E-T-A

Optimal abgesichert

9. April 2020, 9:15 Uhr | Inka Krischke

Ein zentrales Element der Planung bei 24-V(DC)-Stromkreisen ist die Absicherung der unterschiedlichsten Verbraucher gegen Überströme. Die Wahl der passenden Absicherung ist alles andere als trivial. Ein Überblick.

Verbraucher und Leitungen in 24-V(DC)-Stromkreisen müssen vor Beschädigung oder gar Zerstörung durch Überströme geschützt werden. Eine optimale Absicherung ermöglicht zudem die gezielte Abschaltung aus-schließlich von fehlerhaften Verbrauchern oder Lastpfaden. Durch diese Selektivität führt ein einzelner Fehler nicht zu einem ungewollten Ausfall der gesamten 24-V(DC)-Spannung und auch die Fehlersuche wird beschleunigt.
Bei näherer Betrachtung eines typischen 24-V(DC)-Stromkreises wird schnell klar, dass die Auswahl der passenden Absicherung nicht immer einfach ist, denn verschiedene Faktoren – angefangen bei der Spannungsquelle über die verwendeten Leitungen bis zu den unterschiedlichsten Verbrauchern, die abzusichern sind – wirken hier aufeinander ein. Zudem erschweren die Vielzahl verfügbarer Absicherungen und deren unterschiedliche Funktionsweisen die Auswahl.

Matchmaker+ Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Klassisch abgesichert

Um zu verstehen, woher die aktuellen Herausforderungen bei der Absicherung von 24-V(DC)-Verbrauchern kommen, ist ein kurzer Blick in die Vergangenheit des 24-V(DC)-Aufbaus nötig. Ursprünglich wurden 24-V(DC)-Steuerspannungen mit Hilfe von Transformatoren und Gleichrichterschaltungen generiert. Der Transformator wandelte die primärseitig angelegte Spannung, zum Beispiel 230 V(AC), in eine niedrigere AC-Spannung um; die Gleichrichterschaltung wandelte die niedrigere AC-Spannung anschließend zur DC-Spannung.

Die klassische Absicherung für einen solchen Aufbau ist ein Standard-Leitungsschutzschalter. Dessen thermisch-magnetische Funktionsweise ermöglicht es, zwei verschiedene Fehlerbilder gut absichern zu können. Bei geringen bis mittleren Überströmen spricht nach einigen Sekunden das Bimetall an und trennt den fehlerhaften Stromkreis. Zudem ermöglicht dieses thermische Auslöseprinzip das sichere Einschalten ohne frühzeitige Abschaltung von leistungsintensiven Verbrauchern, Verbrauchern mit hohen Einschaltstromspitzen (etwa DC-Motoren oder Ventile) und Verbrauchern mit hohem kapazitivem Anteil. Bei hohen Überströmen – wie etwa einem Kurzschluss – trennt die Magnetspule den Lastkreis innerhalb weniger Millisekunden. So waren Leitungsschutzschalter in Kombination mit Transformatoren lange die Standardabsicherung für 24-V(DC)-Lastkreise.
Der beschriebene Vorgang zur Erzeugung von 24 V(DC) hatte aber den Nachteil, dass Transformatoren relativ schwer und teuer waren und oftmals keinen guten Wirkungsgrad hatten.