Die Produktenormen enthalten nur Mindestanforderungen. Es ist zu beachten, dass Gerätenormen Anforderungen enthalten können, die zusätzlich zu den in den Produktnormen festgelegten gelten oder von diesen abweichen.

Beachten Sie, dass im deutschen Teil der SCHURTER-Kataloge und Datenblätter die Bezeichnung Nennwert gleichbedeutend ist mit Bemessungswert.

In der englischen Sprache kennen wir einen nominal value = Nennwert und einen rated value = Bemessungswert. Der Unterschied zwischen diesen beiden Werten ist eine reine Definitionsangelegenheit. Um keine unnötigen Komplikationen zu verursachen, verwenden wir weiterhin die Nennwertbezeichnung.

Die CE-Kennzeichnung gibt an, dass ein Produkt die grundsätzlichen Forderungen der zutreffenden EU-Richtlinie erfüllt.

Das CE-Zeichen ist kein Qualitäts- oder Normenkonformitätszeichen, sondern ein reines Verwaltungszeichen.

SCHURTER-Produkte fallen in den Gültigkeitsbereich der Niederspannungsrichtlinie 2006/95/EWG. Diese gelten für Betriebsmittel mit einer Nennspannung zwischen AC 50 V und AC 1000 V sowie DC 75 V und DC 1500 V.

Die CE-Kennzeichnung der SCHURTER-Produkte befindet sich auf der Etikette der kleinsten Verpackungseinheit.

Auf Anfrage ist auch eine entsprechende CE-Konformitätserklärung erhältlich. CE-Konformitätserklärungen und Approbationen sind auch im Internet unter www.schurter.com abrufbar.

Nationale Prüfstellen prüfen nach nationalen und internationalen Normen oder anderen allgemein anerkannten Regeln der Technik. Durch das Zulassungszeichen bescheinigen die Prütstellen die Einhaltung der sicherheitstechnischen Anforderungen, die an elektronische Produkte gestellt werden.

Approbationen

Approbationen

Die meisten Bauteile von SCHURTER sind zusätzlich zu den kombinierten UL/CSA-Zulassungen noch durch eine der europäischen Zulassungsbehörden wie VDE (Deutschland), Electrosuisse (Schweiz) oder SEMKO (Schweden) zertifiziert. Die Sicherheitsprüfverfahren der europäischen Zulassungsbehörden basieren auf einem gemeinsamen europäischen Sicherheitsstandard. Durch die Bemühungen, die Normen in Europa zu vereinheitlichen, verlieren die verschiedenen, nationalen Zulassungsbehörden immer mehr an Bedeutung. Aus diesem Grund hat SCHURTER entschieden, nur eine europäische Zulassungslizenz beizuhalten (z. B. VDE, SEV oder SEMKO). Die anderen Lizenzen werden nach Ablauf der Laufzeit nicht mehr verlängert.

Da UL und CSA keine Mitglieder des CENELEC sind, sind die UL- und CSA-Standards noch nicht mit den europäischen Standards vereinheitlicht worden. UL und CSA versuchen zur Zeit ihre Standards untereinander zu harmonisieren. SCHURTER wird, wenn möglich, die kombinierten Prüfzeichen cULus oder cURus beantragen.

Durch die wirtschaftliche Entwicklung in Asien, verfügen viele Produkte von SCHURTER auch über Zulassungen für China, Japan und Korea.

Informationen zu Approbationen

SCHURTER Produkte sind nach EN / IEC Normen zertifiziert und tragen europaweit länderspezifische Prüfzeichen:

Während den letzten Jahren, haben sich europäische Länder bemüht ihre Prüfzeichen auf ein allgemein anerkanntes zu reduzieren. Das ENEC Prüfzeichen löst (wo möglich) die bisherigen Prüfzeichen ab. Das ENEC Prüfzeichen wird von allen nationalen Zertifizierungsstellen, die das Europäische Zertifizierungsabkommen (CCA) unterzeichnet haben, angeboten.

SCHURTER hat sich dazu entschieden die Vielfalt der europäischen Prüfzeichen zu reduzieren. Für Neuapprobationen von SCHURTER-Bauteilen, wird in Zukunft nur noch das ENEC genannt:

Zulassungen für USA und Kanada erfolgen entsprechend UL- und CSA-Normen:

Da UL und CSA nicht Mitglied von CENELEC sind, sind diese beiden nicht im Einklang mit den europäischen Prüfzeichen. Überall wo es möglich ist, will SCHURTER das kombinierte cULus Prüfzeichen erlangen:

Das chinesische CCC Prüfzeichen ist seit dem 1.8.2003 für den Import nach China für viele Produkte erforderlich. SCHURTER ist bestrebt, für betroffene Produkte die Zulassung zu erlangen.

Gibt es für ein Produkt keine anwendbare Chinesische Norm, so prüft SCHURTER gerne, ob eine freiwillige CQC-Zulassung machbar ist.

Weiter Informationen:

http://www.enec.com

Approval Industry Links

Norm IEC 60529, EN 60529 und DIN 40050

Anwendungsbereich

Diese Normen finden Anwendung bei der Einteilung von Schutzgraden für Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln, deren Nennspannung 72,5 kV nicht überschreitet.

Zweck

Der Zweck dieser Normen ist es, folgendes festzulegen:

a) Begriffe für Schutzgrade durch Gehäuse von elektrischen Betriebsmitteln, betreffend:

1. Schutz von Personen gegen das Berühren von gefährlichen Teilen innerhalb des Gehäuses.

2. Schutz des Betriebsmittels innerhalb des Gehäuses gegen Eindringen von festen Fremdkörpern.

3. Schutz des Betriebsmittels innerhalb des Gehäuses gegen schädliche Einwirkungen durch das Eindringen von Wasser.

b) Bezeichnungen für diese Schutzgrade.

c) Anforderungen für jede Bezeichnung.

d) Prüfungen, die durchzuführen sind, um zu bestätigen, dass das Gehäuse die Anforderungen dieser Normen erfüllt.

Bezeichnungen

Der Schutzgrad durch ein Gehäuse wird durch den IP Code in folgender Weise angezeigt:

Bestandteile des IP Code und ihre Bedeutungen

Eine kurze Beschreibung der IP Code-Bestandteile ist in der folgenden Tabelle gegeben.

(Schutz gegen gefährliche Körperströme)

1. Schutz gegen direktes und indirektes Berühren (Allgemeines)

Der Schutz gegen gefährliche Körperströme bei elektrischen Betriebsmitteln sowie deren Komponenten gliedert sich in folgende zwei Teile:

¹⁾ berührbares, leitfähiges Teil, das normalerweise nicht unter Spannung steht, das jedoch im Fehlerfall unter Spannung stehen kann.

2.Schutz gegen direktes Berühren aktiver Teile (Berührungsschutz)

z. B. bei Sicherungshaltern. Detaillierte Angaben über getroffene Massnahmen liefern die Datenblätter der entsprechenden Bauteile.

3. Schutz bei indirektem Berühren

Massnahmen zum Schutz bei indirektem Berühren bei elektrischen Betriebsmitteln werden gemäss IEC 61140 mit Hilfe der 4 Schutzklassen 0, I, II, III beschrieben. Jede Klasse beinhaltet zwei Schutzmassnahmen, die auch beim Versagen der einen Massnahme keine gefährlichen Körperströme auftreten lassen.

Erläuterungen, Anwendungshinweise

Der Entwicklungsingenieur eines elektrischen Betriebsmittels ist verantwortlich für dessen Sicherheit und Funktion gegenüber Menschen, Tieren und Sachwerten. Insbesondere ist es seine Aufgabe dafür zu sorgen, dass die anerkannten Regeln der Technik sowie die entsprechenden gültigen nationalen und internationalen Normen und Vorschriften eingehalten werden.

Die folgenden Informationen über Sicherungseinsätze und deren Anwendung sind bei der Auswahl eines Sicherungseinsatzes gebührend zu berücksichtigen.

Im Hinblick auf die Produktesicherheit eines elektrischen Betriebsmittels kommt der Auswahl des richtigen Sicherungseinsatzes eine grosse Bedeutung zu.

1. Sicherung

Eine Sicherung ist eine selbsttätig wirkende Vorrichtung, die durch Schmelzen eines besonders zu diesem Zweck vorgesehenen und bemessenen Teiles den Stromkreis unterbricht, wenn der Strom einen bestimmten Wert während einer bestimmten Dauer überschreitet.

Definition nach IEC 60127:

Die Sicherung umfasst alle Teile, die zur vollständigen Schaltvorrichtung gehören, d.h. Sicherungshalter und Sicherungseinsatz.

Definition nach UL 248-1:

Eine nordamerikanische Sicherung entspricht einem IEC-Sicherungseinsatz. Eine IEC-Sicherung ist ein nordamerikanischer Sicherungseinsatz mit einem Sicherungshalter.

2. Sicherungseinsatz (IEC 60127)

Der Teil der Sicherung, der nach dem Ansprechen der Sicherung durch einen neuen ersetzt werden muss und der den Schmelzleiter enthält. Sicherungseinsätze nach IEC 60127, UL 248-14 sind zum Schutz von elektrischen Geräten, elektronischen Ausrüstungen und Teilen derselben bestimmt, üblicherweise für den Gebrauch in Innenräumen. Diese Sicherungseinsätze sind nicht zugelassen für Geräte, die unter besonderen Bedingungen, wie z.B. in korrosiver oder explosiver Atmosphäre verwendet werden.

3. Geräte (G-)Sicherungseinsatz (IEC 60127)

Ein geschlossener Sicherungseinsatz mit einem Ausschaltvermögen nicht grösser als 2 kA, bei dem mindestens ein Hauptmass 10 mm nicht überschreitet.

4. Kleinst-Sicherungseinsatz (IEC 60127)

Ein Geräte-Sicherungseinsatz, bei dem die Hauptmasse des Gehäuses 10 mm nicht überschreiten. Kleinst-Sicherungseinsätze sind insbesonders für Leiterplatten geeignet. Sie sind lieferbar für die Durchstecktechnik und für die Oberflächen-Montagetechnik (SMT).

Normen für Sicherungseinsätze

6. Nennspannung (auch Bemessungsspannung) U_n

Die Spannung, bis zu der der Sicherungseinsatz einen Überstrom einwandfrei unterbricht.

Die Nennspannung des Sicherungseinsatzes muss gleich oder grösser als die Betriebsspannung des zu schützenden Gerätes sein.

Der Einsatz bei Betriebsspannungen unterhalb der Nennspannung des Sicherungseinsatzes ist zulässig, sofern die Hinweise bei Pos. 8 / Spannungsfall berücksichtigt werden.

Die Sicherungseinsätze sind grundsätzlich für die Verwendung bei Wechsel- und Gleichspannung geeignet. Das Ausschaltvermögen bei Gleichspannung ist jedoch wesentlich kleiner als dasjenige bei Wechselspannung. Das Verhalten des Sicherungseinsatzes bei Gleichspannung wird überwiegend von der Grösse der Zeitkonstante T = ^L/_R des zu unterbrechenden Stromkreises bestimmt.

7. Nennstrom I_n (auch Bemessungsstrom)

Der Nennstrom des Sicherungseinsatzes entspricht dem Betriebsstrom des zu schützenden Gerätes. Es existieren grundsätzlich zwei verschiedene Nennstrom-Definitionen:

Einfluss von Umgebungstemperaturen > 23 °C auf den Nennstrom siehe Pos 14.

Zusammenhang zwischen den Nennströmen von Sicherungseinsätzen nach IEC und UL:

8. Spannungsfall

Der Spannungsfall über dem Sicherungseinsatz wird gemessen bei einer Umgebungstemperatur von 23 °C, nachdem der Sicherungseinsatz mit seinem Nennstrom bis zur Erreichung der Beharrungstemperatur belastet worden ist.

Es ist darauf zu achten, dass es problematisch werden kann, wenn Sicherungseinsätze bei Betriebs-Spannungen verwendet werden, die wesentlich kleiner sind als ihre Nennspannung. Aufgrund der Tatsache, dass der Spannungsfall an einem Schmelzleiter vor Erreichen seines Schmelzpunktes beträchtlich ansteigt, muss darauf geachtet werden, dass genügend Spannung zur Verfügung steht, damit im Fehlerfall der Sicherungseinsatz den Strom einwandfrei unterbrechen kann. Darüber hinaus können Sicherungseinsätze der gleichen Charakteristik und mit den gleichen Nennwerten, die in der Ausführung oder im Schmelzleiterwerkstoff voneinander abweichen, einen unterschiedlichen Spannungsfall aufweisen. Sie sind in der Praxis nicht gegeneinander austauschbar, wenn sie in Schaltungen mit kleinen Spannungen verwendet werden. Dies gilt insbesondere für Sicherungseinsätze mit kleineren Nennströmen.

9. Kleiner Prüfstrom I_nf

Überstrom, den ein Sicherungseinsatz während einer festgelegten Zeit (typisch 1 Stunde) führen kann ohne zu unterbrechen.

Die Zeit-Strom-Charakteristik gibt die Abhängigkeit der Schmelzzeit als Funktion des Fehlerstromes an.

Die Schmelzzeit ist die Dauer zwischen dem Augenblick, in dem ein Strom, der ausreicht, ein Unterbrechen des Schmelzleiters zu bewirken, zu fliessen beginnt und dem Augenblick, in dem der Lichtbogen einsetzt.

Die Lichtbogenzeit, die Zeit zwischen dem Zünden bis zum Erlöschen des Lichtbogens, wird in der Zeit-Strom-Charakteristik nicht berücksichtigt.

Die Ausschaltzeit entspricht der Summe von Schmelz- und Lichtbogenzeit.

Die Zeit-Strom-Kennlinien sind meistens in Form von Hüllkurven für den gesamten angegebenen Nennstromstufenbereich dargestellt.

Übliche Zeit-Strom-Charakteristika und deren Abkürzungen:

Anwendungs-Hinweise für die verschiedenen Charakteristika:

Der Wert (Effektivwert für Wechselstrom) des unbeeinflussten Stromes, den ein Sicherungseinsatz bei einer festgelegten Spannung unter festgelegten Bedingungen ausschalten kann.

Der max. Kurzschluss-Strom, der unter Fehlerbedingungen in einem Geräte-Stromkreis auftreten kann, darf das Ausschaltvermögen des Sicherungseinsatzes nicht überschreiten. Bei Nichteinhaltung dieser Bedingung besteht Explosions- und Brandgefahr.

Bei Gleichstrom ist das Ausschaltvermögen eines Sicherungseinsatzes niedriger als bei Wechselstrom. Werte auf Anfrage.

IEC 60127 unterscheidet bei G-Sicherungseinsätzen folgende zwei Kategorien. (Für Kleinst-Sicherungseinsätze wurden andere Schaltvermögen definiert.)

Sicherungseinsätze mit kleinem Schaltvermögen, Symbol L:

Der Schmelzleiter dieser Sicherungseinsätze ist normalerweise sichtbar. Das Isolierrohr besteht aus transparentem Material, z. B. Glas. Der Sicherungseinsatz enthält kein lichtbogenlöschendes Medium.

Das Schaltvermögen beträgt:

250 V AC/35 A oder 10 · In/cos φ 1, je nachdem welcher Wert grösser ist.

Sicherungseinsätze mit hohem Schaltvermögen, Symbol H:

Der Schmelzleiter dieser Sicherungseinsätze ist normalerweise nicht sichtbar. Das Isolierrohr besteht meistens aus Keramik oder Glas. Der Sicherungseinsatz enthält in der Regel ein lichtbogenlöschendes Medium.

Das Schaltvermögen beträgt:

250 V AC/1500 A/cos 0.7 bis 0.8

UL’s und CSA’s Anforderungen betreffend Schaltvermögen (Interrupting Rating IR) sind im Vergleich mit IEC verschieden.

Schaltvermögen bei 125 V AC = 10000 A } cos φ 0,7-0,8

250 V AC = 35 bis 1500 A

je nach Nennstrom des Sicherungseinsatzes.

12.1. Max. Verlustleistung

a) Sicherungseinsätze nach IEC 60127:

Die Prüfung erfolgt nach einem standardisierten Prüfverfahren (offener Sicherungshalter, Raumtemperatur).

Es wird die Verlustleistung ermittelt, die durch den kleinen Prüfstrom I_nf nach einer Stunde erzeugt wird.

Die Überströme I_nf sind je nach Sicherungseinsatz-Typ verschieden.

Im SCHURTER Katalog finden Sie in der Regel zwei Verlustleistungswerte:

b) Sicherungseinsätze nach UL 248-14:

UL ermittelt nicht wie IEC die Verlustleistung, sondern die in der ULNorm festgelegte maximal zulässige Temperaturerhöhung von 75 °C bei 1 · I_n an den äusseren Oberflächen des Sicherungseinsatzes.

12.2. Nenn-Verlustleistung

Die Verlustleistung, die bei Nennstrom erzeugt wird (während einer langen Zeit). Für die Auswahl des richtigen G-Sicherungshalters in bezug auf seine Leistungsaufnahme wird diese Nenn-Verlustleistung berücksichtigt.

13. I²t-Wert (Joule-Integral)

Das Integral des Stromes im Quadrat über eine gegebene Zeitspanne. Der I²t-Wert ist ein Mass für die Energie, welche im Fehlerfall notwendig ist den Sicherungseinsatz zu unterbrechen, d.h. für das Aufheizen und Schmelzen des Schmelzelementes und das Unterbrechen des Stromes in der Lichtbogenperiode. Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen I²t-Werten:

Anwendungs-Hinweise:

Für die Wahl des richtigen Sicherungseinsatzes muss der zulässige I²t-Wert des zu schützenden Bauteiles oder -gruppe bekannt sein.

Auswahlkriterien:

Der zu schützende Stromkreis enthält

Verschiebung des Betriebsstromes als Funktion der Umgebungstemperatur

14. Umgebungstemperaturen

Die standardisierten Prüfungen für Sicherungseinsätze (IEC und UL) werden durchgeführt bei 23 °C resp. 25 °C. In der Praxis werden die Umgebungstemperaturen jedoch wesentlich höher sein, insbesondere da, wo der Sicherungseinsatz in einem geschlossenen Sicherungshalter eingesetzt ist oder in der Nähe von anderen, Wärme produzierenden Bauteilen. Bei solchen Anwendungsfällen ist daher die Verschiebung des Betriebsstromes gemäss dem genannten Diagramm zu berücksichtigen.

Kennzeichnung gemäss IEC

Beispiel: T¹⁾ 200 mA²⁾ L ^₃₎ 250v ^{4) 5)}

Zusätzliche Kennzeichnung: Das entsprechende Prüfzeichen

¹⁾ Kennbuchstabe der entsprechenden Strom-Zeit-Charakteristik

²⁾ Nennstrom in mA oder A

³⁾ Kennbuchstabe des Schaltvermögens

⁴⁾ Nennspannung in V

⁵⁾ Schurter Logo

Sicherungseinsätze nach IEC und UL weisen unterschiedliche Eigenschaften auf und sind grundsätzlich nicht austauschbar. Bei sorgfältiger Überprüfung der technischen Daten ist ein Austausch jedoch möglich, sofern die folgenden, wichtigsten Anforderungen erfüllt werden.

Ein Sicherungshalter mit einem eingesetzten Sicherungseinsatz darf nicht als Schalter zum Ein- und Ausschalten eines Stromkreises verwendet werden.

Beim Öffnen bzw. Schliessen eines Stromkreises treten, je nach Dimensionierung des Stromkreises, Strom- und Spannungserhöhungen auf. Diese Strom- bzw. Spannungsspitzen erzeugen an der unterbrechenden oder schliessenden Kontaktstelle einen Lichtbogen, der undefinierte Übergangswiderstände an der Kontaktstelle verursacht.

Um bleibende Schäden am Sicherungshalter zu vermeiden, soll ein Sicherungseinsatz nur in einem bereits unterbrochenen Stromkreis gewechselt werden.

18. Qualitätsanforderungen

SCHURTER Sicherungseinsätze erfüllen die Anforderungen nach IEC 60127-5 und EN 60127-5.

Detail-Angaben sind auf Anfrage erhältlich.

19. Zuverlässigkeit von Sicherungseinsätzen (MIL-HDBK-217F)

Zuverlässigkeitsberechnungen von Sicherungen durchzuführen sind sehr schwierig. Im Vergleich zu vielen anderen Komponenten gibt es sehr wenig Übereinstimmung zwischen der Zahl der ausgewechselten Sicherungen und der Zahl der tatsächlich ausgefallenen Sicherungen. Im allgemeinen kann man sagen, dass wenn eine Sicherung auslöst, ist es ein anderer Umstand der zu dieser Überlastbedingung geführt hat und die Sicherung funktioniert so wie vorgesehen.

Leitfaden zur Sicherungseinsatz-Auswahl

Telekommunikationseinrichtungen dienen dazu, den Datenaustausch zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern zu ermöglichen und sicherzustellen. Die Kommunikation wird auf unterschiedliche Weise ausgeübt, z.B. via Telefon, Fax usw. Daraus ergibt sich die klassische Netzwerktopologie.

Zwischen den einzelnen Teilnehmern (Mensch, Maschine) können sehr unterschiedliche Distanzen liegen. Dies bedeutet, dass auf die Verbindungen im Netzwerk (Freileitungen, Signalkabel) unterschiedliche Störeinflüsse einwirken können.

• Atmosphärische Störungen (Blitzentladungen)

• Störungen durch Induktion (Ausgleichsströme, Nähe zu Energieleitungen)

• Direkter Kontakt mit dem Energienetz (Kurzschlüsse)

Atmosphärische Störungen (Lightning Surge)

Störungen durch atmosphärische Entladung sind sehr häufig. Die dabei auftretenden Spannungen liegen bei einigen 100 kV mit Entladeströmen von bis zu 150 kA. Einwirkungen durch direkten Blitzschlag sind in erster Linie bei offen geführten Signalleitungen (Freileitungen) zu erwarten.

Störungen durch Induktion

Induktionsspannungen, die als Störungen auf Telecom-Leitungen auftreten, sind in der Regel eine Folge von Ausgleichströmen im Erdreich, oder werden durch starke Ströme in benachbarten Energiekabeln erzeugt.

Direkter Kontakt mit dem Energienetz

Als stärkste und meistens am längsten dauernde Einwirkung (wenige Sekunden bis mehrere Minuten) auf eine Telecom-Verbindungsleitung gilt der direkte Kontakt mit dem Energienetz, z. B. durch Kurzschluss mit einer benachbarten Energieleitung.

Unabhängig davon, welche Störung auf die Telecom-Einrichtung einwirkt, muss jederzeit garantiert sein, dass kein Schaden bzw. nur ein kalkulierbarer, begrenzter Schaden entstehen kann.

Wie nachfolgend gezeigt wird, kann diese Forderung durch geeignete Schutzschaltungen erfüllt werden.

Schutzschaltungen im Telecombereich sind in der Regel zweistufig aufgebaut. Sie bestehen aus dem Primär- und dem Sekundärschutz.

Der Primärschutz

Der Primärschutz besteht vielfach aus einer Kombination von Widerständen und Gasableitern oder vergleichbaren Schutzelementen und wird meistens an der Schnittstelle «Gebäudeeingang/Fernleitung» plaziert. Die abgebildete Primär-Schutzschaltung hat die Aufgabe, die energiereichen Störimpulse so stark zu reduzieren, dass sie vom nachfolgenden Sekundärschutz problemlos absorbiert werden können.

Der Sekundärschutz

Der Sekundärschutz ist normalerweise direkt am Geräteeingang der Telecom-Einrichtung platziert und übernimmt zwei Funktionen.

1. Als Spannungsbegrenzer sorgt er dafür, dass Störungen, welche den Primärschutz noch nicht zu aktivieren vermögen, absorbiert bzw. auf einen für das Telecom-Gerät ungefährlichen Wert reduziert werden.

2. Störeinflüsse, die so energiereich sind, dass sie vom Primärschutz nicht mehr ausreichend absorbiert werden können z. B. bei direktem Kontakt der Signalleitungen mit dem Energienetz, werden durch galvanisches Auftrennen des Stromkreises wirksam unterdrückt. Dadurch wird verhindert, dass im Telecom-Gerät grosser Schaden oder sogar ein Brand entsteht.

Eine für diese Aufgabe sehr häufig verwendete und äusserst zuverlässige Schutzschaltung zeigt das folgende Schema. Die Schaltung, die in der einfachsten Ausführung aus zwei Sicherungseinsätzen und zwei Varistoren besteht, zeichnet sich durch ein besonders günstiges Kosten/Nutzen-Verhältnis aus. Die Varistoren begrenzen die Störspannungsspitzen auf einen für die Telefonzentrale bzw. Teilnehmerschaltung verträglichen Pegel. Die Sicherungseinsätze bleiben innerhalb dieser Normalbedingungen intakt.

Bei Worst-case Bedingungen, z. B. bei direktem Kontakt mit dem Energienetz, bei denen sowohl die Komponenten der Telecom-Einrichtung als auch die Varistoren der Schutzschaltung stark beschädigt oder zerstört würden, unterbricht der Schmelzeinsatz den Stromkreis und schützt damit die Telecom-Einrichtung schnell, wirksam und zuverlässig.

Standards, Einführung

Für den Anwendungsbereich Telecom sind mehrere Standards geschaffen worden, die alle das Ziel haben, die vorgängig unter dem Titel «Application Note» beschriebenen Störeinflüsse, Lightning Surge, Power Induction, Power Contact, sowie die damit verbundenen Sicherheitsaspekte miteinander zu verknüpfen und daraus geeignete Prüfmethoden für die entsprechenden Komponenten abzuleiten. Als Prüfkriterien sind verschiedene Belastungsfälle ermittelt und standardisiert worden, die mit einer entsprechenden Prüfschaltung simuliert werden können. Dies gibt dem Schaltungsentwickler die

Möglichkeit, die Teilstufen einer Schutzbeschaltung optimal aufeinander abzustimmen.

Die gegenwärtig relevanten Standards sind:

ITU-T K.20 International Telecommunication Union

UL 60950 UL Standard for Safety for Information

Technology Equipment

IEC 60950 IEC Standard for Safety for Information

Technology Equipment

Telcordia GR-1089 Telcordia Technologies

TIA-968-A Telecommunications Industry Association

(Die Auflistung ist nicht abschliessend)

Prüfungen:

Die SCHURTER Sicherungseinsätze sind nach folgenden Standards und Prüfkriterien geprüft worden:

1. ITU-T K.20

Lightning Surge: Prüfschaltung

Prüfung:

1. Die Impulsamplitude (Generator unbelastet) wird auf 1000 V und die Impulsform auf 10 µs / 700 µs eingestellt.

2. Mit einem externen Begrenzungswiderstand R_D wird der Impulsstrom I_puls auf den im Datenblatt angegebenen Wert I_{puls max.} eingestellt.

3. Prüfmodus: 10 Einzel-Impulse im Abstand von 60 Sekunden, Polarität alternierend. Anforderung: Die Sicherung darf den Stromkreis nicht unterbrechen.

Bemerkungen:

Der normierte Impulsgenerator in Fig. 1 liefert bei einer Ladespannung U_C = 1000 V einen maximalen Impulsstrom I_puls = 67 A, falls der Strombegrenzungswiderstand R_D = 0Ω ist. Der Shunt R_M für die Stromüberwachung ist sehr niederohmig und hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Stromamplitude. Das bedeutet, dass die Datenblatt-Stromangabe «67 A» nicht die max. zulässige Impulsamplitude der jeweiligen Sicherung darstellt, sondern die vom Impulsgenerator maximal lieferbare Stromamplitude. Ist in einer Schutzschaltung ein höherer Max.-Stromwert als 67 A zu erwarten, kann anhand der Formel I²t = 0.72 x I² _peak x t² der Mindest-I²t-Wert in guter Näherung berechnet werden, der erforderlich ist, damit der gewählte Sicherungseinsatz den zu erwartenden Stromimpuls aufnehmen kann ohne den Stromkreis zu unterbrechen.

Power Induction: Prüfschaltung

Prüfung: Die Sicherung wird im Prüfstromkreis mit AC 300 V / 50Hz im Abstand von 60 sec 5-mal während je 200 ms mit I_eff = 0.5 A belastet.

Anforderung: Die Sicherung darf den Stromkreis nicht unterbrechen.

Power Contact: Prüfschaltung

Prüfung: Die Sicherung wird im Prüfstromkreis AC 250 V / 50 Hz mit dem im Datenblatt angegebenen Stromwert I_sc belastet und während 15 Minuten unter Spannung gehalten.

Anforderung: Die Sicherung unterbricht den Stromkreis.

2. UL 60950/IEC 60950

Prüfschaltung

Test 1:

Die Sicherung wird im Prüfstromkreis mit einem Prüfstrom I_SC = 40 A belastet.

Die Quellenspannung AC 600 V / 50Hz liegt insgesamt während 1.5 sec an.

Anforderung: Die Sicherung unterbricht den Stromkreis.

Test 2:

Die Sicherung wird im Prüfstromkreis mit einem Prüfstrom ISC = 7 A belastet.

Die Quellenspannung AC 600 V / 50Hz liegt insgesamt während 5 sec an.

Anforderung: Die Sicherung unterbricht den Stromkreis.

Test 3:

Die Sicherung wird im Prüfstromkreis mit einem Prüfstrom ISC = 2.2 A belastet.

Die Quellenspannung AC 600 V / 50Hz liegt während mindestens 30 Minuten an oder bis das thermische Gleichgewicht im Telecom-Gerät erreicht worden ist oder bis die Sicherung den Stromkreis unterbricht.

Diese Prüfung erfolgt zusammen mit dem Gerät in das die Sicherung eingebaut ist.

3. Telcordia GR-1089

3.1 Lightning Surge

Prüfschaltung

Test:

1. Die Impulsamplitude (Generator unbelastet) wird auf 1000 V und die Impulsform auf 10µs / 1000 µs eingestellt.

2. Mit einem ext. Begrenzungswiderstand R_D wird der Impulsstrom I_puls auf den im Datenblatt angegebenen Wert I_{puls max.} eingestellt.

3. Prüfmodus: 50 Einzel-Impulse im Abstand von 60 Sekunden, Polarität alternierend.

Anforderung: Die Sicherung darf den Stromkreis nicht unterbrechen.

Bemerkungen: Der normierte Impulsgenerator in Fig. 5 liefert bei einer Ladespannung U_C = 1000 V einen maximalen Impulsstrom I_puls = 14 A, falls der Strombegrenzungswiderstand R_D = 0Ω ist. Der Shunt R_M für die Stromüberwachung ist sehr niederohmig und hat keinen nennenswerten Einfluss auf die Stromamplitude. Das bedeutet, dass die Datenblatt-Stromangabe 14 A nicht die max. zulässige Impulsamplitude der jeweiligen Sicherung darstellt, sondern die vom Impulsgenerator maximal lieferbare Stromamplitude. Ist in einer Schutzschaltung ein höherer Max.-Stromwert als 14 A zu erwarten, kann anhand der Formel I²t = 0.72 x I² _peak x t² der Mindest I²t-Wert in guter Näherung berechnet werden, der erforderlich ist, damit der gewählte Sicherungseinsatz den zu erwartenden Stromimpuls aufnehmen kann ohne den Stromkreis zu unterbrechen.

3.2 Power Cross

Prüfschaltung

siehe UL 60950/IEC 60950

Test 2, Second Level (nur TF 600)

Die Sicherung wird im Prüfstromkreis mit einem Prüfstrom I_SC = 60 A belastet.

Die Quellenspannung AC 600 V / 50Hz liegt insgesamt während 5 sec an.

Anforderung: Die Sicherung unterbricht den Stromkreis.

Für den Geräteschutz mit Polymer-PTCs (PPTC) haben Sie nun eine Alternative. Wenn Sie auf Zuverlässigkeit setzen, wählen Sie den rückstellbaren Überstromschutz von SCHURTER.

SCHURTER PTC-Produkte bestehen aus elektrisch leitenden, dünnen Kunststofffolien mit beidseitigen Elektroden. Der elektrisch leitende Kunststoff wird aus einem nichtleitenden, kristallinen Polymer und einem sehr gut leitenden Kohlenstoff gefertigt. Die Elektroden sorgen für eine gleichmässige Stromverteilung im PPTC und bieten eine Oberfläche für den Leitungsanschluss bzw. die Montage.

Rückstellende Sicherungen aus elektrisch leitenden Kunststoffen nutzen ihren sehr grossen nichtlinearen positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) bei Erwärmung. Der PTC ist eine Eigenschaft von Materialien, deren Widerstand mit zunehmender Temperatur steigt. Einzigartig ist aber der Umfang des Widerstandanstieges bei den elektrisch leitenden Polymer-Kunststoffen. Bei einer spezifischen Übergangstemperatur ist der Anstieg des Widerstandes derart gross, dass er in der Regel im logarithmischen Massstab angegeben wird.

Das elektrisch leitende Kohlenstoff-Füllmaterial in der PTC-Sicherung ist auf einem Polymer mit kristalliner Struktur aufgetragen. Die kristalline Struktur sorgt für eine dichte Schicht der Kohlenstoffpartikel

auf ihrer Oberfläche, die den Stromfluss durch den Polymer-Isolator über diese Kohlenstoff-«Ketten» ermöglicht.

Bei normaler Raumtemperatur formen zahlreiche Kohlenstoffketten elektrisch leitende Strecken durch das Material.

Unter Fehlerbedingungen fliesst Überstrom durch die PTC-Sicherungen. Durch I²R-Erwärmung steigt die Temperatur des elektrisch leitenden Kunststoffes und bei fortschreitender Selbsterwärmung überschreitet die Temperatur die Phasentransformationstemperatur. Hierbei nimmt die dicht gepackte kristalline Polymer-Matrix eine amorphe Struktur an.

Der Phasenübergang wird von einer geringfügigen Ausdehnung begleitet, durch die sich die leitenden Partikel voneinander trennen und zum grössten Teil nichtleitend werden. Hieraus ergibt sich ein rapides Ansteigen des Sicherungs-Widerstandes.

Das Material bleibt solange «heiss» und hochohmig, wie Überstrom anliegt. Die Sicherung schützt hierdurch kontinuierlich, bis der Fehler beseitigt bzw. der Strom abgeschaltet wird.

Beim Phasenübergang in umgekehrter Richtung mit erneuter Kristallisierung des Polymers bilden sich die Kohlenstoffketten erneut und der Widerstand nimmt schnell wieder seinen Ausgangswert an.

Die richtige Wahl einer SCHURTER PTC-Sicherung erleichtert Ihnen die folgende Checkliste. Anschliessend vergleichen Sie mit dem entsprechenden Datenblatt.

1. Normaler Betriebsstrom:

______ Ampere

2. Maximale Betriebsspannung

(V_max): ______ volts

3. Fehlerstrom(I_max):

______ Ampere

4. Betriebstemperaturbereich:

Minimaltemperatur: ______ °C

Maximaltemperatur: ______ °C

5. Wählen Sie eine Produktefamilie, deren Maximalwerte für V_max und I_max über der maximalen Betriebsspannung und dem Fehlerstrom der Anwendung liegen.

6. Mit der Haltestrom/Temperatur-Tabelle im Datenblatt der Produktefamilie wählen Sie die PTC-Sicherung, deren Haltestrom bei maximaler Betriebstemperatur höher oder gleich dem normalen Betriebsstrom ist.

7. Stellen Sie das Ansprechen des ausgewählten Produktes unter Fehlerbedingungen sicher, indem Sie in der Ansprechstrom-Tabelle überprüfen, ob der Fehlerstrom bei der geringsten Betriebstemperatur höher als der Ansprechstrom der ausgewählten Sicherung ist.

8. Bestellen Sie Muster, die Sie in der Anwendung testen.

Immer mehr Entwicklungsingenieure schätzen die Vorteile der rückstellbaren PTC-Überstromsicherungen, und täglich werden neue Anwendungen erschlossen.

Der Einsatz der SCHURTER PTC- Sicherungen hat sich in den folgenden Anwendungsbereichen durchgesetzt:

Berührungsschutz gegen direktes Berühren aktiver Teile bei Geräte-Sicherungshaltern (G-Sicherungshalter)

Die Beurteilung des Berührungsschutzes setzt voraus, dass der Halter ordnungsgemäss zusammengebaut, installiert und betrieben wird wie im normalen Gebrauch, z.B. auf der Frontplatte eines Gerätes.

IEC 60127-6 und EN 60127-6 unterscheiden drei verschiedene Kategorien:

a) Geschlossener G-Sicherungshalter

Remarks on PC 3

Einflussfaktoren

Der Entwicklungsingenieur eines elektrischen Betriebsmittels ist verantwortlich für dessen Sicherheit und Funktion gegenüber Menschen, Tieren und Sachwerten. Insbesondere ist es seine Aufgabe dafür zu sorgen, dass die anerkannten Regeln der Technik sowie die entsprechenden gültigen nationalen und internationalen Normen und Vorschriften eingehalten werden.

Im Hinblick auf die Produktesicherheit eines elektrischen Betriebsmittels kommt der Auswahl des richtigen G-Sicherungshalters eine grosse Bedeutung zu. Unter anderem ist mittels geeigneter Massnahmen dafür zu sorgen, dass die vom Hersteller festgelegten zulässigen Verlustleistungen und Temperaturen nicht überschritten werden. Unterschiedliche Definitionen und Anforderungen in den wichtigsten Normen für G-Sicherungseinsätze und G-Sicherungshalter sind häufig die Ursache für eine unkorrekte Auswahl von G-Sicherungshaltern.

Den Nennstrom des G-Sicherungseinsatzes demjenigen des G-Sicherungshalters gleichzusetzen kann, insbesonders bei grösseren Strömen, zu unzulässig hohen Temperaturen führen, wenn der Einfluss der Verlustleistung in den Kontakten des Halters unberücksichtigt bleibt.

Für eine korrekte Auswahl sind folgende Einflussfaktoren je nach Anwendung und Einbauart gebührend zu berücksichtigen:

Es wird empfohlen den Sicherungshalter mit der ausgewählten Sicherung zu testen. Dies auch bei «worst case» Bedingungen für den Sicherungshalter.

Die Reduktion der zulässigen Nenn-Leistungsaufnahme des G-Sicherungshalters aufgrund von verschiedenartigen Verhältnissen am Einbauort usw. muss vom verantwortlichen Entwicklungsingenieur festgelegt werden.

Nennstrom des G-Sicherungshalters

Der vom Hersteller des G-Sicherungshalters festgelegte Stromwert,

auf den sich die Nenn-Leistungsaufnahme des Halters bezieht.

Nenn-Verlustleistung eines G-Sicherungseinsatzes

(Verlustleistung bei Nennstrom)

Nenn-Leistungsaufnahme und zulässige Temperaturen eines G-Sicherungshalters

Die Nenn-Leistungsaufnahme eines G-Sicherungshalters wird mittels eines standardisierten Prüfverfahrens nach IEC 60127-6 ermittelt. Sie entspricht der Verlustleistung, die ein Ersatz-Sicherungseinsatz beim Nennstrom des G-Sicherungshalters und bei einer Umgebungstemperatur von T_U1 = T_U2= 23 °C erzeugt (während längerer Zeit). Dabei dürfen folgende Temperaturen an der G-Sicherungshalter-Oberfläche nicht überschritten werden:

Darstellung der Temperatur-Messbereiche

Zusammenhang zwischen Betriebsstrom I, Umgebungstemperatur T_U1 und der zulässigen Leistungsaufnahme P_h des G-Sicherungshalters.

Beispiel einer Derating-Kurve

Für die Betriebsströme I << I_n, I = 0,7· I_n und I = 1 · I_n zeigen die Derating-Kurven die zul. Leistungsaufnahme des G-Sicherungshalters in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur T_U1. Diese Leistungsaufnahme entspricht der max. zul. Verlustleistung eines G-Sicherungseinsatzes.

Für andere Betriebsströme können die entsprechenden Werte zwischen den Kurven interpoliert oder wie folgt berechnet werden:

P _h = P _o - P _c = P _o - (R _c · I ² )

Auswahl des richtigen G-Sicherungshalters in Bezug auf die zulässige Leistungsaufnahme bei der entsprechenden Umgebungs-Temperatur.

Zusammenfassung

Die Einhaltung der von SCHURTER angegebenen Grenzwerte, insbesondere der Leistungsaufnahme bei den entsprechenden Umgebungstemperaturen und Einbauverhältnissen ist für die Produktesicherheit von grosser Bedeutung. Es ist daher notwendig, folgende zwei Schritte zu beachten.

Schritt 1

Auswählen des G-Sicherungshalters aufgrund der zulässigen Leistungsaufnahme P_h bei Betriebsstrom I und der maximalen Umgebungstemperatur T_U1.

Schritt 2

Die Reduktion der zulässigen Leistungsaufnahme des G-Sicherungshalters (aus Schritt 1) aufgrund von verschiedenartigen Verhältnissen am Einbauort usw. muss vom verantwortlichen Entwicklungsingenieur festgelegt werden.

Beispiele:

Was ist gegeben?

P_h bei I << I_n = 2.5W

I = 0.7 · I_n = 7 A = 2.2W

I = 1.0 · I_n = 10A = 2 W

Welches ist die zul. Leistungsaufnahme P_h des G-Si-Halters?

Lösungen

Interpolation für den Betriebsstrom I = 5 A ergibt einen Wert für P_h von ca. 2,4 W.

Die Berechnung der zul. Leistungsaufnahme ergibt:

P_h = P_o – (R_c · I²) = 2.5 – (0.005 · 5²) = 2.37 W ≈ 2.4 W.

Deratingkurven des G-Sicherungshalters Typ FEF,

Nennstrom I_n = 10 A

Überprüfen der thermischen Anforderungen

Schritt 1

Die folgende Bedingung muss erfüllt werden:

P_f ≤ P_h ¹⁾ d. h. die Nenn-Verlustleistung P_f des G-Sicherungseinsatzes

muss kleiner/gleich der zul. Leistungsaufnahme

P_h des G-Sicherungshalters sein.

P_f = 0.4 W; P_h = 2.4 W bei T_U1 = 50 °C

Schritt 2

Schlussfolgerung (ohne Berücksichtigung von Schritt 2)

IEC 60127-6 Sicherungshalter für Gerätesicherungen

NF C93-436 Sicherungshalter für erhöhte Anforderungen

UL4248-1 Sicherungshalter

CSA, C22.2 NO.4248.1-07 Sicherungshalter

IEC: International Electrotechnical Commission

UL: Underwriters Laboratories Inc. USA

CSA: Canadian Standards Association

NF: Französischer Standard

Wie in Abschnitt 2 bereits erwähnt, sind Nennstrom und Nenn-Leistungsaufnahme in den wichtigsten Normen für G-Sicherungshalter unterschiedlich definiert. Dies führte immer wieder zu Unklarheiten und unkorrekter Auswahl von G-Sicherungshaltern.

UL 512 schreibt z. B. keine max. Leistungsaufnahme vor, sondern legt eine bestimmte Temperaturerhöhung am G-Sicherungshalter fest. Die auf den Haltern angegebenen Nennströme gemäss UL und CSA sind deshalb für den ordnungsgemässen Einsatz nur in Sonderfällen anwendbar.

Um diese Unsicherheiten zu eliminieren, hat sich SCHURTER entschieden, die Nennströme und Nenn-Leistungsaufnahmen gemäss den Definitionen in IEC 60127-6 und EN 60127-6 neu festzulegen.

Die wichtigsten Definitionen finden Sie in Abschnitt 2.

Folgerungen

Ihre Vorteile sind: