. Am Beispiel einer trgen SMD-Sicherung wie die UMT 250 von SCHURTER, 1 A mit einer Ein- schaltstromspitze von Ip = 13 A und einem 2 = 6 ms lsst sich der I t-Wert mit folgender For- mel berechnen: 2 2 I tAnwendung =0.5*Ip * 2 2 2 I tAnwendung =0.5*(13 A) *6 ms=0.507 A s Zustzlich muss die Anzahl der Pulse ber die Lebensdauer des Gertes einbezogen werden, weil die Sicherung dadurch vorzeitig altert. Fr trge Sicherungen gilt bei 10 000 Einschaltpul- sen ein Faktor von 0.29 (siehe Tabelle 2). 2 2 I tmin Sicherung T =I tAnwendung/F 2 2 2 I tmin Sicherung T =0.507 A s/0.29=1.748 A s Der Hersteller gibt im Katalog fr jeden Typ Abbildung 2: Sicherungen, die im Halter und Nennstrom Schmelzintegralwerte an, wie montiert sind, knnen sich gegenseitig bezglich im Beispiel der trgen IEC-SMD-Sicherung der Temperatur beeinflussen. UMT 250 (Tabelle 3). Der 1-A-Nennstrom be- Gertesicherungen 02