Leitungsschutzschalter einfach erklärt

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Worum geht es?

Der Leitungsschutzschalter (LS-Schalter, oft „Sicherungsautomat“ genannt) schützt Leitungen vor zu viel Strom, genau wie die Schmelzsicherung. Der Unterschied: Nach dem Auslösen schaltest du ihn einfach wieder ein. Nichts muss getauscht werden.

Innen hat er zwei Wächter. Der thermische merkt, wenn längere Zeit etwas zu viel Strom fließt (Überlast). Der magnetische merkt sofort, wenn plötzlich riesig viel Strom fließt (Kurzschluss). Im Schaltplan heißt er F oder Q, je nach Vorgabe der Firma.

Zwei Auslöser in einem Gerät (schematisch): Gezeichnet im eingeschalteten Zustand. Bei Überlast erwärmt sich das Bimetall, biegt sich und löst nach einer Weile über das Schaltschloss aus. Bei Kurzschluss zieht die Spule des magnetischen Auslösers in Millisekunden einen Anker an und reißt den Kontakt auf. Der Lichtbogen wird in die Löschkammer gelenkt und dort gelöscht.

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Die Charakteristiken B, C und D

Die Aufschrift, zum Beispiel B16, nennt Auslösecharakteristik und Bemessungsstrom. Die Charakteristik legt fest, ab welchem Vielfachen des Bemessungsstroms der magnetische Auslöser sofort abschaltet:

Charakteristik	magnetische Auslösung	Einsatz
B	3- bis 5-facher Bemessungsstrom	Steckdosen und Licht in Wohnungen
C	5- bis 10-facher Bemessungsstrom	Geräte mit Einschaltstrom: Motoren, Trafos, LED-Gruppen
D	10- bis 20-facher Bemessungsstrom	sehr hohe Einschaltströme, große Trafos und Motoren

Wann der Kurzschlussauslöser anspricht: Ein B16 löst magnetisch sicher erst ab dem 5-fachen Bemessungsstrom aus, also ab 80 A. Ein C16 braucht bis zu 160 A, ein D16 bis zu 320 A. Darunter arbeitet nur der langsamere thermische Auslöser.

Der thermische Auslöser verhält sich bei allen Charakteristiken gleich: Beim 1,13-fachen Bemessungsstrom darf er innerhalb einer Stunde nicht auslösen, beim 1,45-fachen muss er innerhalb einer Stunde auslösen. Kurze Überlasten, wie beim Einschalten eines Staubsaugers, verträgt er also.

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Was sonst noch draufsteht

Dreipoliger Leitungsschutzschalter mit der Aufschrift B16, einem durchgehenden Schaltknebel und den Angaben 6000 und 3 — **Dreipoliger LS-Schalter B16:** „B16“ heißt Charakteristik B, Bemessungsstrom 16 A. Die Zahl im Rechteck, „6000“, ist das Bemessungsschaltvermögen von 6.000 A, die „3“ darunter die Energiebegrenzungsklasse. Der durchgehende Knebel schaltet alle drei Außenleiter gemeinsam.

Bemessungsschaltvermögen, zum Beispiel 6.000 A (6 kA): Bis zu diesem Kurzschlussstrom schaltet der LS-Schalter sicher ab. Er muss mindestens so groß sein wie der höchste mögliche Kurzschlussstrom an der Einbaustelle.
Energiebegrenzungsklasse 3: Der Schalter begrenzt die Durchlassenergie bei einem Kurzschluss stark. Das schont Leitungen und vorgeschaltete Schutzeinrichtungen.
Polzahl: einpolig für einen Außenleiter, dreipolig für Drehstrom, auch als 1+N mit geschaltetem Neutralleiter.

Die Leitung bestimmt den LS-Schalter

Der Bemessungsstrom richtet sich nach der Leitung: Er darf nicht größer sein als der Strom, den die Leitung bei ihrer Verlegeart dauerhaft führen darf. Ein Verbraucher mit großem Strombedarf braucht deshalb eine stärkere Leitung, nicht nur einen größeren Automaten.

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Schnell genug abschalten

Bei einem Körperschluss im TN-System muss der LS-Schalter so schnell abschalten, dass keine gefährliche Berührungsspannung bestehen bleibt. Für Endstromkreise bis 32 A sind das 0,4 s. Das klappt nur, wenn der Fehlerstrom groß genug ist, um den magnetischen Auslöser anzusprechen. Dafür darf die Schleifenimpedanz Z_s des Stromkreises nicht zu groß sein:

Abschaltbedingung (vereinfacht)

Z_s≤U₀I_a

U₀ = 230 V · I_a = Strom, bei dem sicher magnetisch ausgelöst wird

Die Schleifenimpedanz wird bei der Erstprüfung gemessen (siehe Messungen und Prüfungen).

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Rechenbeispiele

01 Höchstzulässige Schleifenimpedanz

Wie groß darf die Schleifenimpedanz bei einem B16 und bei einem C16 höchstens sein?

B16: I_a = 5 · 16 A = 80 A, also Z_s ≤ 230 V80 A ≈ 2,88 Ω
C16: Z_s ≤ 230 V160 A ≈ 1,44 Ω
Ergebnis: B16: 2,88 Ω, C16: 1,44 Ω

Folge: Ein C-Automat braucht bei langen Leitungen einen größeren Querschnitt, damit er noch rechtzeitig auslöst. In der Praxis rechnet man außerdem mit Reserven, weil sich der Leitungswiderstand bei Erwärmung erhöht.

02 Einschaltstrom und Charakteristik

Ein Gerät mit 10 A Nennstrom zieht beim Einschalten kurz den 6-fachen Strom. Löst ein B10 aus?

Einschaltstrom: 6 · 10 A = 60 A
B10 löst magnetisch zwischen 30 A und 50 A aus.
Ergebnis: B10 löst aus, C10 (50 bis 100 A) eher nicht

Aber: Mit C steigt die Anforderung an die Schleifenimpedanz, siehe Beispiel 1. Beides muss passen.

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Typische Fehler

LS-Schalter nach dem Verbraucher statt nach der Leitung gewählt: Ein 20-A-Automat auf einer 1,5-mm²-Leitung schützt die Leitung nicht.
C statt B ohne Prüfung eingebaut: Der C-Automat löst später magnetisch aus, die Abschaltbedingung kann dann verfehlt werden.
Schaltvermögen zu klein: In der Nähe großer Trafos sind Kurzschlussströme über 6 kA möglich. Dort reichen einfache LS-Schalter nicht.
Automaten immer wieder eingeschaltet: Löst ein LS-Schalter wiederholt aus, liegt ein Fehler oder eine Überlast vor. Erst die Ursache suchen.

Merke

Der LS-Schalter schützt Leitungen: thermisch bei Überlast, magnetisch bei Kurzschluss. B löst magnetisch ab 3 bis 5 · I_N aus, C ab 5 bis 10 · I_N, D ab 10 bis 20 · I_N. Der Bemessungsstrom richtet sich nach der Leitung. Für die Abschaltbedingung gilt Z_s ≤ U₀I_a.

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Quiz: Teste dich

Zehn Fragen zum Thema Leitungsschutzschalter. Nach jeder Antwort bekommst du eine Erklärung. Dein Fortschritt wird auf diesem Gerät gespeichert.

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