Selektive Staffelung von Schutzorganen – Grundlagen, Methoden und praktische Umsetzung.
Selektivität bedeutet, dass bei einem Fehler nur das dem Fehler am nächsten gelegene Schutzorgan auslöst, während alle vorgelagerten Schutzorgane unverändert bleiben. So wird nur der fehlerhafte Stromkreis abgeschaltet, der Rest der Anlage bleibt in Betrieb.
In kritischen Anwendungen (Industrie, Krankenhaus, Rechenzentrum) ist Selektivität ein Muss. Aber auch in normalen Installationen sollte Selektivität angestrebt werden.
HAK
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SLS 63A ──────────── löst auch aus! ✗
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Z-Zähler
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LS B32 ──────────── löst auch aus! ✗
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UV
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LS B16 ──────────── löst aus ✓
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✗ FEHLER
Klicken zum KopierenProblem: Gesamte Wohnung dunkel, obwohl nur ein Stromkreis fehlerhaft.
HAK
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SLS 63A ──────────── bleibt AN ✓
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Z-Zähler
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LS B32 ──────────── bleibt AN ✓
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UV
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LS B16 ──────────── löst aus ✓
│
✗ FEHLER
Klicken zum KopierenErgebnis: Nur der fehlerhafte Stromkreis wird abgeschaltet.
Gestaffelte Nennströme: Der vorgelagerte Schutzschalter hat einen höheren Nennstrom und löst daher später aus.
Bedingung: I_Nenn (vorgelagert) > I_Nenn (nachgelagert)
| Position | Schutzorgan | Selektivität? |
|---|---|---|
| HAK | SLS 63A | ✓ |
| HV | LS C32 | ✓ (wenn Diff. groß genug) |
| UV | LS B16 | Fehlerort |
Problem: Bei hohen Kurzschlussströmen oft nicht ausreichend!
Der vorgelagerte Schutzschalter hat eine längere Auslösezeit (Verzögerung).
Umsetzung:
Sicherungen mit Strombegrenzung: Die nachgelagerte Sicherung begrenzt die durchgelassene Energie so stark, dass die vorgelagerte nicht auslöst.
Typische Umsetzung:
Intelligente Kommunikation zwischen Schutzschaltern: Der dem Fehler nächstgelegene Schalter meldet den Fehler nach oben, die vorgelagerten verzögern daraufhin.
Einsatz: Große Industrieanlagen, kritische Infrastruktur
Die vorgelagerte Sicherung übernimmt bei hohen Kurzschlussströmen den Schutz (Back-up). Die Selektivität ist nur bis zu einem bestimmten Strom garantiert.
| Kennlinie | Auslösebereich (magnetisch) |
|---|---|
| B | 3-5 × I_N |
| C | 5-10 × I_N |
| D | 10-20 × I_N |
Selektivitätsregel: Um selektiv zu sein, sollte die vorgelagerte Kennlinie "träger" sein:
| Nachgelagert | Vorgelagert | Selektivität |
|---|---|---|
| B | C oder D | Wahrscheinlich |
| C | D | Möglich |
| B | B | Nur bei großem I_N-Unterschied |
| Typ | Auslösezeit | Position |
|---|---|---|
| Typ A (Standard) | < 300 ms | Endstromkreis |
| Typ S (selektiv) | 130-500 ms | Vorgelagert (HV) |
Hersteller bieten Selektivitäts-Tabellen für ihre Produkte:
| Vorgelagert | Nachgelagert | Selektiv bis |
|---|---|---|
| NH-00 63A gG | LS B16 | 4,5 kA ✓ |
| NH-00 63A gG | LS C16 | 3,0 kA ✓ |
| LS C32 | LS B16 | 1,2 kA (teilselektiv) |
| SLS 63A E | LS B16 | 6,0 kA ✓ |
Immer Herstellertabellen prüfen!
Aufgabe
In einer Wohnung soll zwischen SLS und LS Selektivität hergestellt werden.
Lösung
SLS 40A E → LS B16: Vollselektiv bis 6 kA. RCD-Staffelung: 100mA S vor 30mA A.
Aufgabe
Eine Industrieanlage (I_k = 25 kA) soll selektiv aufgebaut werden.
Lösung
NH-Kaskade mit Selektivitätsnachweis. Teils Anpassung nötig für volle Selektivität.
DIN VDE 0100-530: Auswahl und Errichtung – Schalt- und Steuergeräte
DIN EN 60947: Niederspannungsschaltgeräte
DIN VDE 0636: Niederspannungssicherungen
Wichtige Festlegungen:
Selektivität – Zusammenfassung:
Arten:
Faustregeln:
RCD-Selektivität:
Praxis: Immer Herstellertabellen prüfen!
Nein, die VDE 0100 fordert Selektivität nicht zwingend für normale Wohngebäude. Sie wird aber empfohlen und ist gute Praxis. In bestimmten Bereichen (z.B. Krankenhaus, Pflegeheim) ist Selektivität jedoch Pflicht nach den entsprechenden Normen (VDE 0100-710). Auch bei größeren Anlagen sollte sie aus praktischen Gründen angestrebt werden.
Back-up-Schutz bedeutet, dass ein vorgelagertes Schutzorgan (meist NH-Sicherung) den Schutz für hohe Kurzschlussströme übernimmt, die das nachgelagerte Gerät (z.B. LS-Schalter) nicht selbst abschalten könnte. Das ist NICHT dasselbe wie Selektivität – beim Back-up lösen beide Geräte aus, aber die Anlage ist geschützt.
Selektive RCDs sind mit "S" (selektiv) oder "kurzzeitverzögert" gekennzeichnet und haben ein S-Symbol auf dem Gehäuse. Die Auslösezeit liegt zwischen 130-500 ms (statt <300 ms bei Standard-RCDs). Sie werden typischerweise mit 100 mA oder höherem Nennfehlerstrom eingesetzt und vor 30 mA-RCDs geschaltet.