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Thermische Geräteschutzschalter

Das Auslöseorgan von thermischen Geräteschutzschaltern ist ein Thermo-Bimetall, eine Kombination aus Bimetall und elektrischem Heizelement. Das Bimetall besteht aus Stahl und Zink, das sich unter Wärmeeinfluss verformt. Erreicht das Thermo-Bimetall bei zu hohem Strom eine definierte Erwärmung, löst es den Abschaltmechanismus aus.

Thermische Geräteschutzschalter sind eine einfache und günstige Alternative für Anwendungen, bei denen ein punktgenaues Abschalten nicht zwangsläufig erforderlich ist.

Aufbau (mit Schaltschloss)

Aufbau eines thermischen Schutzschalters  

Aufbau eines thermischen Schutzschalters

Schutzschalter dieser Bauform arbeiten mit einem streifenförmigen Thermo-Bimetall. Die Abschaltung erfolgt über einen federgespannten Kontaktmechanismus. Mit dem Schalter lassen sich die Schutzgeräte von Hand ein- und ausschalten.

Zur werkseitigen Justierung des Abschaltzeitpunktes dient eine Einstellschraube. Damit wird die Vorspannung für das Thermobimetall eingestellt, das auf den Auslösemechanismus wirkt.

Die Nennströme beginnen im Milliampere-Bereich und reichen bis an den zweistelligen Ampere-Bereich. Sie sind für den Einsatz bis 230 V AC oder 65 V DC geeignet.

Legende:

  1. Ein-/Ausschalter
  2. Federgespannte Schaltstange
  3. Schaltkontakte
  4. Bimetall
  5. Einstellung der Vorspannung
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Schaltbild

Funktionsschaltbild eines thermischen Schutzschalters

Funktionsschaltbild eines thermischen Schutzschalters

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Aufbau (mit Schalthebel)

Aufbau eines thermischen Sicherungsautomaten  

Aufbau eines thermischen Sicherungsautomaten

Thermische Sicherungsautomaten mit einer Schnappscheibe als Thermo-Bimetall haben eine sehr kleine Bauform. Der Schaltkontakt ist direkt an der Scheibe befestigt. Diese Varianten haben eine etwas flinkere Auslösekennlinie als jene mit Bimetallstreifen.

Sie kommen im Wesentlichen zum Schutz von integrierten Schaltkreisen in Batterie- und Bordsystemen bis 32 V Gleichspannung zum Einsatz. Die Nennströme liegen im ein- bis zweistelligen Ampere-Bereich. Mit einem Taster lassen sich thermische Sicherungsautomaten nach dem Auslösen wieder einschalten. Kleinere Nennströme werden mit Schutzgeräten anderer Bauform abgesichert.

Legende:

  1. Schaltkontakt
  2. Einschalter
  3. Bimetall

 

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Schaltbild

Funktionsschaltbild eines thermischen Sicherungsautomaten

Funktionsschaltbild eines thermischen Sicherungsautomaten

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Auslösekennlinien

Auslösekennlinie eines thermischen Schutzschalters  

Auslösekennlinie eines thermischen Schutzschalters

Der Auslösezeitpunkt thermischer Geräteschutzschalter hängt vom anliegenden Überlaststrom und der Umgebungstemperatur ab. Mit steigender Überlast löst der Schutzschalter schneller aus, bei kleineren Überlastströmen entsprechend langsamer. Für Schutzschalter mit unterschiedlichen Nennströmen, aber gleichartiger Auslösecharakteristik kann das Auslöseverhalten auch in Kennlinienfeldern dargestellt werden.

Thermische Geräteschutzschalter reagieren naturgemäß auf den Einfluss von Wärme. Auch die Umgebungstemperatur beeinflusst den Auslösezeitpunkt. Der Schutzschalter löst bei einer hohen Umgebungstemperatur eher und bei einer niedrigen Umgebungstemperatur später aus.

Legende:

t = Schaltzeit (in Sekunden)
xl = Vielfaches des Nennstroms/Auslösefaktor
1 = Strombereiche des Kennlinienfeldes
2 = Auslösekennlinie unterer Temperaturbereich (blau)
3 = Auslösekennlinien Gruppe 1
4 = Auslösekennlinien Gruppe 2
5 = Auslösekennlinie oberer Temperaturbereich (rot)

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Einfacher Aufbau einer selektiven Stromverteilung mit Geräteschutzschaltern


Geräteschutzschalter

Lernmodul zur Funktion von Geräteschutzschaltern.