Eine Netzeingangssicherung kann nicht allein nach dem Eingangsnennstrom oder der Geräteleistung ausgewählt werden. Beginnen Sie mit dem maximalen kontinuierlichen Eingangsstrom des Geräts bei der niedrigsten zulässigen Versorgungsspannung, bewerten Sie dann den Einschaltstrom, das Verhalten bei abnormaler Last, die Leiterkapazität, die Schmelzzeit-Strom-Kennlinie der Sicherung, die Nennspannung, das Ausschaltvermögen, die Umgebungstemperatur, die Nennleistung des Halters und die geltende Gerätenorm. Die ausgewählte Sicherung muss den Normalbetrieb ohne Fehlauslösung gewährleisten und gleichzeitig definierte Fehler sicher abschalten. Ein zugelassener oder anderweitig qualifizierter Planer muss das finale Schutzkonzept bestätigen.
Diese Anleitung bietet einen OEM-Auswahlprozess für einen abgesicherten AC-Gerätestecker. Sie schreibt keinen universellen Multiplikator oder einen Sicherungswert für eine bestimmte Maschine vor. Die Abbildungen der LEMA IPZ-Serie dienen nur als Produktreferenzen; der genaue Stecker, der Sicherungshalter und die Sicherung müssen als aufeinander abgestimmte Baugruppe überprüft werden.
Vor der Auswahl einer Sicherung erforderliche Eingaben
| Entwicklungseingabe | Warum es wichtig ist | Zu sammelnde Beweismittel |
|---|---|---|
| Versorgungsspannung und Frequenzbereich | Ändert den Betriebsstrom und muss innerhalb der Nennspannung der Sicherung bleiben | Geräteeingabespezifikation |
| Maximaler konstanter Eingangsstrom | Bestimmt die normale thermische Last | Worst-Case-Messung und -Berechnung |
| Einschaltstromverlauf | Kann trotz zulässigen Betriebsstroms eine flinke Sicherung auslösen | Spitzenstrom, Dauer, Wiederholung und Temperatur |
| Verfügbarer Fehlerstrom | Darf das Ausschaltvermögen der Sicherung nicht überschreiten | Installations- oder Versorgungssystemstudie |
| Interne Leiter- und Komponentenbegrenzungen | Die Sicherung muss die vorgesehenen Schwachstellen schützen | Draht-, Leiterplatten-, Schalter-, Filter- und Lastwerte |
| Umgebungstemperatur und Gehäusetemperatur | Änderungen der Sicherungsstromstärke und der Haltererwärmung | Thermischer Worst-Case-Test |
| Anwendbare Norm und Zulassung | Definiert Konstruktion, Abstände, Prüfung und Kennzeichnung beim Austausch | Compliance-Plan und Aufzeichnungen über zertifizierte Komponenten |
Wenn einer dieser Eingänge unbekannt ist, besteht die richtige Maßnahme darin, ihn zu messen oder zu ermitteln, anstatt die Nennleistung der Sicherung zu erhöhen, bis das lästige Auslösen aufhört. Eine zu große Sicherung kann dazu führen, dass Kabel, Gerätestecker, Schalter, Filter oder interne Verdrahtung unzureichend geschützt sind.
Berechnen Sie den Betriebsstrom nur als Startschätzung
Für einen einfachen Einphaseneingang ist der Scheinrom nicht immer gleich der Wirkleistung geteilt durch die Spannung, da Wirkungsgrad und Leistungsfaktor eine Rolle spielen. Eine vorläufige Schätzung kann Folgendes verwenden:
Eingangsstrom ≈ Ausgangsleistung ÷ (Eingangsspannung × Wirkungsgrad × Leistungsfaktor)
Verwenden Sie die niedrigste zulässige Eingangsspannung sowie den glaubwürdigen Worst-Case-Wirkungsgrad und Leistungsfaktor. Bei Heizungen oder anderen nahezu ohmschen Lasten ist der Zusammenhang möglicherweise einfacher, aber Toleranzen und Einschaltdauer spielen dennoch eine Rolle. Messen Sie bei Schaltnetzteilen, Motoren, Transformatoren und kapazitiven Eingängen die tatsächliche Wellenform unter Worst-Case-Betriebsbedingungen.
Diese Schätzung ergibt nicht direkt den Nennstrom der Sicherung. Sie hilft nur dabei, den Dauerstrom zu definieren, den die Schutzeinrichtung führen muss. Die Zeit-Strom-Kennlinie und die thermischen Bedingungen bestimmen, ob eine in Betracht gezogene Sicherung den Normalbetrieb übersteht.
Berücksichtigen Sie Einschaltströme und repetitive Impulse
Transformatoren, Motoren, Blindleistungskompensationsstufen und Ladekondensatoren können beim Einschalten einen kurzen Stromstoß verursachen. Der Spitzenwert kann in Abhängigkeit von Netzphase, Restmagnetismus, Zustand der Kondensatoren, Temperatur und Quellimpedanz variieren. Zeichnen Sie sowohl die Amplitude als auch die Dauer über wiederholte Starts auf. Eine einzige Oszilloskop-Aufzeichnung bei Raumtemperatur reicht für ein Seriendesign nicht aus.
Vergleichen Sie den gemessenen Impuls mit den Zeit-Strom- und Impuls-Stehwertangaben des Herstellers. Die Littelfuse Fuseology-Auswahlleitfaden Es wird erklärt, warum Spannung, Umgebungstemperatur, Einschaltstrom, Stoßstrom und das Zeit-Strom-Verhalten in den Auswahlprozess gehören. Es handelt sich hierbei um eine Referenz des Sicherungsherstellers, nicht um den Nachweis, dass eine bestimmte Sicherung für den LEMA-Gerätestecker oder das fertige Gerät geeignet ist.
Schnellwirkend versus träge
Eine flinke Sicherung reagiert schneller auf Überströme in ihrem ausgelegten Bereich und eignet sich möglicherweise für Schaltungen mit geringem Einschaltstromstoß. Eine träge Sicherung kann definierte temporäre Einschaltströme tolerieren, während sie bei anhaltendem Überstrom dennoch auslöst. “Träge” bedeutet nicht, dass die Sicherung überdimensioniert werden darf, und “flink” bedeutet nicht, dass sie jeden Halbleiter schützt. Vergleichen Sie Kennlinien, Schmelzenergie und die Belastungsgrenzen der geschützten Komponente.
Ersetzen Sie eine Sicherung nicht einfach deshalb durch eine andere mit einer anderen Charakteristik, weil der Amperewert übereinstimmt. In den Anweisungen zum Austausch sollten die erforderliche Sicherungsfamilie, Stromstärke, Spannung, Geschwindigkeit oder Charakteristik, Größe und alle für die Konstruktion des Geräts erforderlichen Zulassungsinformationen angegeben werden.
Nennspannung und AC/DC-Eignung
Die Nennspannung der Sicherung muss für die zugelassene Anwendung mindestens der maximalen Schaltungsspannung entsprechen. Die Nennspannung bezieht sich auf das Vermögen der Sicherung, den Lichtbogen nach dem Schmelzen des Leiters zu unterbrechen und einzudämmen. Eine Sicherung, die bei niedriger Spannung auslöst, ist bei einer höheren Wechselspannung nicht automatisch sicher. Die Bedingungen für die Unterbrechung von Wechsel- und Gleichstrom unterscheiden sich, verwenden Sie daher die im Datenblatt angegebene Anwendung.
Der Sicherungshalter und der integrierte Gerätestecker müssen ebenfalls für Spannung, Stromstärke, Sicherungsgröße, Verschmutzungsgrad und Temperatur ausgelegt sein. Überprüfen Sie Kriechstrecken, Luftstrecken, die Anschlussisolation und zugängliche Austauschvorrichtungen als Teil der Bewertung des Endgeräts.
Ausschaltvermögen ist keine Option
Ausschaltvermögen, auch als Bemessungs-Ausschaltvermögen bezeichnet, ist der maximale prospektive Fehlerstrom, den die Sicherung unter festgelegten Bedingungen ausschalten kann. Eine kleine Glasesicherung und eine Keramiksicherung mit hohem Ausschaltvermögen können dieselbe Stromkennzeichnung aufweisen, während sie ein sehr unterschiedliches Fehlerabschaltvermögen besitzen. Ermitteln Sie den verfügbaren Kurzschlussstrom am vorgesehenen Einbauort und wählen Sie die Schutzeinrichtung und den Halter entsprechend aus.
Wenn der verfügbare Fehlerstrom nicht bekannt ist, ermitteln Sie ihn aus dem Systementwurf der Anlage oder einer anwendbaren Installationsstudie. Leiten Sie ihn nicht aus dem normalen Strom des Geräts ab. Die Stromversorgung kann während eines Kurzschlusses einen weitaus höheren Strom liefern, als die Last im Normalbetrieb verbraucht.
Stimmen Sie die Sicherung mit dem Eingang und den Leitungen ab
Die Sicherung muss gemäß der geltenden Architektur und Norm des Geräts in den dafür vorgesehenen ungeerdeten Außenleiter eingesetzt werden. Der Schutzleiter darf nicht abgesichert werden. In Systemen, bei denen die Steuerausrichtung Außenleiter und Neutralleiter vertauschen kann, erfordert das Konformitätsdesign möglicherweise zusätzliche Maßnahmen; die endgültige Anordnung hängt von Markt, Gerätestecker, Kabelsatz und Gerätenorm ab.
Überprüfen Sie die Nennwerte der Einlassschaufeln, des Schalters, des Filters, der Sicherungsklammern, der Flachsteckverbinder, der internen Verdrahtung, der Leiterbahnen und der Last. Der niedrigste verifizierte Grenzwert kann das Design bestimmen. Eine Kennzeichnung von 10 A oder 15 A an einem Gerätestecker ist ein Komponentenmaximum unter angegebenen Bedingungen und keine Empfehlung, eine Sicherung dieses Wertes zu installieren.
Verwenden Sie die geltenden Normen für Sicherungen und Geräte.
Die IEC 60127-Normenreihe umfasst Gerätesicherungen, wobei spezifische Teile Definitionen, allgemeine Anforderungen sowie bestimmte Schmelzeinsatz- oder Haltertypen behandeln. Beginnen Sie mit der geltenden aktuellen Publikation im IEC 60127 Katalog und die fertige Gerätenorm. Eine Geräteschutzsicherungsnorm ersetzt nicht die vollständige Produktprüfung.
Wenn eine Zertifizierung oder Zulassung erforderlich ist, ist zu überprüfen, ob Sicherung, Halter und Gerätestecker für die beabsichtigte Kombination und die Akzeptanzbedingungen anerkannt sind. Behaupten Sie nicht, dass eine Produktfamilie eine Norm erfüllt, es sei denn, der genaue Bestellcode und das aktuelle Zertifikat stützen diese Aussage.
Prototyp und Validierungsverfahren
- Messen Sie den maximalen stationären Eingangsstrom bei minimaler Versorgungsspannung und ungünstigster normaler Last.
- Erfassen des Anlaufstroms bei wiederholten Kalt- und Warmstarts.
- Wählen Sie Kandidatensicherungen anhand verifizierter Kennlinien und Anwendungsdaten aus.
- Bestätigen Sie Nennspannung, AC/DC-Verwendung, Ausschaltvermögen, Größe und Halterkompatibilität.
- Führen Sie Tests für die ungünstigsten Umgebungs- und Gehäusetemperaturen durch.
- Teste wiederholte Starts, Unterspannungserholung und schnelles Ein- und Ausschalten, wo zutreffend.
- Bewerten Sie definierte anomale Bedingungen anhand des genehmigten Sicherheitsprüfplans.
- Überprüfen Sie Halter- und Klemmentemperatur, Verfärbung, Kontakthalterung und Abstände.
- Tragen Sie die zugelassene Sicherungs- und Austauschkennzeichnung in die Stückliste und die Serviceinformationen ein.
Erstellen Sie keinen Kurzschlusstest ohne geeignete Ausrüstung, Abschirmung und qualifiziertes Personal. Netzfehlerenergie kann Lichtbögen, Brände, Stromschläge oder Bauteilberstungen verursachen.
Häufige Fehler bei der Dimensionierung
- Die Auswahl der Sicherung nur nach der Geräteleistung.
- Verwendung des maximalen Eingangsstroms als Sicherungswert.
- Anwendung eines festen prozentualen Multiplikators ohne Überprüfung des Zeit-Strom-Verhaltens.
- Unter Vernachlässigung des Anlaufstroms, der Umgebungstemperatur oder wiederholter Impulse.
- Verwendung einer Sicherung mit geringem Ausschaltvermögen bei einem höheren zu erwartenden Fehlerstrom.
- Das Ersetzen einer trägen Sicherung durch eine flinke Sicherung mit demselben Nennstrom.
- Erhöhung des Sicherungswerts, um einen ungelösten Gerätefehler zu verdecken.
- Unterlassen der Angabe der Ersatzsicherungskennlinie in den Serviceinformationen.
Anfrage-Checkliste für eine abgesicherte Gerätesteckdose
Geben Sie den Gerätestecker-Typ, den Versorgungsspannungsbereich, die Frequenz, den maximalen Betriebsstrom, die Einschaltstromdaten, die erforderliche Sicherungsgröße und -charakteristik, die Halterungsanordnung, die Schalter- und Filteranforderungen, den Anschlusstyp, den Plattenausschnitt, die Montageart, die Umgebungsbedingungen, die Zielmärkte und die Compliance-Anforderungen an. Bitte fordern Sie die genaue Zeichnung und den Zertifizierungsnachweis an, die mit dem Bestellcode verknüpft sind.
Überprüfen Sie die Referenz für die Wechselstrom-Steckdosen der LEMA IPZ-Serie und das Breitere Steckdosen-Serie. Für die Terminal-Integration siehe die Verdrahtungsanleitung für C14-Gerätestecker mit Sicherung und Schalter; für die Steckerauswahl, vergleichen Sie die IEC-C13- und C14-Leitfaden.
FAQ
Sollte der Nennwert der Sicherung dem normalen Betriebsstrom des Geräts entsprechen?
Nicht unbedingt. Der Kandidat muss unter den ungünstigsten thermischen Bedingungen den normalen Strom führen und den zulässigen Einschaltstrom überstehen, während er gleichzeitig die vorgesehenen Leiter und Komponenten schützt. Nutzen Sie die Schmelzkennlinien und Validierungstests.
Kann ich eine Sicherung entsprechend der 10-A-Bemessung des Eingangs wählen?
Nein. Die Eingangskennzeichnung ist eine Bauteilgrenze unter den angegebenen Bedingungen. Die Geräteslast, die Verkabelung, der Fehlerstrom, die Schmelzsicherungskennlinie und die Normen bestimmen die erforderliche Schutzeinrichtung.
Warum löst eine korrekt dimensionierte Sicherung beim Einschalten aus?
Der Anlaufstrom kann das Zeit-Strom- oder Pulsfestigkeitsvermögen der Sicherung überschreiten, oder das Gerät kann einen anormalen Einschaltstrom aufweisen. Messen Sie die Wellenform und untersuchen Sie die Ursache, bevor Sie die Sicherung austauschen.
Löst eine höhere Nennspannung eine Schmelzsicherung später aus?
Nein. Die Nennspannung bezieht sich in erster Linie auf die sichere Unterbrechung nach dem Öffnen des Elements. Die Auslösezeit hängt vom Strom, der Zeit-Strom-Kennlinie, der Temperatur und der Bauart ab.
Video: Wie eine Sicherung einen Stromkreis schützt
The Engineering Mindset bietet eine neutrale, visuelle Erklärung der Funktionsweise von Sicherungen. Es erklärt das grundlegende Schutzprinzip, wählt jedoch keine Sicherung für einen spezifischen Wechselspannungseingang oder ein Gerätedesign aus.
