Leitungsschutzschalter, kurz LS-Schalter (umgangssprachlich auch einfach Sicherung oder Automat genannt) oder neuerdings auch MCB (vom englischen Miniature Circuit Breaker), schützen vor Überlast und Kurzschluss. Der LS-Schalter sorgt dafür, wenn eine Leitung sich durch Überlastung erwärmt, der betroffene Stromkreis unterbrochen wird. So werden Beschädigungen der Leitung oder sogar Schwelbrände unterbunden.
Darüber hinaus löst der Schalter auch aus, wenn im Stromkreis ein Kurzschluss besteht. Die Unterbrechung des Stromkreises verhindert, dass Personen mit der schadhaften Leitung oder dem schadhaften elektrischen Gerät in Berührung kommen. So werden tödliche oder gesundheitsgefährdende Stromschläge unterbunden. Es verhindert aber auch, dass durch den Kurzschluss weitreichende Schäden an Gegenständen oder Gebäuden entstehen.
Die Funktion des Leitungsschutzschalters
Normalerweise haben funktionierende elektrische Geräte einen gleichstarken Stromfluss. Hat der Verbraucher oder eine Leitung aber einen Isolationsfehler (ein kaputtes Kabel) und es kommt zu einem Kurzschluss, entstehen sehr hohe Fehlerströme. Im Extremfall können vom Kurzschluss betroffene Drähte schlagartig verdampfen und einen Lichtbogen auslösen. Tritt ein Lichtbogen auf, kommt es durch Strahlungshitze und Metallspritzer zu weiteren Gefährdungen.
Im Kurzschlussfall sorgt ein elektromagnetischer Schnellauslöser im LS-Schalter in Millisekunden für eine Unterbrechung des Stromkreises. Dabei baut sich durch den extrem hohen Kurzschlussstrom ein Magnetfeld in der Spule auf, wodurch ein Schlagbolzen nach unten gedrückt wird, der den Abschaltmechanismus des Leitungsschutzschalters auslöst.
Der Strom der in einen Verbraucher (Lampe, Staubsauger, Toaster, etc.) hineinfließt, fließt auch wieder hinaus. Werden jedoch zu viele Verbraucher an einen Stromkreis angeschlossen, entstehen unzulässig hohe Ströme. Sind die Leitungen nicht für eine dauerhafte Belastung durch hohe Ströme ausgelegt, kommt es zu einer Überlastung. Dabei erwärmt sich die Leitung. Im Extremfall wird die Leitung so heiß, dass die Isolation der Leitung schmilzt und es zu einem Kabelbrand oder einem Kurzschluss kommt.
Ein thermischer Auslöser im Leitungsschutzschalter sorgt bei Überlastung für die Trennung vom Stromkreis. Dazu dient ein Bimetall. Es ist mit dem LS-Schalter in den Stromkreis eingebaut. Fließt zu viel Strom durch den Stromkreis, erwärmt sich dieses Bimetall, verbiegt sich und löst dadurch den Schaltmechanismus des LS-Schalters aus.
Ob magnetischer oder thermischer Auslöser – der LS-Schalter besitzt einen „Wiedereinschaltschutz“. Ob bei Kurzschluss oder bei Überlastung, solange das Problem nicht gelöst wurde, kann der Leitungsschutzschalter nicht wieder eingeschaltet werden. Der Kurzschluss muss behoben und die Leitung wieder auf ein Normalmaß abgekühlt sein, bevor der LS-Schalter wieder eingeschaltet werden kann.
Leitungsschutzschalter sind laut DIN-Norm VDE 0100-430 „Schutz von Kabel und Leitungen bei Überstrom“ zum Schutz bei Überlast und bei Kurzschluss von Leitungen vorzusehen. Wichtig ist, dass der Leitungsquerschnitt auf den LS-Schalter abgestimmt ist.
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Die gängigsten LS-Typen
Je nach angeschlossenen Verbrauchern können im Stromkreis kurzfristig unterschiedliche Ströme und somit Belastungen der Leitungen auftreten. Um diese verschiedenen Stromspitzen erfassen zu können, gibt es LS-Schalter mit unterschiedlichen Auslösecharakteristiken.
Typ B: Leitungsschutzschalter mit der Auslösecharakteristik B werden am häufigsten verwendet. Sie dienen dem üblichen Leitungsschutz für Gleich- und Wechselstrom. Der thermische Schalter löst bei einem Überstrom von 1,13 bis 1,45-fachem Nennstrom innerhalb von 1 Stunde aus. Der magnetische Schalter löst bei Kurzschluss bei einem Überstrom von 3- bis 5-fachem Nennstrom (Gleichstrom 4,5- bis 7,5-fachem Nennstrom) innerhalb von Millisekunden ab.
Typ C: Leitungsschutzschalter mit der Auslösecharakteristik C werden beim Betrieb von Trennschleifern oder Tischkreissägen eingesetzt, wenn im Stromkreis höhere Anlaufströme zu erwarten sind. Während der thermische Schalter gleich dem des Typ B ist, löst der magnetische Schalter erst bei 5- bis 10-fachem Nennstrom (Gleichstrom 7,5- bis 15-fachem Nennstrom) aus.
Typ D: Leitungsschutzschalter mit der Auslösecharakteristik D werden für sehr hohe Anlaufströme, wie sie bei großen Motoren oder großen Geräten auftreten, genutzt. Der thermische Schutz ist gleich dem des Typ B. Der magnetische Schalter löst jedoch erst bei einem Überstrom von 10 bis 20-fachem Nennstrom (Gleichstrom 15- bis 30-fachem Nennstrom) aus.
Typ K: Leitungsschutzschalter mit der Auslösecharakteristik K werden für hohe Einschaltströme benötigt, wie sie bei der Verwendung von elektrischen Geräten und Bauteilen entstehen, die beim Einschalten für die Dauer von Sekunden einen sehr hohen Strom ziehen. Der thermische Schalter ist mit einem Ansprechbereich von 1,05- bis 1,2-fachem Nennstrom etwas sensibler als Typ B. Der magnetische Schalter schaltet bei 8-fachem bis 14-fachem Nennstrom (Gleichstrom 12- bis 21-fachem Nennstrom) ab.
Typ Z: Leitungsschutzschalter mit der Auslösecharakteristik Z werden zum Schutz von Halbleitern und Messkreisen verwendet. Der thermische Schalter löst bei einem Überstrom von 1,05- bis 1,2-fachem Nennstrom nach 2 Stunden oder bei einem Überstrom von 1,05- bis 1,3-fachem Nennstrom nach 1 Stunde aus. Der magnetische Schalter schaltet bei 2-fachem bis 3-fachem Nennstrom (Gleichstrom 3- bis 4,5-fachem Nennstrom) ab.
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Angaben auf Leitungsschutzschaltern
Leitungsschutzschalter gibt es mit verschiedenen Bemessungsstromstärken und den beschriebenen Auslösecharakteristiken. Beide Angaben findet man in der Regel auf der Vorderseite eines LS-Schalters. Die Auslösecharakteristik wird durch die eben erwähnten Buchstaben gekennzeichnet. Dahinter findet sich eine Ziffer, die den Bemessungsstrom in Ampere angibt. Dieser Bemessungsstrom muss an den verwendeten Leiterquerschnitt angepasst sein. Die DIN VDE 0298-4 „Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen für feste Verlegung in Gebäuden“ legt in den Tabellen 9.1, 9.2 und 9.3 entsprechende Leitungsquerschnitte und Stromstärken fest.
Installation eines LS-Schalters
Die Installation von Leitungsschutzschaltern ist im Prinzip relativ einfach und wird im Stromverteilerkasten vorgenommen. Das Bauteil gibt es im Handel, je nach Ausführung und Typ, zwischen 6 und 35 Euro. Für LS-Schalter sollte im Stromverteilerkasten ein Platz nach dem Zähler und dem Fehlerstromschutzschalter gefunden werden. Um den Bereich hinter dem FI-Schutzschalter spannungsfrei zu bekommen, reicht es in der Regel, den Fehlerstromschutzschalter mit der Prüftaste auszulösen oder einfach abzuschalten. Da jedoch Eingriffe in die Elektroinstallation für Laien untersagt ist, darf dies nur eine lizensierte Elektrofachkraft tun.
Handelt es sich beim Stromverteilerkasten um eine Unterverteilung, werden die LS-Schalter für die entsprechende Wohneinheit dort installiert. Um die Unterverteilung spannungsfrei zu bekommen, werden im Hauptstromverteiler die entsprechenden Leitungsschutzschalter für die Unterverteilung ausgeschaltet, beziehungsweise Schraubsicherungen herausgedreht. In beiden Fällen sind die Sicherungen gegen Wiedereinschalten abzusichern.
Zuerst wird der LS-Schalter im Verteilerkasten befestigt. Dies geschieht in der Regel durch einfaches Aufklemmen auf eine Metallschiene.
Im nächsten Schritt wird mit einer Spitzzange die Zuleitung, also ein stromführendes Kabel (L1, L2 oder L3), abgehend vom Fehlerstrom-Schutzschalter, unter die untere Anschlussklemme des LS-Schalters geführt und festgeschraubt. Um zu sehen, ob die Leitung auch festsitzt, wird mit der Spitzzange einmal kurz und ruckartig am Kabel gezogen.
Danach wird die Zuleitung des abzusichernden Stromkreises mit der Spitzzange unter die obere Klemme des LS-Schalter geführt, festgezogen und ebenfalls geprüft, ob diese fest sitzt.
Bei der Installation weiterer LS-Schalter wird, wie oben beschrieben, verfahren. Dabei sollte man beachten, dass man die einzelnen Phasen L1, L2 und L3 gleichmäßig auf die Stromkreise verteilt, um sie gleichmäßig zu belasten.
Herausgedrehte oder abgeschaltete Sicherungen werden wiedereingesetzt beziehungsweise eingeschaltet. Bevor der LS-Schalter in Betrieb genommen wird, sollte mit dem Duspol an den Klemmen des LS-Schalters festgestellt werden, ob die entsprechende Spannung anliegt.
Ist dies der Fall, wird der LS-Schalter in Betrieb genommen.
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