Einbaulage von NH Sicherungen und Überlast

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Funker
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Einbaulage von NH Sicherungen und Überlast

Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 09:56

Wenn man sich so Anlagen mit NH Sicherungstrennern ansieht und die Einbaulage der Sicherungen, wird man feststellen, daß auch immer wieder ein paar Sicherungen auf dem Kopf stehen.
Bei den Anlagen wo Trennerleisten waagerecht liegen gibt es die Möglichkeit
die Einsätze mit Schriftbild nach links oder nach rechts einzusetzen.

Ich habe einmal schnell bei zwei Herstellern nachgesehen. Da steht für die Einsätze nur Einbaulage senkrecht / waagerecht ohne Bezug auf oben und unten.

Die prinzipielle Funktion ist recht gut anschaulich auf einer ZVEI Seite dargestellt.

http://www.sicherungen.de/de/?site=konstruktion

Dort gibt es eine Präsentation zum Download.

http://www.sicherungen.de/de/?site=downloads

Nun das Problem. Beim Schutz vor Überlast soll sich das auf der NH Sicherung auf dem Kupfer oberhalb der Schmelzstelle befindliche Lot
verflüssigen, auf die Schmelzstelle fließen und dort mit dem Kupfer eine
Legierung mit Schmelzpunkt um 170 °C bilden anstelle Schmelzpunkt von CU bei ca. 1000°C bei Kurzschluß.

Auf Grund der Schwerkraft wird das sicher nur funktionieren, wenn das Lot oberhalb der Schmelzstelle, Engstelle der Sicherung, befindlich ist.
Im anderen Fall, d.h. Kopfstand, fließt das Lot sicher in die andere Richtung
auf die große Kupferfläche.
Da sehe ich den Schutz vor Überlast in den vorgegebenen Zeiten, z.B. 1 h
I X 1,45 I in Gefahr.

Ich habe einmal ein paar defekte von den NH Sicherungen zwischen 25 A und 250 A geöffnet, keine statistisch auswertbare Größe aber Folgendes
gesehen.

- das Lot befindet sich in der Nähe des mittleren Steges / der mittleren
Stege als Band oder Punkt bisher immer nur einseitig
- in Einzelfällen befand sich das Lot auch unterhalb des Steges
(Produktionsabsweichung ?)
- zumeist befindet sich das CU - Sicherungsband in Längsachse zum
Sicherungsquerschnitt, bei Einbau in waagerecht angeordnete Trenner
läge es dann je nach Einbaulage unter dem Kupfer oder oberhalb,
kann breit fließen

Die meisten Sicherungen waren offensichtlich satte Kurzschlüsse mit Aussehen wie in

http://www.sicherungen.de/de/?site=funk ... urzschluss

dargestellt.

Eine mögliche Überlast oder auch nur kleiner Kurzschluß lag vermutlich nur in einem Fall vor, nur eine Trennstelle verschmolzen aber eben nicht in der Mitte sondern eine am Rand des Sicherungsbandes.

Hat einer schon einmal bei Überlast und NH Auslösung derartige Untersuchungen gemacht.

Was tun, wenn die NH Sicherung Kopf steht. In meinen Augen ein Mangel.
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langer
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Beitrag von langer » Donnerstag 30. März 2017, 12:55

Hallihallo,

mit diesem Thema bin ich erst durch Deinen Thread aufmerksam geworden und könnte mir vorstellen, dass bei dem Bild ein kleiner Darstellungsfehler ist.

Dazu ein paar meiner Gedankengänge:
- Wie kann die Auflage von Lot die Schmelztemperatur eines Kupferstreifens herabsetzen?
Wenn das Lot nur auf den Kupferstreifen aufgelegt wird, würde es zwar bei ca 170 °C zerfließen, doch der Kupferstreifen wäre noch bis ca 1083 °C vorhanden.

Nur durch die Auflage von Lot wird es meiner Meinung nach nicht funktionieren


Wie könnte es vielleicht Funktionieren?

Wenn in dem Kupferstreifen eine kleine Unterbrechung ist, die mit dem Lot geschlossen wird, zerfließt das Lot bei ca 170 °C und die Leiterbahn wird unterbrochen.

Ich denke, dass es nur so funktionieren kann, lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.


Viele Grüße
langer

Funker
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Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 14:22

langer hat geschrieben:Hallihallo,

mit diesem Thema bin ich erst durch Deinen Thread aufmerksam geworden und könnte mir vorstellen, dass bei dem Bild ein kleiner Darstellungsfehler ist.

Dazu ein paar meiner Gedankengänge:
- Wie kann die Auflage von Lot die Schmelztemperatur eines Kupferstreifens herabsetzen?
Wenn das Lot nur auf den Kupferstreifen aufgelegt wird, würde es zwar bei ca 170 °C zerfließen, doch der Kupferstreifen wäre noch bis ca 1083 °C vorhanden.

Nur durch die Auflage von Lot wird es meiner Meinung nach nicht funktionieren


Wie könnte es vielleicht Funktionieren?

Wenn in dem Kupferstreifen eine kleine Unterbrechung ist, die mit dem Lot geschlossen wird, zerfließt das Lot bei ca 170 °C und die Leiterbahn wird unterbrochen.

Ich denke, dass es nur so funktionieren kann, lasse mich aber gerne eines Besseren belehren.


Viele Grüße
langer
Das Lot bildet mit zunehmender Zeit mit dem Kupfer eine Legierung.
Die Schematische Darstellung ist etwas vereinfacht.
Wie die das zweite Bild zeigt befindet sich das Lot als Punkt oder in einer Rille zuerst auf dem breiten Kupferstreifen, der wegen kleinerem Widerstand weniger erwärmt wird aber das Lot verflüssig.
Durch Erwärmung fließt das Lot, wegen der Schwerkraft allgemein nach unten auf die schmale Cu Schmelzstelle und bildet dort mit der Oberfläche des Cu wegen stärkerer Erwärmung, größerer Widerstand als auf der breiten
Fläche und wegen des auf der Oberfläche größeren Stromes als im Inneren eine dünne Legierung, die dann bei relativ geringer Temperatur schmilzt. Das setzt sich dann nach innen bis zur Gegenseite der Cu Brücke fort.
Die Sicherung lößt aus.
Die dafür notwendige Zeit entspricht der Verzögerung von 1 h bei meist 1,45 A (großer Prüfstrom).
Wenn das Lot aber woanders hinfließt, z.B. bei Kopfstand oder Seitenlage paßt das sicher nicht mehr zusammen wie geplant.
Paßt dann der Überlastschutz noch ?

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Elt-Onkel
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Beitrag von Elt-Onkel » Donnerstag 30. März 2017, 14:27

Hallo,
Funker hat geschrieben:
Das Lot bildet mit zunehmender Zeit mit dem Kupfer eine Legierung.
Das halte ich für ein Gerücht.

Messing und Bronze sind Legierungen.
Das kann man Erschmelzen.

Das Herstellen von einem Gemisch von zwei Metallen unterhalb von der
Erstarrungstemperatur und ohne mechanische Krafteinwirkung wäre etwas neues,
und Nobellpreisverdächtig.


...

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Elt-Onkel
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Beitrag von Elt-Onkel » Donnerstag 30. März 2017, 14:43

Hallo,

nun noch die Schmelzpunkte (gerundet):

Cu: 1'085 °C
Zn: 420 °C
Pb: 328 °C
Sn: 232 °C
Zinn-Bronze 20%: 800 °C
Messing CuZn37: 910 °C
Messing CuZn5: 1'060 °C

Bei 170 °C finde ich da nix.


...

Funker
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Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 15:21

Elt-Onkel hat geschrieben:Hallo,

nun noch die Schmelzpunkte (gerundet):

Cu: 1'085 °C
Zn: 420 °C
Pb: 328 °C
Sn: 232 °C
Zinn-Bronze 20%: 800 °C
Messing CuZn37: 910 °C
Messing CuZn5: 1'060 °C

Bei 170 °C finde ich da nix.


...
http://www.uni-saarland.de/fileadmin/us ... .1-4.3.pdf

Nach den einschlägigen Angaben ist es wohl eine Feinsilber-Cu Legierung.

Auszug Katalog Jean Müller 2015

Produkt-Aufbau
Die Abmessungen entsprechen DIN 43620, DIN VDE 0636-2
bzw. IEC 60269-2; alle festgelegten Größen sind erhältlich.
Die Maße der 1200V-Sicherungseinsätze sind in Anlehnung
an die Normen ausgelegt.
Die Schmelzleiter sind aus Kupfer- bzw. Silberband gefertigt,
Ganzbereichssicherungen besitzen eine Überlastengstelle mit
Lot.

Ich denke Zinn ist sicher auch dabei.

Trotzdem danke für den Hinweis mit den Schmelzpunkten.

Ich habe dazu bei Rittal noch folgendes gefunden

Das im Überlastbereich
wirkende Schmelzlot wird auf das Schmelzleiterband so präzise
aufgebracht, dass die Menge und die Lage des Lotes zu den Engstellen nur
vernachlässigbaren Abweichungen unterliegt. D 02, D- und NH-Sicherungseinsätze
verfügen daher in ihrem Zeit-Strom-Verhalten über äußerst geringe
Streuungen, so dass eine enge selektive Staffelung von Sicherungseinsätzen
möglich ist. Das verwendete Schmelzlot verfügt über einen relativ
hohen Schmelzpunkt, um Einflüsse der Umgebungstemperatur auf das Zeit-
Strom-Verhalten möglichst auszuschließen.

Es mag also sein, daß die Temperaturen etwas höher sind als die beim ZVEI in der Grafik angegeben 170 °C, das Probem der Lage aber bleibt trotzdem.

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Strippe-HH
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Beitrag von Strippe-HH » Donnerstag 30. März 2017, 15:39

NH-Sicherungen hatte ich immer mit dem Schriftbild nach oben eingesetzt.
Aber wie war es damals bei AZV-s mit doppelter über Anordnung der Zähler wo die Einspeisung vom Schienensystem in der Mitte ist und die Abgänge zu den Zählern oben wie unten angeordnet sind so wie bei diesen hier?
[ATTACH]11333[/ATTACH]
Hatte ich da immer was falsch gemacht?
Dateianhänge
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Immer das Beste draus machen

Funker
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Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 15:52

Ich habe gerade zu dem Thema noch einen interessanten Aufsatz gefunden.

http://www.ew-online.de/fileadmin/media ... Fmann1.pdf

Ganzbereichssicherungen sind im Gegensatz zu Teilbereichssicherungen
in der Lage, neben Kurzschlussströmen auch bereits durch Überlasten auftretende Ströme sicher zu unterbrechen.
Dafür muss jedoch ein Aufschmelzen des Schmelzleiters bereits bei
deutlich geringeren Temperaturen stattfinden. Um das zu erreichen,
wird der temperaturabhängige Prozess der Interdiffusion genutzt. An
der wärmsten Stelle des Schmelzleiters befindet sich dafür in der Regel
ein legiertes Lot mit niedriger Schmelztemperatur. Dafür wird
meist ein zinnhaltiges Weichlot eingesetzt, das mit steigender Temperatur
zunehmend mit dem Schmelzleitermaterial reagiert.
....
Vor allem ältere, noch im Einsatz befindliche Sicherungen mit cadmium-
oder bleihaltigen Loten, sind hiervon, aufgrund der geringeren
Schmelztemperatur des Lotes und einer dadurch erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit, besonders betroffen

Als Prinzipdarstellung des ZVEI stimmt. Details und Temperaturen hängen vom Hersteller ab.

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Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 15:54

Strippe-HH hat geschrieben:NH-Sicherungen hatte ich immer mit dem Schriftbild nach oben eingesetzt.
Aber wie war es damals bei AZV-s mit doppelter über Anordnung der Zähler wo die Einspeisung vom Schienensystem in der Mitte ist und die Abgänge zu den Zählern oben wie unten angeordnet sind so wie bei diesen hier?
[ATTACH]11333[/ATTACH]
Hatte ich da immer was falsch gemacht?
Ich meine, wenn das Schriftbild nach oben eingesetzt ist, wird sicher das Innenleben auch so aussehen, daß das Lot oben ist, Produktionsfehler einmal ausgeschlossen.

Funker
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Beitrag von Funker » Donnerstag 30. März 2017, 16:20

Ich habe gerade einen Hersteller mit Aussage gefunden, die meine Theorie
unterstützt.

http://www.woehner.de/fileadmin/Downloa ... _daten.pdf

Die empfohlene Einbaulage der Geräte ist der senkrechte
Einbau auf waagerechtem Sammelschienensystem
. Für
Schaltgeräte ist bei senkrechter Einbaulage der Befestigungsgriff
oben
anzuordnen.

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