1 Warum ein ausreichendes Schmelzintegral wichtig ist
Einschaltpulse, vor allem wenn sie häufig auftreten, lassen Sicherungen vorzeitig altern und können später zu unerwünschten Ausfällen führen. Um dies zu vermeiden, sollte man bei der Wahl einer Sicherung auf ein adäquates Schmelzintegral bzw. einen ausreichenden I2t-Wert achten. Der I2t-Wert definiert die Energiemenge, die nötig ist, einen Draht oder Schmelzleiter zum Durchschmelzen zu bringen. Meist verfügen träge Sicherungen, um ein hohes I2t zu erreichen, über einen verzinnten Schmelzleiter. Das Zinn kann über die Zeit in den Draht diffundieren, und diese dadurch flinker machen. Generell gilt, dass flinke Sicherungen pulsresistenter sind als träge. Oft muss man jedoch träge Sicherungen einsetzen, da flinke Sicherungen nicht genügend hohe I2t-Werte aufweisen.
2 Wann eine Schmelzsicherung geeignet ist
Die Schmelzsicherung lässt sich besonders gut für den Kurzschlussschutz einsetzen, wo sie sicher und zuverlässig unterbricht. Bei moderaten Überströmen bis zum 2- oder 3-fachen des Nennstromwertes sind Schmelzsicherungen ungenau und daher als Schutzelement weniger geeignet. Andere Maßnahmen wie elektronischer Schutz, thermische Schutzelemente oder zusätzliche Sicherungen sind dann nötig.
3 Der Normalbetrieb nach dem Einschalten ist zu beachten
Eine Sicherung ist in der Regel einem maximalen Betriebsstrom und einer maximalen Betriebstemperatur ausgesetzt. Ein „Derating“ des Nennstromes ist daher meist notwendig, da eine Sicherung selten bei 23 °C im Einsatz ist. Als Beispiel soll hier eine träge SMD-Sicherung dienen, die bei 60 °C betrieben wird. Diese sollte um 17Prozent „derated“ werden - das heißt, wenn der Betriebsstrom 1 A bei 60 °C beträgt, ist eine Sicherung mit einem höheren Sicherungswert von 1,25A (1 A/0,83) notwendig.
4 Unterschiede bei der Eigenerwärmung berücksichtigen
Die Eigenerwärmung von trägen Sicherungen ist geringer als bei flinken. Dies ist am typischen Spannungsfallwert zu erkennen. So verfügt beispielsweise eine 2-A-5x20-mm-Glassicherung über einen typischen Spannungsfall von 60 mV in der trägen und von 90 mV in der flinken Ausführung. Dieser Unterschied erklärt sich durch den dickeren Schmelzleiter, der für träge Sicherungen erforderlich ist. Weiter ist zu beachten, dass Sicherungen durch den Strom aufgeheizt werden, bis bei einer bestimmten Temperatur der Schmelzleiter durchschmilzt und den Schaltkreis unterbricht. Jegliche Maßnahmen zur Abkühlung wie Lüftung, Kühlkörper, größere Lötflächen oder Wärmeakkumulationen ändern die Zeit-/Strom-Charakteristik der Sicherungen und sollten daher vermieden werden.
5 Wichtige Fakten zu Sicherungshaltern
In Industrieanwendungen sind 5x20-mm-Sicherungen weit verbreitet, da sie weltweit verfügbar sind und vor Ort durch den Endkunden oder eine Servicegesellschaft leicht ersetzt werden können. In solchen Anwendungen wird meist ein Sicherungshalter benötigt, dabei sind folgende Punkte zu beachten: Für Sicherungshalter, die nach der Norm IEC 60127-6 zugelassen sind, werden unter anderem folgende elektrische Eigenschaften spezifiziert: Nennleistungsaufnahme (z. B. 2,5 W/10 A bei 23 �?C), Nennstrom (z. B. 10 A) und Nennspannung (z. B. 250 V). Für Sicherungshalter gemäß UL 4248-1 und CSA 4248 / no. 39 sind nur Nennstrom (z. B. 16 A) und Nennspannung (z. B. 250 V) spezifiziert.
6 Auf die Dimensionierung kommt es an
Sicherungen können nach IEC 60127 oder nach UL 248-14 dimensioniert sein. Dabei sollte folgender Unterschied bezüglich Nennstromauslegung beachtet werden: Sicherungen gemäß IEC 60127 darf man bei 100 Prozent, gemäß UL 248-14 hingegen nur bei 75 Prozent des Nennstromwertes dauerhaft betreiben. Typisch für eine Sicherung mit UL-248-14-Charakteristik sind mindestens vier Stunden Betriebszeit bei Nennstrom.
7 Warum man bei der Wahl des passenden Sicherungshalters auf die IEC-Norm setzen sollte
IEC verwendet bei der Prüfung eine Dummy-Sicherung, z. B. 40mΩ = 4 W/(10 A)2. Die Dummy-Sicherung und der Kontaktwiderstand zwischen Sicherung und Clip erzeugen Wärme. Der Halter muss diese Bedingung 500Stunden aushalten können, berührbare Teile dürfen sich nicht über 85�?C erwärmen. UL/CSA hingegen verwendet zur Prüfung ein Silberrohr mit �??0Ω. Dabei wird Wärme nur beim Kontaktwiderstand zwischen Sicherung und Clip erzeugt. Dies führt dazu, dass der Halter nach UL/CSA einen höheren Nennstrom aushalten kann als unter IEC-Bedingungen. Da jede Sicherung einen Widerstand besitzt und so Wärme erzeugt, ist die IEC-Betrachtung realitätsnäher und sollte bei der Auslegung herangezogen werden. Die UL/CSA prüft nur den Sicherungshalter selbst, was für die Praxis nur bedingt ausreicht.
