Was sind Sicherungen mit hoher Durchbruchskapazität (HRC)?

Einführung

Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC) sind wirklich wichtig, um elektrische Schaltkreise und Geräte vor übermäßigem Stromfluss zu schützen, der zu katastrophalen Schäden und Ausfällen führen kann.

Das Besondere an diesen Sicherungen ist, dass sie sehr starke elektrische Ströme schnell stoppen können, ohne die Umgebung zu schädigen. In diesem Artikel erfahren Sie alles darüber, was HRC-Sicherungen so besonders macht, warum sie gut sind und wie sie im wirklichen Leben eingesetzt werden.

Was sind HRC-Sicherungen?

Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC) sind in elektrischen Systemen von entscheidender Bedeutung. Sie schützen vor katastrophalen Schäden durch zu hohen Strom. Die Sicherung enthält ein Schmelzelement in einem hitzebeständigen Gehäuse. Dieses Element, häufig Silber, schmilzt bei hohen Strömen, unterbricht den Stromkreis und verhindert Schäden an angeschlossenen Geräten.

Funktionsprinzip von HRC-Sicherungen

Unter typischen Betriebsbedingungen fehlt dem durch die Sicherung fließenden Strom die erforderliche Energie, um eine Verformung des Sicherungselements zu verursachen. Wenn jedoch ein erheblicher Strom die Sicherung überschreitet, führt dies zum Schmelzen des Sicherungselements, bevor der Spitzenfehlerstrom erreicht wird.

Bei Überlastung löst das Sicherungselement nicht sofort aus. Allerdings kann eine längere Einwirkung von Überlastbedingungen zur Auflösung und zum Bruch des Sicherungselements führen, insbesondere bei Materialien wie Eutectic.

Im Falle eines Kurzschlusses lösen sich die dünneren Abschnitte des Sicherungselements mit geringerer Fläche schnell auf und brechen vor dem eutektischen Material. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, dem Sicherungselement innerhalb des Sicherungsdesigns mit hoher Bruchkapazität (HRC) Beschränkungen aufzuerlegen.

Aufbau von HRC-Sicherungen

Bei der Konstruktion einer HRC-Sicherung wird für den Körper ein äußerst hitzebeständiges Material wie Keramik verwendet. Dieser Keramikkörper ist mit Endkappen aus Metall ausgestattet, die fest mit einem Element verschweißt sind, das Strom auf Silberbasis führt.

Im Inneren ist der Sicherungskörper mit einem Pulvermaterial gefüllt, das typischerweise aus Quarz, Gips, Staub, Marmor und ähnlichen Substanzen besteht. Dieses Füllmaterial dient der Regulierung des Stromflusses und verhindert eine Überhitzung. Die erzeugte Wärme verdampft das geschmolzene Element und löst eine chemische Reaktion zwischen dem Füllpulver und dem Silberdampf aus, wodurch ein Material mit hohem Widerstand entsteht, das dazu beiträgt, den Lichtbogen innerhalb der Sicherung zu reduzieren.

Aufgrund seines geringen spezifischen Widerstands wird üblicherweise Kupfer oder Silber als Sicherungselement verwendet. Dieses Element besteht häufig aus zwei oder mehr Abschnitten, die über Blechverbindungen verbunden sind. Der Schmelzpunkt von Zinn ist mit 2400℃ niedriger als der von Silber, der bei 980℃ liegt. Somit dienen die Zinnverbindungen als Temperaturschutz und verhindern, dass die Sicherung bei Kurzschlüssen und Überlastungen übermäßig hohe Temperaturen erreicht.

Arten von HRC-Sicherungen

• l NH-Sicherung
• l DIN-Sicherung
• l Flachsicherung

NH-Sicherung

Diese Sicherungen bieten Schutz vor Kurzschlüssen und Überlastungen in Nieder- und Mittelspannungsszenarien und dienen als Abschirmung für Motorstarter und verschiedene andere Geräte und schützen sie vor den Gefahren, die durch Überlastung und Kurzschlüsse entstehen. Darüber hinaus machen sie ihre kompakte und leichte Bauweise zu einer pragmatischen und langlebigen Option für vielfältige Anwendungen.

DIN-Sicherung

DIN-Sicherungen gibt es in verschiedenen Nennströmen, die auf unterschiedliche Anforderungen zugeschnitten sind. Jede Sicherung wird sorgfältig mit spezifischen Eigenschaften gefertigt, die für unterschiedliche Temperaturbedingungen geeignet sind. Diese Sicherungen sind anpassungsfähig, können unterschiedliche Spannungsniveaus aufnehmen und erweisen sich als unschätzbar wertvoll für den Transformatorschutz, selbst in Szenarien ohne Niederspannungs-Sekundär- oder Backup-Schutz.

DIN-Sicherungen sind für die schnelle Bewältigung kleiner Überströme bekannt und eignen sich gut für Kurzschlüsse. Sie arbeiten in verschiedenen Umgebungen wie Schaltanlagen, Bergbau und Transformatoren.

Flachsicherung

Dieser besondere Sicherungstyp wird als Steck- oder Flachstecksicherung bezeichnet und zeichnet sich durch sein Kunststoffgehäuse und zwei Metallkappen aus, die sich leicht in eine Steckdose einsetzen lassen. Diese Sicherungen kommen vor allem in Automobilanwendungen zum Einsatz, bieten Schutz vor Kurzschlüssen in der Verkabelung und werden häufig in Motoren eingesetzt, um die Schutzmaßnahmen zu verstärken.

Aufgrund ihrer leichten Bauweise und ihres niedrigen Abschaltstroms unterscheiden sich Flachsicherungen in Größe und Form. Jeder verfügt über unterschiedliche Strombewertungsfähigkeiten.

Vorteile von HRC-Sicherungen

HRC-Sicherungen bieten im Vergleich zu herkömmlichen Sicherungskonstruktionen zahlreiche Vorteile, darunter:

1. Hohes Ausschaltvermögen: HRC-Sicherungen sind in der Lage, hohe Fehlerströme sicher zu unterbrechen und dadurch die Möglichkeit einer Beschädigung des Stromkreises und der umliegenden Geräte deutlich zu reduzieren.
2. Kompakte Größe: Aufgrund ihres effizienten Designs und ihrer Konstruktion können HRC-Sicherungen viel kleiner sein als normale Sicherungen mit vergleichbaren Nennwerten. Dies ist ideal für Orte, an denen nicht viel Platz übrig ist.
3. Geringer Energiedurchlass: Die schnelle Schmelzgeschwindigkeit von HRC-Sicherungen minimiert den Energiedurchlass zum Fehlerort und mindert so wirksam potenzielle Schäden, die durch den Fehlerstrom verursacht werden.
4. Zuverlässige Leistung: Die präzise Einstellung der Sicherung sorgt für eine konstante Leistung und schützt Ihre Geräte zuverlässig.

Anwendung von HRC-Sicherungen

HRC-Sicherungen erfüllen in zahlreichen Branchen unterschiedliche Aufgaben, darunter:

1. Industrielle Steuerschaltkreise: HRC-Sicherungen sind in Motorsteuerzentralen, Schaltanlagen und Schalttafeln integriert und schützen zugehörige Geräte vor Überströmen und Kurzschlüssen.
2. Stromverteilungssysteme: HRC-Sicherungen werden in Stromverteilungsnetzen eingesetzt und schützen kritische Komponenten wie Transformatoren und Zuleitungen vor Schäden durch hohe Fehlerströme.
3. Erneuerbare Energiesysteme: In Solar- und Windenergieanlagen bieten HRC-Sicherungen Schutz vor Überstromereignissen, die aus Schwankungen der Energieerzeugung und Netzstörungen resultieren.
4. Transport: HRC-Sicherungen spielen in verschiedenen Branchen wie der Eisenbahn, Elektrofahrzeugen und der Luft- und Raumfahrt eine entscheidende Rolle. Sie schützen empfindliche Elektronik- und Leistungsgeräte vor elektrischen Fehlern und sorgen so für Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Auswahl und Spezifikation von HRC-Sicherungen

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl einer HRC-Sicherung für eine bestimmte Verwendung die folgenden Schlüsselfaktoren:

1. Nennstrom: Wählen Sie eine Sicherung mit einem Nennstrom, der dem normalen Betriebsstrom des zu schützenden Stromkreises oder Geräts entspricht.
2. Ausschaltvermögen: Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Sicherung über ein ausreichendes Ausschaltvermögen verfügt, um den höchsten potenziellen Fehlerstrom, der in der Anwendung auftritt, sicher zu unterbrechen.
3. Betriebsspannung: Stellen Sie sicher, dass die ausgewählte Sicherung eine Betriebsspannung aufweist, die mit der Versorgungsspannung des Stromkreises kompatibel ist.
4. Zeit-Strom-Eigenschaften: Bewerten Sie die Zeit-Strom-Eigenschaften der Sicherung, um sicherzustellen, dass sie für die spezifische Anwendung geeignet ist. Dabei werden die Reaktionszeit der Sicherung bei Überstromereignissen und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber transienten Strömen untersucht, um eine vorzeitige Aktivierung zu verhindern.
5. Physische Abmessungen: Stellen Sie sicher, dass die Größe und der Formfaktor der Sicherung mit dem verfügbaren Platz und den Montagevoraussetzungen der Anwendung harmonieren.

Abschluss

Sicherungen mit hoher Bruchkapazität (HRC) sind für den Schutz elektrischer Schaltkreise und Geräte von entscheidender Bedeutung. Dank ihres besonderen Designs und ihrer Funktionalität verfügen sie über die Fähigkeit, hohe Fehlerströme effektiv zu unterbrechen, was sie zu einer zuverlässigen Option für verschiedene Anwendungen macht. Durch die sorgfältige Auswahl und Spezifikation von HRC-Sicherungen können optimale Leistung und Schutz gewährleistet und so die Gesamtsicherheit und Effizienz elektrischer Systeme verbessert werden.