Leistungsschütz

Leistungsschütze von SIEMENS

Leistungsschütze von SIEMENS sind für vielfältige Aufgaben und Einsatzbedingungen verfügbar.

Das Leistungsschütz hat einen ähnlichen Aufbau wie ein Relais. Beide werden elektrisch oder elektromechanisch betätigt und eignen sich für schnelle Schaltvorgänge, die über einen separaten Kreis von Ferne ausgelöst werden. Das Leistungsschütz unterscheidet sich vom Relais durch die höhere Schaltleistung, die Maßnahmen zur Reduzierung der Lichtbogenbildung erforderlich machen. Aus diesem Grund gehören Funkenlöschkammern zu den kennzeichnenden Merkmalen von einem Schütz. Das Leistungsschütz ist vom Hilfsschütz zu unterscheiden. Es hat eine höhere Schaltleistung als das Hilfsschütz.

Funktionsweise Leistungsschütz

Der typische Aufbau von einem Leistungsschütz besteht aus einem Elektromagneten mit Wicklung und Eisenkern. In der Spule bewegt sich durch die Wirkung des Magnetfeldes, das bei eingeschalteter Spannung erzeugt wird, ein metallischer Anker. Der Kraft des Magnetfeldes entgegen gerichtet ist eine Anordnung von einer oder mehreren Federn, die den Anker bei Ausschalten des Elektromagneten in seine Ausgangsposition zurückbringt. Je nach Bauform von dem Leistungsschütz wird die Bewegung des Ankers direkt oder über zwischengeschaltete mechanische Elemente (Hebel) auf das bewegliche Schaltstück übertragen. Die Kontakte sind am Schaltstück befestigt und werden durch die Bewegung des Schaltstücks geschaltet.

Die Hauptaufgabe von einem Leistungsschütz ist das Schalten von Stromkreisen für hohe Lasten. Dafür können einer oder mehrere Hauptkontakte am Leistungsschütz angebracht sein. Sie werden beim Einschalten von dem Leistungsschütz geschaltet und schließen die Hauptstromkreise. Ein angeschlossener Motor beginnt zu laufen. Sollen Meldefunktionen, Signale und andere Steuerstromkreise geschaltet werden, sind auf dem Schaltstück weitere Kontakte, die Steuerkontakte, angeordnet. Sie sind für geringere Schaltleistungen ausgelegt und typischerweise nicht mit Funkenlöschkammern ausgerüstet. Beim Anschluss ist darauf zu achten, dass sich die vorgegebenen Grenzwerte für die Schaltleistung der Hauptkontakte und der Steuerkontakte unterscheiden und nicht überschritten werden dürfen. Die Anschlüsse am Leistungsschütz sind gekennzeichnet. Bei der Montage sind Hauptkontakte und Hilfskontakte zu identifizieren.

In einem Leistungsschütz wird der Strom durch die Hauptkontakte mit einem Steuerstrom geschaltet, der die Magnetspule antreibt. Solange der Steuerstrom fließt, wird der Leistungsschütz in der Einschaltstellung gehalten. Im Hauptstromkreis können ohmsche, kapazitive und induktive Lasten liegen. Für jede Lastart gibt es einen Maximalstrom, mit dem das Leistungsschütz beansprucht werden darf. Diese sind der Kennzeichnung zu entnehmen. Leistungsschütze haben nur Öffner- und Schließerkontakte. Sie sind doppelt unterbrechend ausgeführt. Der Stromkreis wird an zwei Stellen unterbrochen.

Zwischen den Kontakten von einem Leistungsschütz kann im Moment des Schaltens ein Lichtbogen entstehen. Es wird zwischen dem Einschaltlichtbogen und dem Ausschaltlichtbogen unterschieden. Beim Einschalten prallt der bewegliche auf den festen Kontakt und wird durch den elastischen Impuls ein oder mehrmals zurückgeworfen. Im sich dabei bildenden Spalt entsteht der Lichtbogen. Beim Ausschalten führt ein Temperaturanstieg in der sich verengenden Kontaktstelle zu lokalen Bedingungen, die die Bildung eines Lichtbogens begünstigen. Die Kontakte von einem Leistungsschütz können durch Lichtbögen abbrennen oder verkleben. Lebensdauer und Sicherheit von dem Leistungsschütz sind durch passende Maßnahmen zur Reduzierung der Funkenbildung zwischen den Kontakten zu erhöhen.

Der Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten kann mit einer Fülle konstruktiver Maßnahmen begegnet werden. Die Kontakte können in Geometrie und Materialauswahl verbessert werden. Durch die Anordnung von Blasmagneten und Funkenlöschkammern ist der schädliche Einfluss von Lichtbögen zu reduzieren.

Industrielle Anwendungsbereiche von Leistungsschütz

Leistungsschütze von SIEMENS werden für die Steuerung von Elektromotoren und anderen Verbrauchern mit hohen Lasten, wie Elektroheizungen und Lichtanlagen, eingesetzt. Sie schalten hohe Ströme schnell und sicher. Sind kurze Schaltzeiten wichtig, bietet sich das Halbleiterschütz an. Ein Halbleiterschütz vermeidet die Abnutzungserscheinungen an den mechanischen Bauteilen von einem konventionell aufgebauten Leistungsschütz. Es sind Leistungsschütze von SIEMENS in der Ausführung als Halbleiterschütz verfügbar.

Die Trennung von Hauptstromkreis und Steuerstromkreis hat neben den sicherheitstechnischen Vorteilen durch die galvanische Trennung auch Kostenvorteile durch die Verwendung von Kabeln mit geringeren Querschnitten für die Steuerleitungen. Ein als Halbleiterschütz ausgeführter Leistungsschütz ermöglicht keine sichere, galvanische Trennung im Hauptstromkreis. Die Verlustleistung kann die Anbringung eines Kühlkörpers erforderlich machen.

Die Gebrauchskategorie beschreibt die Bedingungen und Verwendungen, für die Leistungsschütze von SIEMENS sicher zu betreiben sind. Beispiele sind die Gebrauchskategorie AC3, mit der Vorgaben für den Betrieb von Käfigläufermotoren mit Wechselstrom gemacht werden. Die Gebrauchskategorie DC13 begrenzt den Einsatz von einem Leistungsschütz für die Schaltung von Elektromagneten mit Gleichstrom. Leistungsschütze von SIEMENS für das Schalten von Drehstrommotoren sind verfügbar. Durch die Funktionsüberwachung mit einem Hilfsrelais kann ein Leistungsschütz eingesetzt werden, wenn es auf hohe Sicherheit ankommt.