Wie funktionieren Stromkreisunterbrecher? Häufige Gründe für ausgelöste Stromkreise

Geschrieben von Bob Formisano | Besprochen von Larry Campbell

Das elektrische System in jedem Haus besteht aus einer Reihe von Stromkreisen, die entweder durch Schutzschalter oder Sicherungen kontrolliert und geschützt werden. In den meisten heutigen Häusern werden Leistungsschalter verwendet, um die einzelnen Stromkreise zu steuern und zu schützen, aber in älteren Häusern, die ihre elektrischen Systeme nicht aufgerüstet haben, werden möglicherweise Sicherungen verwendet. Die Stromkreisunterbrecher oder Sicherungen befinden sich in der Regel in einer zentralen Hauptverteilerschalttafel oder einem Sicherungskasten. Suchen Sie Ihre Hauptverteilerschalttafel und stellen Sie fest, ob in Ihrem Haus Stromkreisunterbrecher oder Sicherungen verwendet werden. Stromkreisunterbrecher sehen wie Schalter aus, während Sicherungen rund sind und in Steckdosen eingeschraubt werden.Stromkreisunterbrecher und Sicherungen sind Sicherheitsvorkehrungen, die Häuser und Menschen vor Bränden, Stromschlägen sowie Geräte- und Sachschäden schützen.Lesen Sie weiter, um mehr über die verschiedenen Arten von Stromkreisunterbrechern, das Auslösen eines Unterbrechers und die häufigsten Ursachen für elektrische Probleme zu erfahren.

Was ist ein Stromkreisunterbrecher?

Leitungsschutzschalter sind automatisch betätigte elektrische Schalter mit Ein- und Ausschaltknöpfen. Sie sollen einen Stromkreis vor Schäden durch zu hohe elektrische Ströme schützen. Sie lösen aus, wenn sie Veränderungen im elektrischen Stromfluss erkennen, und unterbrechen die Stromkreisverbindung, wenn eine Unregelmäßigkeit auftritt.

Arten von Stromkreisen

• Standard: Einfache Schutzschalter gibt es in zwei Ausführungen: einpolig (am häufigsten) und zweipolig. Beide stoppen den Strom bei Überlastung und Kurzschluss und verhindern eine Überhitzung der Drähte. Ein einpoliger Unterbrecher schützt eine Leitung (120 Volt, 15-20 Ampere). Ein zweipoliger Unterbrecher schützt zwei Drähte (120 bis 240 Volt, 15-200 Ampere).
• GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter): Diese Stromkreisunterbrecher schützen den gesamten Stromkreis, einschließlich aller Leitungen und Geräte. Diese Unterbrechertafel bietet vollständigen Schutz gegen Erdschlüsse. Sie sollten unbedingt an Orten mit Wasser und Feuchtigkeit eingesetzt werden, z. B. in Küchen, Bädern, Waschküchen, Außenbereichen und Kellern.
• AFCI (Arc Fault Circuit Interrupter): Störlichtbogenunterbrecher erkennen einen abnormalen Pfad oder einen Stromsprung von einem Stromkreis zu einem anderen (paralleler Lichtbogen); dieser Unterbrecher unterbricht die Stromzufuhr, bevor ein Funke zu einem Brand führen kann. Diese Unterbrecher eignen sich am besten für Häuser oder elektrische Anlagen mit alten, ausfransenden Kabeln.
• CAFCI (Combination Arc Fault Circuit Interrupter): Ein Störlichtbogenunterbrecher schützt auch gegen einen parallelen Lichtbogen mit dem Bonus, dass er einen Serienlichtbogen abwehrt. Ein Serienlichtbogen ist ein Stromsprung entlang desselben Stromkreises, z. B. von einem Teil des Drahtes zu einem anderen.

Was passiert, wenn ein Stromkreis ausgelöst wird?

Wenn alle Lichter und Leuchten nur in einem Teil des Hauses gleichzeitig ausfallen, liegt das daran, dass einer der Stromkreisunterbrecher „ausgelöst“ oder eine der Sicherungen durchgebrannt ist. Im Falle von Schutzschaltern besteht die unmittelbare Lösung darin, den ausgelösten Schalter zu finden und den Hebel wieder in die EIN-Stellung zu bringen. Wenn eine Sicherung durchbrennt, ist ein Metalldraht im Inneren der Sicherung durchgebrannt, was bedeutet, dass Sie die Sicherung durch eine neue ersetzen müssen. Um zu vermeiden, dass das Problem erneut auftritt, sollten Sie herausfinden, warum der Unterbrecher ausgelöst hat oder die Sicherung durchgebrannt ist. In seltenen Fällen kann der Unterbrecher beschädigt sein und muss von einem Fachmann ersetzt werden. In den meisten Fällen erfüllt der Unterbrecher oder die Sicherung jedoch nur ihre Aufgabe, wenn sie auslöst. Unterbrecher sind so konstruiert, dass sie auslösen, und Sicherungen sind so konstruiert, dass sie durchbrennen und den Strom abschalten, wenn vier gefährliche Situationen auftreten: ein überlasteter Stromkreis, ein Kurzschluss, ein Erdschluss oder ein Lichtbogenfehler.2:06

Überlasteter Stromkreis

Ein überlasteter Stromkreis ist der häufigste Grund für das Auslösen eines Schutzschalters. Er tritt auf, wenn ein Stromkreis versucht, eine größere elektrische Last zu ziehen, als er eigentlich tragen soll. Wenn zu viele Geräte oder Beleuchtungskörper gleichzeitig in Betrieb sind, erwärmt sich der interne Erfassungsmechanismus im Schutzschalter, und der Schutzschalter „löst aus“, in der Regel durch ein federbelastetes Bauteil innerhalb des Schutzschalters.Das Auslösen unterbricht den kontinuierlichen Weg des Schutzschalters und macht den Stromkreis inaktiv. Der Stromkreis bleibt inaktiv, bis der Unterbrecherhebel wieder in die EIN-Stellung gebracht wird, wodurch auch der interne Federmechanismus wieder aktiviert wird… Der Unterbrecher oder die Sicherung ist so bemessen, dass er bzw. sie der Tragfähigkeit der Drähte in diesem Stromkreis entspricht. Wenn ein Schutzschalter regelmäßig auslöst oder eine Sicherung wiederholt durchbrennt, ist das ein Zeichen dafür, dass Sie den Stromkreis übermäßig beanspruchen und einige Geräte auf andere Stromkreise umstellen müssen. Wenn ein Stromkreis überlastet ist, dauert es in der Regel etwa 10 Sekunden, bis der Unterbrecher aufgrund einer internen Zeitverzögerung auslöst.

Kurzschluss

Ein Kurzschluss ist ein schwerwiegenderer Grund für die Auslösung eines Unterbrechers. Ein „harter Kurzschluss“ wird verursacht, wenn der heiße Draht (schwarz) einen neutralen Draht (weiß), den blanken Erd- oder Bonddraht oder das Gehäuse eines Metallkastens berührt.

Physikalisch gesehen ermöglicht ein Kurzschluss einen plötzlichen ungehinderten Stromfluss aufgrund eines geringeren Widerstands. Dieser plötzliche Anstieg des Stromflusses innerhalb des Unterbrechers führt dazu, dass der Auslösemechanismus aktiviert wird, aber manchmal tritt ein Kurzschluss nicht aufgrund der Verdrahtung des Stromkreises auf, sondern aufgrund eines Verdrahtungsproblems in einem Gerät, das an eine Steckdose entlang des Stromkreises angeschlossen ist. Kurzschlüsse sind manchmal schwierig zu diagnostizieren und zu beheben und können die Hilfe eines professionellen Elektrikers erfordern.Wenn ein Schutzschalter sofort wieder auslöst, nachdem Sie ihn zurückgesetzt haben, liegt möglicherweise ein Kurzschluss vor…

Erdschluss

Eine besondere Art von Kurzschluss, ein „Erdschluss“, tritt auf, wenn ein heißer Draht mit einem Erdungsdraht oder einer Metallwanddose in Berührung kommt oder Metallrahmenelemente berührt. Erdschlüsse können besonders in Bereichen mit hoher Feuchtigkeit, wie z. B. in Küchen oder Badezimmern, oder in Außenbereichen gefährlich sein. Es gibt Maßnahmen, die Sie ergreifen können, um einen Erdschluss zu erkennen und zu beheben, aber auch Maßnahmen, die Sie ergreifen sollten, um das Auftreten eines Erdschlusses von vornherein zu verhindern. In Gebieten, in denen ein direkter Kontakt mit dem Erdboden oder Wasser möglich ist, können die NEC-Vorschriften beispielsweise vorschreiben, dass Steckdosen mit Erdschlussunterbrechern (GFCI) geschützt werden müssen. Dies führt dazu, dass sich der interne Mechanismus des Schutzschalters erhitzt und auslöst. Wie bei einem Kurzschluss kann der Schutzschalter bei einem Erdschluss sofort nach dem Zurücksetzen wieder auslösen.

Störlichtbogen

In den letzten Jahren hat der National Electrical Code, der Modellcode, auf dem die meisten lokalen Elektrocodes basieren, schrittweise die Anforderungen an einen speziellen Schutzschalter, den so genannten Arc-Fault Circuit Interrupter (AFCI), erhöht.AFCI-Schutzschalter lösen nicht nur bei Überlast, Kurzschlüssen und Erdungsfehlern aus, sondern erkennen auch die Stromschwankungen, die auftreten, wenn Funkenbildung („Lichtbogen“) zwischen den Kontaktpunkten einer Drahtverbindung auftritt. Diese Unterbrecher erkennen Verdrahtungsprobleme frühzeitig, bevor sie zu Kurzschlüssen oder Erdungsfehlern führen können. Weder gewöhnliche Schutzschalter noch Sicherungen bieten einen Schutz gegen Störlichtbögen. Der Störlichtbogenschutz ist ein wichtiger Schutz gegen Brände, die durch Lichtbögen verursacht werden. AFCI-Unterbrecher werden auf die gleiche Weise zurückgesetzt wie herkömmliche Unterbrecher. Wiederholtes Auslösen deutet in der Regel auf lose Drahtverbindungen entlang des Stromkreises hin, die zu wiederholten Lichtbögen führen.

Sicherheitstipps für die Arbeit mit Leistungsschaltern

Bei der Arbeit mit Stromkreisen und Elektrizität ist die Vermeidung von Stößen sehr wichtig. Wenn Sie kein professioneller Elektriker sind, befolgen Sie die gleichen Sicherheitsregeln wie die Profis:

• Schalten Sie vor Arbeiten an elektrischen Anlagen immer den Hauptschalter im Stromkreisunterbrecherkasten aus.
• Prüfen Sie die Lastanforderungen an Ihre Verkabelung und Ihre Schalttafel und stellen Sie sicher, dass sie ausreichend sind, bevor Sie etwas Neues installieren.
• Passen Sie die Ampere-Anforderungen an; ersetzen Sie niemals einen Schutzschalter durch einen mit höheren Ampere-Anforderungen.
• Fügen Sie keinen weiteren Unterbrecher zu Ihrem Schaltschrank hinzu, wenn Sie keinen freien Steckplatz haben.
• Auch wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist, sollten Sie die strengsten Sicherheitsmaßnahmen ergreifen und so handeln, als ob der Stromkreis unter Spannung stünde.
• Berühren Sie niemals die in die Schalttafel führenden Zuleitungsdrähte; sie stehen immer unter Strom.
• Testen Sie AFCI-, GFCI- und CGFCI-Schalter einmal im Monat.
• Lassen Sie alle neuen elektrischen Arbeiten von einem lizenzierten Elektriker oder Prüfer inspizieren, um sicherzustellen, dass sie sicher installiert sind und den gesetzlichen Anforderungen entsprechen.

FAQ

• Was sind die Hauptzwecke eines Stromkreisunterbrechers?Ein Stromkreisunterbrecher ist ein elektrischer Schalter, der einen Stromkreis oder eine Stromleitung vor Überlastung, Kurzschluss oder Überspringen der Leitung schützt. Er unterbricht sofort den Stromfluss, wenn er eines dieser Probleme feststellt. Außerdem stellt er den Stromfluss mit einem einzigen Tastendruck wieder her.
• Warum wird ein Schutzschalter benötigt?Ein Schutzschalter erkennt ein Problem im Stromfluss, unterbricht den elektrischen Strom und schützt die Leitung, die Geräte, den Ort oder die Personen am Ort vor beschädigten Leitungen, einem möglichen Brand oder einem Stromschlag.
• Muss der Schutzschalter die gleiche Marke wie die Schalttafel haben?Setzen Sie niemals einen Schutzschalter einer anderen Marke in eine Schalttafel einer anderen Marke ein. Schutzschalter sind markenspezifisch. Die Hersteller empfehlen, nur solche Schalter auszutauschen oder hinzuzufügen, die explizit für diese Markenschalttafel entwickelt wurden.
• Ist eine Sicherung oder ein Schutzschalter besser?Schutzschalter sind Standard und bieten Sicherheitsfunktionen wie GFCI und Lichtbogenreduzierungstechnologie, die Sicherungen und Sicherungskästen nicht bieten.

  Sicherungen und Sicherungskästen sind nicht unsicher, aber es hängt davon ab, wie sie verwendet werden und wie viel Strom an das elektrische System geliefert wird. Einige Sicherungskästen sind beispielsweise nicht in der Lage, den höheren Energiebedarf von neueren Häusern und all ihren Geräten zu bewältigen.

• Was bedeutet es, wenn ein Stromkreis ausgelöst wird?Ein Stromkreis wird ausgelöst, wenn der interne Sensor des Stromkreises überhitzt wird und der Unterbrecher den Strom abschaltet, um eine weitere Überhitzung zu verhindern. Wenn ein Stromkreis ausgelöst wird, ist er wahrscheinlich durch zu viele Geräte überlastet…
• Was ist der Unterschied zwischen einem harten Kurzschluss und einem weichen Kurzschluss?Ein harter Kurzschluss tritt auf, wenn ein Draht einen anderen berührt, und ein weicher Kurzschluss ist, wenn ein elektrischer Strom von einem Draht zu einem anderen leckt, ohne dass ein Kontakt entsteht.
• Wie diagnostiziert man einen Kurzschluss?Um einen Kurzschluss zu diagnostizieren, müssen Sie alle Lampen und Geräte von der durchgebrannten Sicherung trennen und die Steckdosen auf lose Verbindungen untersuchen. Da es viele Gründe für einen Kurzschluss geben kann, benötigen Sie möglicherweise einen professionellen Elektriker, um die Ursache zu ermitteln.