LS-Schalter

LS-Schalter: Aufbau, Funktion und Normen

Inhalt des Wiki-Artikels

• Aufbau und Funktion von Leitungsschutzschaltern
• Normen für LS-Schalter
• Absicherung mit FI/LS-Schaltern
• Schaltzeichen des LS-Schalters

LS-Schalter ist die Kurzform von Leitungsschutzschalter. Der LS-Schalter unterbricht den Stromkreis in Gebäuden im Falle eines Kurzschlusses oder wenn die Leitung durch eine zu hohe Stromlast gefährdet ist. Umgangssprachlich wird der Leitungsschutzschalter Sicherung genannt. Entwickelt wurde der LS-Schalter ab 1891 von Hugo Stotz in Mannheim. Vor der Einführung des LS-Schalters waren Schmelzsicherungen gängig, die nach einmaligem Auslösen ausgetauscht werden mussten. Der Leistungsschutzschalter ist eine der wichtigsten Erfindungen im Bereich der elektrischen Sicherheit. Er setzt sich aus einer thermischen und einer elektromagnetischen Auslösevorrichtung zusammen. Die Schutzschaltvorrichtung kann wieder geschlossen werden und mehrfach ohne Austausch auslösen.¹

Aufbau und Funktion von Leitungsschutzschaltern

Ein Leitungsschutzschalter schützt vor Überlast und Kurzschlüssen. Die thermische Auslösungseinheit in LS-Schaltern dient dem Überlastschutz, während die magnetische Auslöseeinheit vor Kurzschlüssen schützt. Beim Überlastschutz erfolgt die Auslösung verzögert, der Kurzschlussschutz löst ohne Verzögerung aus. Leitungsschutzschalter sind funktional aufgebaut. Im Zentrum befindet sich die Auslösespule für die Kurzschlussabschaltung, neben ihr das Kontaktsystem. Oberhalb dieser Kombination findet sich die Betätigungseinrichtung mit Schaltschloss. Unter der Kurzschluss-Auslösespule und dem Kontaktsystem liegt die sogenannte Löscheinrichtung. In dieser werden bei Kurzschlüssen entstehende Lichtbogen gelöscht. Rechts der Löscheinrichtung ist ein Thermobimetall installiert, das bei Überströmen auslöst. Der Strom fließt von der Anschlussklemme des LS-Schalters über die Auslösespule für die Kurzschlussabschaltung zum Kontaktsystem und von dort aus über das Thermobimetall zur zweiten Anschlussquelle.

Löst der LS-Schalter wegen Überlast oder Kurzschluss aus oder wird er manuell betätigt, öffnen sich die Schaltkontakte. Bei hohen Strömen entsteht ein Lichtbogen, der sich über das Leitblech des Leistungsschutzschalters in die Löschkammer bewegt. In dieser wird er in kleine Lichtbögen aufgeteilt und es kommt zu einer hohen Lichtbogenspannung. Der Lichtbogen wird gelöscht und der Stromfluss unterbrochen, so dass der Stromkreis abgeschaltet ist. Die Auslösezeit des LS-Schalters beträgt nur wenige Millisekunden. Jeder Leitungsschutzschalter besitzt außerdem eine Freiauslösung. Die Freiauslösung gewährleistet, dass die Schaltkontakte bei Auslösung auch dann in den Aus-Modus gehen, wenn die Betätigungseinrichtung zum Beispiel durch Plombierung oder einen Schaltvorgang in der EIN-Griffstellung gehalten wird. LS-Schalter können sowohl bei einpoligen als auch bei mehrpoligen Stromkreisen und Verbrauchern eingesetzt werden.²

Normen für LS-Schalter

Maßgaben für LS-Schalter sind in der Norm DIN EN 60898-1 beziehungsweise VDE 0641-11 festgehalten. Die Norm gilt für Wechselstrom-Leitungsschutzschalter mit einem maximalen Bemessungsstrom von 125 Ampere, die dem Schutz von installierten elektrischen Leitungen in Gebäuden oder ähnlichen Anwendungen dienen. Von der Norm erfasste LS-Schalter sind geeignet, den Stromkreis vom Versorgungsnetz zu trennen. Sie sind nicht dazu gedacht, am Stromkreis angeschlossene Motoren zu schützen.³

Absicherung mit FI/LS-Schaltern

LS-Schalter schützen vor Kurzschluss und Überlast, nicht aber vor Stromschlägen. Für den Schutz vor einem lebensgefährlichen Stromschlag ist ein FI-Schalter erforderlich. Dieser schaltet bei einer unzulässig hohen Berührungsspannung ab. Leistungsschutzschalter und FI-Schalter sind separat, aber auch in einer kombinierten Version erhältlich. Kombinierte Fehlerstrom- und Leitungsschutzschalter werden kurz FI/LS-Schalter genannt. Auch die Bezeichnung RCBO ist gängig, sie steht für „Residual current operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection“. Grundsätzlich ist es sinnvoll, den normativ geforderten Schutz mit einem möglichst geringen Platzbedarf im Verteiler zu verwirklichen. Bei einer Hutschiene mit zwölf Platzeinheiten gibt es verschiedene Möglichkeiten, einen effizienten Schutz zu erreichen.

Zum Beispiel können sechs zweipolige FI/LS-Schalter verwendet werden. Mit diesen lassen sich sechs Endstromkreise komplett absichern. Jeder Stromkreis hat so seinen eigenen FI-Schutz. Im Fall einer Fehlerstromauslösung wird nur der betroffene Endstromkreis abgeschaltet, die übrigen bleiben in Betrieb. Der Vorteil dieser Variante ist, dass sich die Fehlersuche einfach gestaltet. Jedoch weist sie im Vergleich zu anderen Installationsvarianten ein schlechtes Platz-Nutzen-Verhältnis auf.

Eine andere Möglichkeit ist, einen vierpoligen FI-Schalter und acht Leistungsschutzschalter einzusetzen. So lassen sich zwei Endstromkreise mehr absichern als bei der erstgenannten Installationsvariante. Allerdings sind sie gemeinsam nur über einen einzigen FI-Schalter abgesichert, so dass bei einer Fehlerstromauslösung alle acht Endstromkreise ausfallen. Die Fehlersuche ist aufwändig, so dass die erneute Inbetriebnahme einer Anlage häufig nicht schnell erfolgen kann.

Eine dritte Variante ist, drei FI/LS-Schalter zu verwenden, die drei einpolige Leitungsschutzschalter für drei Wechselstromkreise mit einem FI-Schalter verbinden. Mit dieser Lösung sind drei Stromkreise gegen Fehlerströme geschützt, während der Kurzschluss- und Überlastschutz separat für jeden Pol gegeben ist. Sind zwölf Platzeinheiten vorhanden, können mit dieser Installationsvariante neun Endstromkreise abgesichert werden. Bei einer Fehlerstromauslösung fallen drei Endstromkreise aus, sechs bleiben in Betrieb. Die Fehlersuche gestaltet sich einfach, denn L- und N-Leiter sind direkt an den Geräten angeschlossen, so dass eine aufwändige Neutralleitersuche entfällt.⁴

Schaltzeichen des LS-Schalters

In der Elektrizitätslehre und der Elektrotechnik werden zur anschaulichen Darstellung Schaltzeichen verwendet. Auf diese Weise werden Geräte und Anlagen mit ihren einzelnen Bauelementen übersichtlich dargestellt. Bauelemente sind zum Beispiel Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Gleichrichter und Schutzschalter. Das allgemeine Schaltzeichen für den LS-Schalter ist ein symbolischer Schalter mit Pfeil, der vom Schalter wegzweigt. Der Pfeil steht für die elektromagnetische Schnellauslösung. Das Kennzeichen für die thermische Auslösung, eine rechteckige Schleife, ist beim allgemeinen Schaltzeichen nicht vorhanden, kann aber bei einer speziellen Darstellung abgebildet sein.⁵