Leitungsschutzschalter.einfach erklärt.

In nahezu jedem Verteiler in Österreich sind sie zu finden: die kleinen Schalter mit Kippschalter oder Wippenhebel, meist beschriftet mit B16, C16 oder ähnlichen Kürzeln. Der Leitungsschutzschalter — kurz LS-Schalter oder umgangssprachlich „Sicherungsautomat" — sorgt dafür, dass eine Leitung nicht durch Überlast überhitzt und bei einem Kurzschluss innerhalb weniger Millisekunden abgeschaltet wird.

Dieser Leitfaden erklärt, wie ein LS-Schalter aufgebaut ist, wie thermische und magnetische Auslösung zusammenspielen, was hinter den Buchstaben B, C und D steckt und worauf bei Auswahl und Einbau nach OVE E 8101 zu achten ist.

Ein Leitungsschutzschalter (englisch MCB — Miniature Circuit Breaker) ist ein wiedereinschaltbares Schutzorgan im Verteiler einer elektrischen Anlage. Er überwacht den Strom in einem Stromkreis und trennt diesen vom Netz, sobald der zulässige Wert überschritten wird — entweder langsam durch Überlast oder schlagartig durch einen Kurzschluss.

Im Unterschied zur Schmelzsicherung wird der LS-Schalter nach einer Auslösung nicht ausgetauscht, sondern nach Behebung der Fehlerursache einfach wieder eingeschaltet. Das macht ihn zum Standard-Schutzgerät in Wohn-, Gewerbe- und Industrieanlagen.

Elektrische Leiter erwärmen sich, wenn Strom fließt. Bleibt der Strom im zulässigen Bereich, ist die Erwärmung unkritisch. Wird der Nennwert der Leitung dauerhaft überschritten, steigt die Temperatur der Isolierung — sie altert schneller, wird spröde oder kann im schlimmsten Fall in Brand geraten.

Der LS-Schalter erfüllt in diesem Kontext drei Kernaufgaben:

• ✦Schutz der Leitung vor thermischer Überlastung durch Dauerströme oberhalb des Bemessungsstromes.
• ✦Schutz vor den Auswirkungen von Kurzschlüssen — schnelle Abschaltung, um Lichtbogen und Beschädigungen zu verhindern.
• ✦Sicheres Trennen des Stromkreises zu Wartungs- und Reparaturzwecken.

Ein typischer Leitungsschutzschalter für Reiheneinbau besteht aus folgenden Hauptbaugruppen:

• ✦Gehäuse aus Isolierstoff mit Rastfuß für die Hutschiene (35 mm).
• ✦Anschlussklemmen für Ein- und Ausgang (Zuleitung und abgehende Leitung).
• ✦Kippschalter oder Wippe zur manuellen Bedienung und als optische Zustandsanzeige.
• ✦Bimetall als thermisches Auslöseelement für den Überlastschutz.
• ✦Elektromagnetische Auslösung (Spule mit beweglichem Anker) für den Kurzschlussschutz.
• ✦Schaltschloss mit Freiauslösung — verhindert das Zwangseinschalten bei bestehendem Fehler.
• ✦Lichtbogenlöschkammer zur sicheren Löschung des Schaltlichtbogens beim Abschalten.

Die einzelnen Baugruppen sind so abgestimmt, dass der Schalter im Normalbetrieb völlig passiv arbeitet — er unterbricht nur dann, wenn Strom oder Zeitverlauf außerhalb der zulässigen Grenzen liegen.

Der LS-Schalter kombiniert zwei Auslöseprinzipien in einem Gerät. Beide wirken auf denselben mechanischen Schaltmechanismus, sprechen jedoch auf unterschiedliche Fehlerbilder an:

• ✦Thermische Auslösung mittels Bimetall — reagiert langsam auf Überlast.
• ✦Magnetische Auslösung mittels Elektromagnet — reagiert schnell auf Kurzschluss.

Wird eines der beiden Auslöseorgane aktiv, entkoppelt das Schaltschloss die Kontakte, ein Lichtbogen entsteht und wird in der Löschkammer sicher unterbrochen. Der Kippschalter fällt in die AUS-Stellung — der Fehler ist damit sichtbar gemeldet.

Das Bimetall besteht aus zwei fest miteinander verbundenen Metallschichten mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten. Fließt Strom durch das Bimetall, erwärmt es sich — je höher der Strom, desto stärker die Erwärmung und desto stärker die Verbiegung des Streifens.

Überschreitet der Strom über einen längeren Zeitraum den Bemessungswert, verbiegt sich das Bimetall so weit, dass es das Schaltschloss auslöst. Die Auslösung erfolgt also zeitabhängig und stromabhängig: kleine Überschreitungen führen erst nach vielen Minuten zur Abschaltung, deutliche Überlast bereits nach wenigen Sekunden. Dieses Verhalten schützt die Leitung, ohne bei kurzen, unkritischen Stromspitzen (z. B. Einschaltstrom) sofort abzuschalten.

Der Strom durchfließt zusätzlich zum Bimetall eine Auslösespule. Deren Magnetfeld ist proportional zum Strom. Solange der Strom im normalen Bereich bleibt, reicht die Kraft nicht aus, um den beweglichen Anker anzuziehen.

Bei einem Kurzschluss steigt der Strom schlagartig auf ein Vielfaches des Bemessungswertes. Das Magnetfeld wird stark genug, um den Anker anzuziehen; dieser betätigt das Schaltschloss und öffnet die Kontakte innerhalb von Millisekunden. Der Vorteil: die kurze Abschaltzeit begrenzt sowohl die freigesetzte Energie am Fehlerort als auch die Belastung der vorgelagerten Anlage.

Der Bemessungsstrom In ist der Strom, den der LS-Schalter dauerhaft führen kann, ohne auszulösen. Übliche Werte für Wohn- und Zweckbauten sind 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50 und 63 A.

Wichtig ist die Abstimmung mit der Leitung: der Bemessungsstrom des LS darf den zulässigen Strom der abgehenden Leitung nicht überschreiten. Sonst verliert der Überlastschutz seine Wirkung, weil die Leitung schon überlastet wäre, bevor der Schalter auslöst.

Alle drei Kennlinien haben denselben thermischen Bereich — der Überlastschutz ist also im Wesentlichen identisch. Sie unterscheiden sich in der magnetischen Auslösung, also im Bereich, in dem die schnelle Abschaltung bei Kurzschluss erfolgt.

• ✦B-Charakteristik: schnelle Auslösung bei 3 bis 5 × In.
• ✦C-Charakteristik: Auslösung bei 5 bis 10 × In.
• ✦D-Charakteristik: Auslösung bei 10 bis 20 × In.

Je „träger" die Charakteristik, desto höher der zulässige Einschaltstrom, bevor die magnetische Auslösung anspricht. Dadurch lassen sich Verbraucher mit hohen kurzzeitigen Anlaufströmen (z. B. Motoren, Transformatoren) sinnvoll absichern.

Der B-Automat löst magnetisch bei einem Strom von etwa 3 bis 5 × In aus. Er ist die typische Wahl für Beleuchtungs- und Steckdosenstromkreise in Wohnungen, Büros und ähnlichen Bereichen, in denen keine großen kurzzeitigen Einschaltströme auftreten.

Typische Anwendungen:

• ✦Steckdosenstromkreise in Wohnräumen und Büros.
• ✦Beleuchtungsstromkreise ohne große Vorschaltgeräte.
• ✦Kleine Verbraucher mit geringem Anlaufstrom.

Der C-Automat löst magnetisch erst bei 5 bis 10 × In aus. Damit verkraftet er höhere kurzzeitige Einschaltströme, ohne sofort abzuschalten. Er wird häufig für Verbraucher mit induktivem Anteil oder mit Vorschaltgeräten eingesetzt.

• ✦Kleine bis mittlere Motoren und Pumpen.
• ✦Werkstätten und Gewerbebetriebe mit gemischten Verbrauchern.
• ✦Bestimmte LED-Anlagen mit hohen Einschaltstromspitzen.

Der D-Automat löst magnetisch bei 10 bis 20 × In aus. Er kommt dort zum Einsatz, wo besonders hohe Einschaltstromspitzen auftreten — bei kleineren Verbrauchern der Wohn- und Bürowelt spielt er praktisch keine Rolle.

• ✦Transformatoren mit hohem Einschaltstrom.
• ✦Große Motoren und Maschinen mit hohem Anlaufstrom.
• ✦Bestimmte Schweißgeräte und Industrieanwendungen.

Wichtig: die höhere magnetische Ansprechschwelle bedeutet, dass im Kurzschlussfall höhere Ströme fließen, bevor abgeschaltet wird. Die Schleifenimpedanz muss entsprechend niedrig sein, damit die geforderten Abschaltzeiten eingehalten werden.

Der thermische Bereich (Überlastschutz) ist bei allen drei Typen praktisch identisch — der Unterschied liegt ausschließlich in der schnellen magnetischen Auslösung.

Für die richtige Wahl sind folgende Kriterien maßgeblich:

• ✦Zulässiger Strom der abgehenden Leitung (Querschnitt, Verlegeart, Umgebungsbedingungen).
• ✦Art und Einschaltverhalten der Verbraucher (Beleuchtung, Steckdosen, Motoren, Trafos).
• ✦Netzsystem und daraus resultierende Kurzschlussströme.
• ✦Selektivität zu vor- und nachgelagerten Schutzeinrichtungen.
• ✦Ausschaltvermögen (in kA) — muss dem am Einbauort möglichen Kurzschlussstrom entsprechen.
• ✦Anzahl der zu schaltenden Pole (1-, 2-, 3- oder 4-polig).

Der LS-Schalter schützt die Leitung, nicht das angeschlossene Gerät. Der Bemessungsstrom muss deshalb so gewählt werden, dass er den zulässigen Dauerstrom der Leitung nicht überschreitet. Als grobe Orientierung für Kupferleitungen unter üblichen Bedingungen:

Hinweis: die tatsächlich zulässigen Werte hängen von Verlegeart, Häufung, Umgebungstemperatur und weiteren Faktoren ab. Maßgeblich ist die aktuelle Ausgabe der OVE E 8101.

Ein FI-Schutzschalter (RCD) überwacht die Summe der ein- und ausfließenden Ströme. Weicht diese von Null ab (weil ein Fehlerstrom gegen Erde abfließt), schaltet er ab. Er dient in erster Linie dem Personenschutz.

Ein LS-Schalter misst den Betriebsstrom im Stromkreis und schützt vor Überlast und Kurzschluss. Er dient dem Leitungs- und Anlagenschutz.

In modernen Anlagen werden beide Schutzeinrichtungen kombiniert — entweder als getrennter FI mit nachgeschalteten LS-Schaltern, oder als kompaktes FI-LS-Element (RCBO) für einzelne Stromkreise. Nähere Details dazu im Beitrag FI-Schutzschalter (RCD) einfach erklärt.

• ✦Endstromkreise in Wohnungen: Beleuchtung, Steckdosen, Herd, Warmwasser.
• ✦Büro- und Zweckbauten: Beleuchtung, EDV, Klimatechnik, Aufzüge.
• ✦Werkstätten und Gewerbe: Maschinen, Motoren, Werkzeuge.
• ✦Industrie: gruppenweise Absicherung von Antrieben, Steuerungen, Nebenanlagen.
• ✦Gebäudetechnik: Heizung, Lüftung, Regelungstechnik.

• ✦Zu kleiner Bemessungsstrom für die tatsächliche Belastung — häufige Auslösungen bei normalem Betrieb.
• ✦Falsche Charakteristik gewählt (z. B. B statt C) — LS löst beim Einschalten großer Verbraucher aus.
• ✦LS-Nennstrom größer als der zulässige Leitungsstrom — Überlastschutz für die Leitung fehlt.
• ✦Fehlender oder falsch dimensionierter Selektivitätsplan — bei einem Fehler löst zusätzlich der übergeordnete Schalter aus.
• ✦Locker angezogene Klemmen — punktuelle Erwärmung, Verfärbung, im Extremfall Brandgefahr.
• ✦Defektes Gerät im Stromkreis, das einen Erdschluss oder Isolationsfehler verursacht.

Im Rahmen der wiederkehrenden Prüfung einer Anlage werden unter anderem beurteilt:

• ✦Sichtprüfung: Beschädigungen, Verfärbungen durch Wärme, korrekte Beschriftung, Zugänglichkeit.
• ✦Kontrolle der Klemmen: fester Sitz der Leiter, sauberer Anschluss ohne Isolierungsreste unter der Klemme.
• ✦Messung der Schleifenimpedanz zur Kontrolle der Abschaltbedingungen bei Kurzschluss.
• ✦Überprüfung der Übereinstimmung zwischen LS-Nennstrom, Leitungsquerschnitt und Verlegeart.
• ✦Kontrolle der Selektivität zu vorgelagerten Schutzeinrichtungen (Hausanschluss, Zählervorsicherung).

Die OVE E 8101 („Errichtung von Niederspannungsanlagen") legt in Österreich unter anderem fest, welche Schutzmaßnahmen anzuwenden sind, welche Auswahl- und Dimensionierungsregeln für Überstromschutzeinrichtungen gelten und welche Prüfungen bei Neuanlagen und wiederkehrend durchzuführen sind.

Aus urheberrechtlichen Gründen werden hier keine Normtexte wiedergegeben. Wesentlich ist: LS-Schalter müssen so ausgewählt, angeordnet und geprüft werden, dass die in der Norm geforderten Abschaltzeiten sicher eingehalten werden — abgestimmt auf Netzsystem, Leitung und Verbraucher.

Weiterführend zum Thema Netzsysteme: siehe Netzsysteme (TN, TT, IT) einfach erklärt.

• ✦Bemessungsstrom In — Strom, den der Schalter dauerhaft führen kann, ohne auszulösen.
• ✦Ausschaltvermögen — größter Kurzschlussstrom, den der Schalter sicher abschalten kann (in kA).
• ✦Kennlinie / Charakteristik — B, C oder D; beschreibt das Kurzschluss-Auslöseverhalten.
• ✦Selektivität — bei einem Fehler löst nur der nächstgelegene, dem Fehler unmittelbar vorgelagerte Schalter aus.
• ✦Schleifenimpedanz — Gesamtwiderstand der Fehlerschleife; bestimmt den möglichen Kurzschlussstrom.
• ✦Freiauslösung — der Schalter löst auch dann aus, wenn der Bedienhebel festgehalten wird.

• ✦FI-Schutzschalter (RCD) einfach erklärt
• ✦Netzsysteme (TN, TT, IT) einfach erklärt
• ✦Go Blitz — KI-Assistent für Elektrotechnik in Österreich
• ✦Fachgebiete & Schwerpunkte