Schaltschranktechnik Licht aus – Licht an

Steht man heute plötzlich ohne Strom da – aber bei den Nachbarn ist alles hell erleuchtet –, gibt es nur einen richtigen Weg: den zum Sicherungskasten. Aha, es hat die Sicherung im Wohnzimmer raus gehauen. Also nimmt man im Wohnzimmer einige Geräte vom Netz, geht zurück zum Sicherungskasten, legt den Leitungsschutzschalter um, und das Zimmer ist wieder hell erleuchtet.

Dass wir nach einem Kurzschluss oder einer Stromüberlast-Situation so einfach wieder zu Strom kommen, dafür hat Hugo Stotz gesorgt. Der Gründer der heutigen ABB Stotz-Kontakt muss sich vor über 100 Jahren wohl geärgert haben, dass er jedes Mal, wenn es zu Überlast oder Kurzschluss kam, eine neue Sicherung kaufen musste. Denn damals gab es nur Schmelzsicherungen, die jedesmal gegen neue ausgetauscht werden mussten. 1891 gründete Stotz sein Unternehmen für elektrische Beleuchtungen, tüftelte an einer fortschrittlicheren Sicherung und erhielt 1924 das Patent für seinen Sicherungsautomaten.

„Es ist nicht trivial, hohe Ströme sicher zu unterbrechen“, erklärt Uwe Laudenklos, Geschäftsführer von ABB Stotz-Kontakt. „Denn beim Ausschaltvorgang entsteht ein Lichtbogen mit mehreren tausend Grad Celsius zwischen den Kontakten des Sicherungsautomaten. Durch diesen bleibt die Verbindung der Stromkreise aber bestehen. Also muss er gelöscht werden.“ Das Löschen war eine kleine Herausforderung, die Hugo Stotz jedoch in einer besonderen Form löste. Der Lichtbogen wird von den Kontakten in eine Lichtbogenlöschkammer geleitet. Dort wird der ehemals starke Lichtbogen in viele kleinere aufgeteilt, bis die treibende Spannung für die Lichtbögen nicht mehr ausreicht und sie verlöschen.

Funktionsweise

Auslösen kann den Leitungsschutzschalter sowohl eine Überlast als auch ein Kurzschluss. Sicherungsautomaten gibt es mit verschiedenen voreingestellten Auslöse-Indikationen; das Modell B16 zum Beispiel ist für einen Stromfluss bis zu 16 Ampere ausgelegt. Fließt ein höherer Strom als dieser festgelegte Nennstrom, spricht man von einer Überlast, wodurch sich der thermische Auslöser – ein Bimetall – erwärmt und den Schalter öffnet. Steigt der Strom hingegen sehr schnell und sehr stark an, kommt es zu einem Kurzschluss. In diesem Fall erzeugt die Spule im Sicherungsautomaten ein Magnetfeld, das den Schaltmechanismus auslöst und die Kontakte direkt öffnet. Diese Schnellauslösung begrenzt die Energie des Kurzschlusses und hält somit den Stress für die Leitung gering und schützt angeschlossene Geräte vor elektrischen und thermischen Schäden.

Schiene statt Gewinde

Jetzt wird der Sicherungsautomat schon 90 Jahre alt. An der Funktion hat sich nicht viel geändert, aber an der Einbauform: Unter Hugo Stotz waren die Sicherungsautomaten noch mit Gewinde zum Schrauben. Das erleichterte den Umstieg von der Schmelzsicherung. Heute werden Leitungsschutzschalter auf eine Tragschiene gesteckt, zum Beispiel auf die DIN-normierten Hutschiene. Außerdem stiegen in den vergangenen Jahren die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit unserer Installationen in Gebäuden sowie in Industrieanwendungen. Dadurch entstand eine größere Variantenvielfalt. So wird in der Industrie sowohl Gleich- als auch Wechselstromschalter benötigt, unterschiedliche Auslösekennlinien, Stromstärken und verschiedene Zulassungen. Das in Heidelberg ansässige Unternehmen bietet auch einpolige und drei-polige Sicherungsautomaten. Für die Dreier-Variante werden drei Sicherungsautomaten mechanisch miteinander verbunden. Kommt noch ein NA-Leiter hinzu, nennt man es eine 4-polige Applikation. „Wir führen mindestens 100 verschiedene Varianten“, erzählt Laudenklos.

Marke Eigenbau

Heute werden täglich etwa 115 000 Stück produziert, das sind mehr als 28 Millionen im Jahr. Ohne eine stark automatisierte Produktion wäre das gar nicht denkbar. So geht Anfang 2015 auch der ein milliardste Sicherungsautomat vom Band. Dabei fertigt das Unternehmen fast alle Teile selbst: von der Löschkammer über Bestandteile des thermischen sowie des magnetischen Auslösers bis hin zu den Gehäusen. „Wir sind unser eigener Maschinenbauer“, betont Laudenklos. Denn die Kernkompetenz von ABB liegt in Montageanlagen, Testanlagen und dem Beschriften. Also sind auch die Fertigungsanlagen für den Sicherungsautomaten selbst geplant und gebaut. „Die komplette Wertschöpfungskette in der Fertigung haben wir uns selbst gestaltet“, so Laudenklos.