13. Praktische Schaltungen
Sicherheit vor jeder Abbildung
Die hier gezeigten Zeichnungen sind didaktische, prinzipielle Abbildungen. Sie sind kein Ausführungsplan, keine Klemmen- oder Leitungsbelegung und berechtigen nicht zu Arbeiten unter Spannung. An einem Stromkreis mit Netzspannung (230/400 V) darf nur eine dazu befugte Fachkraft arbeiten; der Schutz vor Ort, die Erdung, der Leitungsquerschnitt und die geltenden Vorschriften haben stets Vorrang.
Wie lesen Sie die Abbildungen? Die Zeichnungen verwenden die üblichen, vereinfachten Schaltzeichen der elektrischen Schaltpläne, statt Text mit Betriebsmittelkennzeichen (ihre Bedeutung finden Sie am Ende jedes Abschnitts). Schalter, Kontakte und Taster sind im Ruhezustand gezeichnet (nicht betätigt, Spulen spannungslos). Die Farben sind nur eine Hilfe: braun = Außenleiter (L1), schwarz und grau = L2 und L3, blau = Neutralleiter (N), grün-gelb = Schutzleiter (PE); bei Gleichspannung rot = +, blau = 0 V. Eine gestrichelte Linie bedeutet eine mechanische Verbindung (zum Beispiel zwischen der Relaisspule und ihrem Kontakt). In den Kennzeichen steht F für das Schutzorgan (Sicherung, Leitungsschutzschalter, Überlastrelais), Q für den Leistungsschalter oder Hauptschalter, S für den Schalter oder Taster, K und KM für das Relais und das Schütz, M für den Motor, E für die Beleuchtung, B für den Sensor und G für das Netzteil.
1. LED anschließen: an Kleinspannung lernen
Für den Einstieg eignet sich ein Kleinspannungskreis, zum Beispiel 12 V DC. Eine LED ist eine Diode: Sie leitet nur in einer Richtung. Die Anode (A) zeigt zur Plusseite, die Kathode (K) zur Minusseite; bei umgekehrter Polarität leuchtet sie nicht und kann sogar beschädigt werden. Der Strom einer LED regelt sich nicht selbst: Nach Erreichen der Durchlassspannung (UF) steigt der Strom steil an, daher ist ein Vorwiderstand oder ein Konstantstromtreiber nötig, ohne ihn wird die LED beschädigt. Die Sicherung (F1) schützt die Leitung und die Versorgungsseite vor Kurzschluss, den Strom der LED begrenzt sie nicht.
Lesen Sie die Abbildung in Stromrichtung, von der Plusseite zur Minusseite: Netzteil G1 → Sicherung F1 → Schalter S1 → Widerstand R1 → LED D1 (Anode → Kathode) → zurück zum Minus von G1.
Den Widerstandswert berechnen Sie aus dem Datenblatt: R1 = (U − UF) / IF. Zum Beispiel ergibt sich bei einer Versorgungsspannung von 12 V, UF ≈ 2 V und IF = 20 mA R1 = (12 − 2) / 0,02 = 500 Ω; wählen Sie den nächsthöheren Normwert (510 Ω), dann beträgt der Strom etwa 19,6 mA. Am Widerstand entsteht eine Verlustleistung von etwa 0,2 W, daher verwenden Sie einen ½-W-Widerstand.
Kennzeichen: G1 12-V-Gleichspannungsnetzteil, F1 Sicherung, S1 Schalter (Schließer), R1 Widerstand, D1 LED, I Stromrichtung. Zum Anschluss eines LED-Treibers für Netzspannung ist die Abbildung nicht geeignet.
2. Motor anschließen: die getrennten Aufgaben von Haupt- und Steuerstromkreis
Das Anlassen eines Drehstrommotors besteht nicht einfach darin, drei Leiter anzuschließen. Der Hauptstromkreis (L1, L2, L3 → Motor) und der Steuerstromkreis (die Schützspule, die Taster) sind getrennte Stromkreise. Die Abbildung zeigt den Hauptstromkreis der Direkteinschaltung: Q1 schützt vor Kurzschluss und trennt, die Hauptkontakte des Schützes KM1 schalten den Motor, das thermische Überlastrelais F2 überwacht die dauernde Überlast, der Motor M1 erhält die drei Außenleiter an den Klemmen U1, V1, W1, und der Schutzleiter (PE) führt zum Motorgehäuse. Die Spule des Schützes (A1–A2) und der Hilfskontakt von F2 (95–96, Öffner) gehören zum Steuerstromkreis: Auf der rechten Seite der Abbildung ist nur ihre Verbindung angedeutet, ihren Anschluss zeigt Abschnitt 9.
Bei einem Motorschutzschalter, der sowohl einen thermischen als auch einen magnetischen Auslöser besitzt, kann das gesonderte F2 entfallen, weil der Schalter auch vor Überlast schützt. Der Auslösewert ist auf den Bemessungsstrom nach dem Typenschild des Motors einzustellen. Die Gebrauchskategorie des Schützes (bei Motoren typischerweise AC-3), die Anlaufart, den Not-Halt, die Phasenfolge (sie bestimmt die Drehrichtung) und die Auswahl der Schutzgeräte legen das Typenschild des Motors und der Planer fest.
Kennzeichen: Q1 Kurzschlussschutz (Motorschutzschalter oder Leitungsschutzschalter), KM1 Schütz (Hauptkontakte 1–2, 3–4, 5–6; Spule A1–A2), F2 thermisches Überlastrelais (Hilfskontakt 95–96), M1 Drehstrommotor (3~), U1 V1 W1 Motorklemmen.
3. Einen Schaltplan lesen: eine Lampe von zwei Stellen aus schalten
Bei der Wechselschaltung steuern zwei Wechselschalter dieselbe Lampe. Der Außenleiter (L) gelangt über den Leitungsschutzschalter F1 an den gemeinsamen (COM) Anschluss von S1. Zwischen den beiden anderen Anschlüssen von S1 und den entsprechenden Anschlüssen von S2 verlaufen zwei Wechselleitungen. Vom gemeinsamen Anschluss von S2 führt der Leiter zur Lampe (E1). Der Neutralleiter (N) ist direkt an die Lampe angeschlossen. Das Umlegen eines der beiden Schalter ändert den Zustand der Lampe: Stehen beide Schalter auf derselben Wechselleitung, ist der Stromkreis geschlossen und die Lampe leuchtet; stehen sie auf verschiedenen Leitungen, ist der Stromkreis offen. Die Abbildung zeigt den ausgeschalteten Zustand.
Die Schalter schalten den Außenleiter, nicht den Neutralleiter, sodass die Lampenfassung im ausgeschalteten Zustand nicht am Außenleiter liegt. Der Schutzleiter (PE) ist ein eigener, durchgehender Leiter: Er führt zum Leuchtengehäuse und darf nicht durch einen Schaltkontakt unterbrochen werden. Für das Schalten von drei oder mehr Stellen wird zwischen die beiden Wechselschalter ein Kreuzschalter in die Wechselleitungen eingefügt.
Reihenfolge beim Lesen einer Zeichnung: Erkennen Sie zuerst die Einspeisung und das Verbrauchsmittel, dann die Schaltelemente, und verfolgen Sie schließlich getrennt den Weg des Außenleiters, des Neutralleiters und des Schutzleiters. Leiterfarben: Der Außenleiter ist in der Regel braun (oder schwarz, grau), der Neutralleiter hellblau, der Schutzleiter grün-gelb; die Wechselleitungen haben keine eigene Farbe, aber verwenden Sie dafür weder Hellblau noch Grün-Gelb. Die Farben in der Abbildung dienen nur der Veranschaulichung; für die tatsächliche Kennzeichnung gelten stets der Plan, die Dokumentation des Geräts und die anzuwendenden Vorschriften.
Kennzeichen: F1 Leitungsschutzschalter, S1 und S2 Wechselschalter (COM = gemeinsamer Anschluss), E1 Lampe, L Außenleiter, N Neutralleiter, PE Schutzleiter.
4. Taster und Relais: Warum wird die Steuerung getrennt?
Die Spule des Relais wird durch ein kleines Steuersignal betätigt (hier 24 V DC), sein Kontakt schaltet dagegen, galvanisch davon getrennt, einen eigenen Stromkreis (hier einen mit F1 abgesicherten 230-V-Lampenstromkreis). So schaltet der Taster nur den kleinen Spulenstrom, nicht den Laststrom. Solange Sie S1 gedrückt halten, zieht K1 an, und der Kontakt 13–14 schließt; beim Loslassen fällt K1 ab. Für Dauerbetrieb ist eine Selbsthaltung nötig (Abschnitt 9).
Parallel zur DC-Spule wird eine Freilaufdiode (V1) geschaltet: Ihre Kathode zeigt zur Plusseite, sodass sie im Normalbetrieb in Sperrrichtung liegt, beim Abschalten der Spule aber die induktive Spannungsspitze ableitet, die die Steuerung beschädigen könnte. Viele Relais oder Relaismodule enthalten bereits eine; die Diode ist polaritätsempfindlich und verursacht bei falschem Anschluss einen Kurzschluss. Bemessungsspannung, Strom und Gebrauchskategorie des Kontakts sind passend zur tatsächlichen Last zu wählen (bei einem LED-Treiber und bei induktiver Last zählt auch der Einschaltstromstoß); die Spulenspannung passt zum Steuerstromkreis. Den Isolationspegel zwischen dem 24-V-Steuerstromkreis und dem 230-V-Laststromkreis garantiert das Datenblatt des Relais.
Kennzeichen: S1 Taster (Schließer), K1 Relais (Spule A1–A2, Kontakt 13–14 Schließer), V1 Freilaufdiode, F1 Sicherung, E1 Verbrauchsmittel (Lampe). Die Zeichnung zeigt zwei getrennte Stromkreise; die gestrichelte Linie ist die mechanische Verbindung zwischen Spule und Kontakt.
5. Stern-Dreieck: nicht jeder Motor läuft gleich an
Bei größeren Motoren mit leichtem Anlauf (zum Beispiel Ventilator, Pumpe) verringert der Stern-Dreieck-Anlauf den Anlaufstrom. Voraussetzung ist ein Motor mit sechs Anschlüssen, dessen Wicklungen an der Leiterspannung des Netzes im Dreieck betrieben werden dürfen. Das lässt sich am Typenschild ablesen: Im 400-V-Netz ist ein Motor mit „400 V Δ“ (zum Beispiel 400/690 V Δ/Y) geeignet, ein Motor mit dem Typenschild 230/400 V Δ/Y darf dagegen bei 400 V nur im Stern laufen und ist daher hier nicht geeignet.
Gemäß der Abbildung: Das Netzschütz KM1 legt das Netz an die Klemmen U1, V1, W1. Das Sternschütz KM2 verbindet die Klemmen W2, U2, V2 (Sternpunkt): Der Motor läuft im Stern an, die Wicklungen erhalten 1/√3 der Leiterspannung (etwa 58 %, bei 400 V etwa 230 V), und sowohl der Anlaufstrom als auch das Anlaufmoment betragen etwa ein Drittel der Werte bei Direkteinschaltung. Laut Zeitdiagramm schließt KM2 etwas (einige zehn Millisekunden) vor KM1, damit es keinen belasteten Stromkreis schaltet; nach der Zeit t (am Zeitrelais passend zum Hochlauf der Maschine eingestellt) fällt KM2 ab, und nach einer kurzen Totzeit schließt das Dreieckschütz KM3: Es verbindet die Klemmen U1–W2, V1–U2, W1–V2, und der Motor läuft im Dreieck mit voller Spannung.
KM2 und KM3 dürfen niemals gleichzeitig anziehen: Gemeinsam würden sie einen Kurzschluss zwischen den Außenleitern verursachen, daher ist eine elektrische Verriegelung Pflicht, und eine mechanische Verriegelung ist üblich und empfehlenswert. Im Stern ist das Drehmoment klein, daher ist das Verfahren für Maschinen, die unter Last anlaufen, nicht geeignet, und beim Umschalten treten Strom- und Momentstöße auf. Das Überlastrelais F2 liegt hier im Netzzweig und ist auf den Bemessungsstrom des Motors eingestellt; überwacht es den Strangstrom (in Reihe mit dem Wicklungsstrang), ist es auf etwa 58 % des Bemessungsstroms einzustellen. Die Dimensionierung der Schütze ergibt sich aus den Herstellertabellen.
Kennzeichen: Q1 Kurzschlussschutz, KM1 Netzschütz, KM2 Y Sternschütz, KM3 Δ Dreieckschütz, F2 Überlastrelais, M1 Motor mit sechs Klemmen (U1 V1 W1 und W2 U2 V2), t Umschaltzeit.
6. LED-Streifen: mehrere Abschnitte sind keine einzige lange LED
Ein LED-Streifen benötigt eine Konstantspannungsversorgung (hier 24 V DC), und die Bemessungsspannung des Netzteils muss mit der des Streifens übereinstimmen. Der Streifen besteht aus vorgefertigten Zweigen (in der Zeichnung Widerstand und LED in Reihe), die parallel zwischen der positiven und der negativen Schiene liegen; deshalb lässt er sich an den vom Hersteller markierten Schnittstellen in Abschnitte teilen. In der Zeichnung ist vereinfacht je Zweig eine LED und ein Widerstand dargestellt; auf einem echten 24-V-Streifen liegen je Zweig mehrere LEDs mit einem Widerstand in Reihe. Polarität: Plus an die Plusschiene, Minus an die Minusschiene.
Bei einem langen Streifen verursacht der Widerstand der Leiterbahn einen Spannungsfall, das Ende des Streifens wird dunkler. Deshalb sind die Abschnitte unabhängig voneinander, parallel zu speisen (nicht Ende an Ende verkettet), und ein langer Abschnitt an beiden Enden. Ein Streifen mit höherer Spannung (24 V) nimmt bei gleicher Leistung weniger Strom auf, daher ist auch der Spannungsfall kleiner. In der Abbildung erhalten die Abschnitte LS1 und LS2 jeweils ein eigenes Leiterpaar vom selben Netzteil G1, jeder mit eigener Sicherung (F1 bzw. F2).
Rechnen Sie aus der Leistung: I = P / U. Beispiel: 5 m eines Streifens mit 14,4 W/m sind 72 W, das sind bei 24 V 3 A. Die Leistung des Netzteils sollte mit ausreichender Reserve über der Gesamtleistung aller Streifen liegen, der Bemessungsstrom der Sicherung über dem Strom des Abschnitts, aber unter der Strombelastbarkeit der Leitung. Die maximale Einspeiselänge und die Daten des Streifens nennt das Datenblatt des Herstellers; betreiben Sie ihn nicht aufgerollt, da er sich überhitzt.
Kennzeichen: G1 24-V-Konstantspannungsnetzteil, F1 und F2 Sicherung, LS1 und LS2 Abschnitte des LED-Streifens.
7. Einpoliger Übersichtsschaltplan: die Logik des Verteilers in einer Linie
Der einpolige Übersichtsschaltplan stellt einen mehrleitrigen Stromkreis (hier L, N und PE) mit einer einzigen Linie dar und zeigt nicht die physischen Einbauorte, sondern die Reihenfolge der Schutzorgane und Verbrauchsmittel. In der Abbildung: Einspeisung (1N~ 230 V nach dem Stromzähler) → Q0 Hauptschalter (Trennung) → zwei Fehlerstrom-Schutzschalter (FI1, FI2, 30 mA) → dahinter die Leitungsschutzschalter (F1–F4) → Endstromkreise: E1 Beleuchtung, XS1 und XS2 Steckdosen, EH1 Kochfeld. Neben dem Schrägstrich am Kabel stehen die Aderzahl und der Querschnitt (zum Beispiel 3×1,5: drei Leiter, 1,5 mm²).
Warum zwei Fehlerstrom-Schutzschalter? Löst ein gemeinsames Gerät aus, wird die ganze Wohnung spannungslos; zwei Geräte begrenzen das. B10 und B16 sind die Auslösecharakteristik (B) und der Bemessungsstrom (10 bzw. 16 A) des Leitungsschutzschalters. Die Beispielwerte (B10 und 1,5 mm² für die Beleuchtung, B16 und 2,5 mm² für Steckdosen) sind nur Richtwerte: Der tatsächliche Wert ergibt sich aus der Last, der Leitungslänge, der Verlegeart und den Vorschriften. Das Beispiel des Kochfelds EH1 gilt für ein einphasiges Kochfeld mit höchstens etwa 3,6 kW; ein größeres Kochfeld wird in der Regel an einen dreiphasigen, gesondert dimensionierten Stromkreis angeschlossen.
Kennzeichen: Q0 Hauptschalter, FI1 und FI2 Fehlerstrom-Schutzschalter (IΔ: arbeitet mit dem Differenzstrom, also dem Fehlerstrom), F1–F4 Leitungsschutzschalter, E1 Lampe, XS1 und XS2 Steckdose, EH1 Kochfeld (fest angeschlossenes Verbrauchsmittel).
8. Zeitrelais: Schalten nach einer festgelegten Wartezeit
Die Spule des Zeitrelais (KT1) startet auf das Steuersignal hin die Zeitmessung und schaltet nach der eingestellten Zeit t ihren Kontakt. Die Abbildung zeigt ein einschaltverzögertes (anzugverzögertes) Relais: Wenn S1 schließt, erhält KT1 Spannung, nach der Zeit t schließt der verzögerte Schließer 15–18, und die Lampe E1 schaltet ein. Öffnet S1, wird die Spule spannungslos, und der Kontakt öffnet sofort. Das Zeitdiagramm zeigt dies: Das Einschalten ist verzögert, das Ausschalten nicht. Der kleine Bogen am Kontakt ist das Zeichen der Verzögerung; die konkave Seite des Bogens zeigt in Richtung der verzögerten Bewegung, hier zum Schließen.
Ein solches Relais wird zum Beispiel beim Anlassen von Maschinen nacheinander, bei der Zeitsteuerung der Stern-Dreieck-Umschaltung (Abschnitt 5) oder bei der Verzögerung des Wiederanlaufs eines Kompressors eingesetzt. Ein ausschaltverzögertes Relais hält den Ausgang nach dem Abschalten noch die Zeit t aufrecht; das ist die typische Lösung für die Nachlaufbelüftung (zum Beispiel eines Badlüfters) und für die Treppenhausbeleuchtung. Multifunktions-Zeitrelais beherrschen diese sowie Impuls- und Taktfunktionen; die Funktion ist stets nach dem Gerätetyp auszuwählen.
Kennzeichen: S1 Steuerkontakt (hier eine dauernd geschlossen gehaltene Signalquelle), KT1 Zeitrelais (Spule A1–A2, verzögerter Schließer 15–18), E1 die geschaltete Last, t die Verzögerungszeit.
9. Schütz-Selbsthaltung: START muss nicht gedrückt bleiben
Bei der Selbsthaltung zieht ein kurzes Drücken des Tasters START (S1, Schließer) das Schütz KM1 an. Der eigene Hilfskontakt 13–14 von KM1 schließt parallel zu S1 und übernimmt die Speisung der Spule, sodass S1 losgelassen werden kann. Der Kontakt STOP (S0, Öffner) und der Öffner 95–96 des Überlastrelais F2 liegen in Reihe mit der Spule: Jeder von ihnen unterbricht den Stromkreis, KM1 fällt ab, der Hilfskontakt öffnet ebenfalls, und der Motor läuft erst nach einem neuen START wieder an.
STOP ist deshalb ein Öffner (NC), weil auch bei einem Drahtbruch oder einer losen Klemme der angehaltene, sichere Zustand eintritt: Ein Fehler im Steuerstromkreis darf den Motor nicht eingeschaltet halten. Die Schaltkontakte liegen auf der Seite des Außenleiters (L), die Spule auf der Seite des Neutralleiters, sodass ein Erdschluss das Schütz nicht anzieht. Nach einem Spannungsausfall läuft eine Steuerung mit Selbsthaltung nicht von selbst wieder an, was erwünscht ist; bei einem mit dauernd geschlossenem Schalter gesteuerten (Zweidraht-)Stromkreis kann die Maschine dagegen bei Spannungswiederkehr von selbst anlaufen. Dies ist eine Steuerlogik, die zusammen mit den tatsächlichen Schutzeinrichtungen, Verriegelungen und dem Schutz gegen unerwarteten Wiederanlauf nach der Risikobeurteilung der Maschine geplant werden muss.
Kennzeichen: F1 Sicherung des Steuerstromkreises, S0 STOP (Öffner), F2 Überlastrelais 95–96 (Öffner), S1 START (Schließer), KM1 Schütz (Spule A1–A2, Hilfskontakt 13–14 Schließer).
10. Licht mit Bewegungsmelder
Der Bewegungsmelder (B1, hier PIR, passives Infrarot) schaltet mit seinem internen Schaltkontakt den Außenleiter der Lampe (L → L′). Er hat drei Anschlüsse: L und N speisen den Melder selbst, er benötigt also einen dauernden Außenleiter und einen dauernden Neutralleiter; L′ ist der geschaltete Ausgang, der zur Lampe führt. Der andere Anschluss der Lampe ist an den Neutralleiter angeschlossen, und zum Leuchtengehäuse führt der Schutzleiter. Befindet sich in der Schalterdose kein Neutralleiter (nur der Außenleiter und der Leiter zur Lampe, wie bei der herkömmlichen Installation mit Schalter), lässt sich ein Melder mit drei Anschlüssen nicht anschließen: Dafür ist ein Zweidraht-Melder nötig.
Trennen Sie beim Lernen gedanklich die Erfassung (PIR), die Entscheidung (die Elektronik des Melders: Empfindlichkeit, Verzögerung, Helligkeitsschwelle), das Schalten (L′) und das Verbrauchsmittel; dadurch werden die meisten Aufgaben der automatischen Beleuchtung verständlich. Die Belastbarkeit des Ausgangs, die Bedingungen für LED- oder induktive Last (Mindestlast, Einschaltstrom) und die Möglichkeit der manuellen Übersteuerung nennt stets die Dokumentation des Geräts.
Kennzeichen: F1 Leitungsschutzschalter, B1 Bewegungsmelder (PIR; L, N, geschaltetes L′), E1 Lampe, L Außenleiter, N Neutralleiter, PE Schutzleiter.
11. 24-V-Sensor am Eingang einer Steuerung
Ein industrieller Dreidraht-Sensor verwendet getrennte Versorgungsleiter und einen getrennten Signalleiter. Die üblichen Leiterfarben und die M12-Steckerbelegung: braun (BN, Pin 1) = +24 V, blau (BU, Pin 3) = 0 V, schwarz (BK, Pin 4) = Ausgangssignal. Die Versorgung erhält der Sensor vom Netzteil G1, die SPS (PLC) liest nur das Signal (den schwarzen Leiter).
Ein PNP-Sensor schaltet im aktiven Zustand seinen Ausgang auf +24 V. Der Signalstrom fließt dann über den Eingang der SPS und schließt sich zurück zu 0 V, deshalb wird der gemeinsame Punkt des Eingangs (hier 1M) an 0 V angeschlossen, und die 0 V des Sensors, des Netzteils und des Eingangs sind gemeinsam. Ein NPN-Sensor dagegen schaltet seinen Ausgang auf 0 V; dafür ist ein Eingang mit umgekehrter Polarität nötig. Eingangstyp, Spannungspegel und Belastbarkeit des Sensors sind nach den Datenblättern der SPS und des Sensors aufeinander abzustimmen; bei einer Abweichung funktioniert der Eingang nicht, oder das Gerät kann beschädigt werden.
Kennzeichen: G1 24-V-DC-Netzteil, B1 PNP-Sensor (BN, BU, BK), PLC1 Steuerung (DI0 digitaler Eingang, 1M gemeinsamer Punkt des Eingangs), I Strom des Signalkreises.
12. Drehrichtungsumkehr eines Motors
Bei einem Drehstrommotor kehrt das Vertauschen zweier Außenleiter die Drehrichtung um. In der Abbildung verbindet KM1 die Außenleiter L1, L2, L3 direkt mit den Klemmen U1, V1, W1 (vorwärts), und KM2 vertauscht die Außenleiter L1 und L2 (rückwärts: L1 → V1, L2 → U1, L3 → W1). Beide Schütze werden aus derselben Einspeisung gespeist; würden sie gleichzeitig anziehen, entstünde ein Kurzschluss zwischen den Außenleitern. KM1 und KM2 dürfen niemals gleichzeitig arbeiten, deshalb ist die Verriegelung nicht optional.
Die Verriegelung ist elektrisch auszuführen (ein Öffner-Hilfskontakt des einen Schützes, zum Beispiel KM1 21–22, in Reihe mit der Spule des anderen Schützes) und möglichst auch mechanisch (ein mechanisches Element, das die beiden Schütze verbindet; in der Abbildung der Doppelpfeil zwischen den gestrichelten Linien). Eine Umkehr während des Laufs würde große Strom- und Momentstöße verursachen, daher lässt die Steuerung einen Start in die Gegenrichtung in der Regel erst nach dem Stillstand zu. Die Zeichnung zeigt den Hauptstromkreis; die Steuerung (je Richtung ein eigener START, ein gemeinsamer STOP) ist nach Abschnitt 9 zu ergänzen; Endschalterschutz, Bremsung und Schutz gegen unerwarteten Wiederanlauf gehören zum Sicherheitskonzept der Maschine.
Kennzeichen: Q1 Kurzschlussschutz, KM1 Vorwärts-, KM2 Rückwärtsschütz, F2 Überlastrelais, M1 Drehstrommotor, das ⇄ zwischen den beiden Schützen ist die mechanische Verriegelung.
13. Warum teilt man in mehrere Stromkreise auf?
Im Verteiler gehen Verbrauchsmittel unterschiedlicher Bestimmung in der Regel von getrennten Schutzzweigen ab. In der Abbildung folgen auf den Hauptschalter Q0 und den Fehlerstrom-Schutzschalter FI1 drei Stromkreise: F1 Beleuchtung (E1–E3), F2 Steckdosen (XS1–XS3), F3 Kochfeld (EH1). Tritt im Steckdosenstromkreis ein Überstrom oder Kurzschluss auf (das Blitzsymbol), löst nur F2 aus: Die Beleuchtung und das Kochfeld bleiben in Betrieb (in der Abbildung ist der ausgelöste Stromkreis grau gestrichelt).
Der Vorteil ist eine übersichtlichere Fehlersuche (man sieht, welcher Stromkreis fehlerhaft ist), ein gezielterer Schutz (jeder Stromkreis erhält einen Leitungsschutzschalter, der auf seine eigene Leitung und Last dimensioniert ist) und eine bessere Betriebskontinuität (ein Fehler an einer Steckdose soll die Wohnung nicht im Dunkeln lassen). Große Verbrauchsmittel (Kochfeld, Backofen, Warmwasserspeicher, Klimagerät) erhalten in der Regel einen eigenen Stromkreis. Der Fehlerstrom-Schutzschalter FI1 dagegen löst bei einem Fehlerstrom aus (der Differenz zwischen den Strömen von Außenleiter und Neutralleiter, z. B. bei Körperschluss, Erdschluss oder Ableitstrom) und schaltet jeden Stromkreis dahinter ab; deshalb werden in einem größeren Verteiler mehrere Fehlerstrom-Schutzschalter verwendet (siehe Abschnitt 7). Die genaue Gruppierung richtet sich nach dem Plan, den Lasten und den anzuwendenden Anforderungen.
Kennzeichen: Q0 Hauptschalter, FI1 Fehlerstrom-Schutzschalter, F1–F3 Leitungsschutzschalter (B10, B16 sind ihre Charakteristik und ihr Strom), E1–E3 Lampe, XS1–XS3 Steckdose, EH1 Kochfeld (ein kleineres einphasiges Beispiel).
Übungsfragen
- Warum braucht der Stromkreis einer LED eine Strombegrenzung, und wie berechnen Sie den Widerstandswert?
- Worin unterscheidet sich die Schaltaufgabe eines Schützes von der Aufgabe des Überlastschutzes?
- Warum darf der PE nicht über einen Schalter geführt werden?
- Warum wird für den STOP-Taster ein Öffner (NC) verwendet?
- Warum dürfen das Stern- und das Dreieckschütz bzw. das Vorwärts- und das Rückwärtsschütz niemals gleichzeitig anziehen?
Wenn Sie einen Plan übersichtlich dokumentieren möchten, fahren Sie mit den Schaltzeichen und Symbolsätzen fort und danach mit dem Kapitel Leitungen und Stromkreise.