Sicherung (auch in der Schaltung) prüfen

Alle paar Tage wieder kommen Anfragen, wie man eine defekte Sicherung überprüfen kann. Vielleicht auch, wenn sie denn noch in der Schaltung bzw. dem scheinbar ausgefallenen Gerät steckt. Viele Leute gehen ebenso davon aus, dass in den meisten Fällen eines Funktionsausfalls von Scheibenwischer, Fernseher & Co die Sicherung einfach eben durchgebrannt ist und nach deren Tausch alles wieder fröhlich ist…

Sinn einer Sicherung

Die Sicherung hat den Zweck, im Falle eines Fehlers, die dahinter befindliche Technik abzuschalten. Egal ob nun Schaden für den Benutzer abzuwenden ist oder das Gerät und seine Umgebung vor dem Abbrennen zu bewahren sind – die Sicherung ist sinnvoll!

Ich habe es in all den Jahren, in denen ich meine Nase ist elektronische Geräte stecke eigentlich nie erlebt, dass nicht doch irgendein besonderer Umstand dazu geführt hat, dass eine Sicherung auslöst. Wenn also ein 1 – 2 Jahre altes Stück Technik plötzlich mit durchgebrannter Glasrohrsicherung ausfällt, würde ich doch eher nicht von purer Ermüdung ausgerechnet der Schutzvorrichtung ausgehen… Will mit diesem kompletten Absatz sagen: Vorsichtig sein! Selbst wenn die Funktion nach Austausch der Sicherung (zunächst?) wieder da ist, immer sollte der Benutzer noch ein Auge darauf haben!

Funktion einer Sicherung

fuse_kfzIch beziehe mich jetzt auf Sicherungen, welche nach dem Auslösen zerstört sind. Neben diesen gibt es natürlich auch Varianten, welche zurückgesetzt werden können, diese sind hier jetzt allerdings nicht Thema. Sicherungsautomaten, Polyswitch und Co sind umfangreich genug, das ihnen eigene Artikel gewidmet werden können ;-)

 

 

fuse_grIm Allgemeinen bestehen Sicherungen aus einem elektrisch leitenden Material, welches unter definierten Umständen durchbrennt oder schmilzt, eben auch Schmelzsicherung genannt.

Ich denke jeder technisch interessierte Mensch hat schon die typischen Glasrohrsicherungen oder auch die diversen Variationen aus dem KFZ-Bereich gesehen, bei Überlast brennen sie durch und trennen den Stromkreis wie ein normaler Schalter. Wer mag, kann sich u. a. bei Wikipedia näher mit den einzelnen Typen beschäftigen.

 

Prüfen einer Sicherung

Prinzipiell soll bei normalem Betrieb der Strom möglichst unbeeinflusst in die Schaltung fließen, die Sicherung also idealerweise keinen oder nur einen geringen Widerstand aufweisen. Um sie auf Auslösung zu überprüfen reicht es in der Regel, sie aus der Halterung zu nehmen und den Widerstand zu messen bzw. einfach eine Durchgangsprüfung vorzunehmen. Da Sicherungen irgendwas um 0,xx Ohm aufweisen dürften, verhalten sie sich wie ein normales Stückchen Draht. Widerstand hoch oder kein Durchgang = Sicherung defekt!
Nebenbei: In speziellen Fällen bzw. bei Sicherungen für sehr kleine Ströme kann es in seltenen Fällen vorkommen, dass schon der Strom des Messgerätes ausreicht, um für das Durchbrennen zu sorgen! Ist meist nicht der Fall, wenn aber schon drei frisch aus der Packung genommene Exemplare hintereinander im Eimer sind, würde ich misstrauisch werden :mrgreen: Etwas Vorsicht sollte man auch walten lassen, sollte die Sicherung per Ohmmeter oder Durchgangsprüfer direkt in der Schaltung gemessen werden. Das darf nie unter Spannung (!) und auch nur bei vollständig bekannter Funktion bzw. Aufgabe der Komponenten geschehen. Im Zweifel: Strom weg und ausbauen! Wie weiter unten noch erläutert, kann im Auslösefall die komplette Betriebsspannung am Sicherungshalter anliegen, da sollte besser niemand mit den Fingern oder irgendwelchen Widerstandsmesswerkzeugen hantieren!

Es gibt aber eben auch Fälle, in denen man gerne doch eine Sicherung messtechnisch prüfen möchte, welche noch eingesetzt ist. Klassischer Fall im Auto, hier kommt man bei einigen Modellen doch recht schlecht an die Teile heran. Pferdefuß ist allerdings, dass man auch mit den Messspitzen eines Multimeters an die beiden Anschlüsse herankommen muss, oft ist das nicht weniger Fummelei ;-) Für solche Messungen eignet sich kein Ohmmeter oder Durchganspfrüfer. Hier braucht es einen Spannungsmesser, also Voltmeter bzw. Multimeter mit geeignetem Messbereich.

 

fuser_generell

In der Skizze habe ich einen sehr einfachen Stromkreis dargestellt, welcher nur aus der Stromquelle, der Sicherung und einer Lampe als Verbraucher besteht.

Ist nun alles in bester Ordnung, wird die Lampe leuchten, der Stromkreis ist geschlossen.

 

Da die Sicherung im Prinzip wegen des praktisch nicht vorhandenen Widerstandes einfach als Drahtstück wirkt, wird man bei einer Gleichspannungsprüfung keinen nennenswerten Spannungsabfall an MP1 zu MP2, also über der Sicherung, messen. Auch wenn die Lampe defekt ist bleibt dies so, die Sicherung bildet im Beispiel ja nur eine Verlängerung des (+) Pols, wenn nicht defekt eben elektrisch gesehen einfach eine Stück „Strippe“. In diesem Fall wäre allerdings die volle Batteriespannung zwischen dem (-) Pol der Stromquelle und MP1 wie auch MP2 (liegt ja beides auf gleichem Potential) zu messen. Da bei defekter Lampe der Stromkreis nicht geschlossen ist, liegt die Spannung an allem an, was direkt mit der Batterie verbunden ist und einen guten Leiter darstellt.

Ist nun aber die Sicherung an sich durchgebrannt und die Lampe in Ordnung, wird über der Sicherung, also von MP1 nach MP2, die volle Versorgungsspannung zu messen sein. Hier wirkt die Unterbrechung wie ein Schalter. Die Lampe bildet einen Verbraucher mit sehr geringem Widerstand, also auch eher die Eigenschaften eines langen Drahtes, damit liegt der (-) pol der Batterie an MP2 während (+) ja direkt mit MP1 verbunden ist. Man wird die Batteriespannung messen.

In der Praxis kann man diesen Umstand gelegentlich ausnutzen, indem man z. B. eine LED nebst Vorwiderstand parallel zu den Sicherungshaltern anbringt. Ist die Sicherung OK kann keine Spannung für die LED abfallen, sie bleibt dunkel. Ist die Sicherung defekt, liegt die Betriebsspannung an, der Ausfall wird so optisch erfassbar. Klappt natürlich nur bei geeigneten Spannungen und einfachen Verbrauchern hinter der Sicherung.

Natürlich muss der Verbraucher keine Lampe sein, von Scheibenwischermotor bis Zigarettenanzünder kann dies alles sein. Damit hat aber auch der Verbraucher durchaus andere Eigenschaften, nicht immer ist diese Messung möglich. Je komplexer eine Technik hinter der Sicherung ist, desto schwieriger wird es u. U., bei defekter Sicherung die volle Betriebsspannung an den Sicherungsanschlüssen zu messen. Ausschlaggebend ist einfach, dass der Verbraucher in der Lage ist, die Betriebsspannung auch bei durchgebrannter Sicherung überhaupt bis an deren Anschlüsse gelangen zu lassen. Mit Scheibenwischermotoren, Glühlampen und ähnlich simplen Verbrauchern wird es sicherlich einfacher sein, als auf einem PC Motherboard ;-) Hier muss gesagt sein, dass bei komplexeren Problemen auch nicht mehr der Laie ran sollte, ich wollte einfach mal eben (…) auf die Lesermails reagieren :-D

Generell sollte man solche Experimente nicht bei höheren Spannungen durchführen und auch sonst nur, wenn man seiner Sache sicher ist!

 

e-blitzBei diesem Artikel mal wieder eine Warnung:

Die im Beitrag erwähnten Vorgehensweisen dienen dem technischen Verständnis und keiner konkreten Anleitung zu diesem oder jenem Gerät! Es ist ein erheblicher Unterschied, ob ich Experimente bei der Reparatur einer LED-Taschenlampe oder eines Elektroherdes durchführe, der gesunde Menschenverstand muss einfach funktionieren. Wer nicht mit der Elektrotechnik auf „Du & Du“ steht, sollte im Zweifel immer einen Fachmann fragen oder die Finger von der Sache lassen, wenn er nicht sicher ist, welche Gefahren zu erwarten sind!

Und: NÄGEL, ALUFOLIE UND BÜROKLAMMERN SIND KEINE SICHERUNGEN :!:

 

 

 

 

 

Bauteiltipp: Polyswitch, selbst rückstellende Sicherung

Polyswitch_800Jeder Mensch, der sich mit Elektronik in irgendeiner Form auseinandersetzt, kennt die Notwendigkeit von Sicherungen. Sie sind sozusagen gewollte Sollbruchstellen, welche beim Überschreiten einer bestimmten Vorgabe einen Vorgang oder eine Funktion unterbrechen. In der Regel wird in elektrischen Anlagen ein bestimmter Maximalstrom vorgegeben, der in der Einrichtung fließen darf. Wird dieser überschritten, muss abgeschaltet werden.

Gerade bei den im Modellbau und der Kleinleistungselektronik vorkommenden Anwendungen, sind große Ströme über  2-3 Ampere eher selten, dieser Beitrag hier gilt in diesem Szenario, Hausanschlüsse und Kernkraftwerke werden nicht berücksichtigt ;-)

Besonders ärgerlich ist es meist, wenn ein nachvollziehbarer Kurzschluss auftritt, der keinen Systemfehler darstellt, sondern durch Fehlbedienung im weitesten Sinne geschieht. Metallgegenstände, die versehentlich über Akkuanschlüsse gelegt wurden, Modelllokomotiven die so ungünstig entgleisen, dass ein Kurzschluss entsteht, es gibt reichlich Situationen, in denen ein zu hoher Strom fließen kann. In komplexeren Systemen kann hier eine intelligente Elektronik helfen, welche einen Überstrom feststellt und Gegenmaßnahmen ergreift, bei einfachen Anwendungen, begrenztem Platzangebot oder schlicht zu hohen Kosten scheidet diese Möglichkeit oft aus. Schmelzsicherungen sind auch kein Allheilmittel, der Aufwand für einen Austausch steht häufig in keinem Zusammenhang zur Fehlerursache.

Hier nun kann der Polyswitch gute Dienste leisten. Im Prinzip ist er ein PTC, ein Widerstand, der mit steigender Temperatur seinen Widerstandswert erhöht. Ich will hier nicht auf die Details zu dieser Bauteileart eingehen, dass findet sich u. a. auch bei Wikipedia.

Es gibt die Polyswitches mit Auslösewerten von einigen Milliampere bis hin zu einigen Ampere, neuerdings auch mit Spannungsverträglichkeit bis 230V, gängig sind allerdings derzeit die Varianten bis ca. 60V. Bei (zu) hohem Stromfluss erwärmen die Switches sich und werden bei erreichen eines bestimmten Wertes hochohmig (nicht lienar), praktisch wird der Verbraucher somit nicht mehr oder nur mit einem sehr geringen Strom versorgt. Sinkt nun die Temperatur, wird der Polyswitch wieder niederohmig, die Schaltung kann erneut arbeiten, die Sicherung hat sich quasi zurückgestellt. Ist der Fehler noch vorhanden, kommt es recht schnell zur Wiederholung des Vorganges. Im Alltag kann man dieses Verhalten auch zum Schutz vor Überhitzung einsetzten, die Wirkung ist gleich.

 

Nachteilig ist natürlich, dass dies keine schnelle Abschaltung ermöglicht. Zum Schutz vor Überlastung an (Modell) Motoren, Lokdecodern, Akkus oder sonstigen Bauteilen, welche eher durch längeren ‚Missbrauch‘ aufgeben, aber eine praktische Sache! In Schaltungen, welche sehr sensibel auf geringe Stromänderungen reagieren muss unter Umständen berücksichtigt werden, dass sie in kaltem Zustand einen geringen Widerstand von ca. 0,2 Ohm besitzen, abhängig auch von der Umgebungstemperatur. Im Alltag setze ich sie z. B. vor den Lokmotoren am Decoderausgang ein, da es trotz angeblichem Überlastschutz immer wieder mal Fälle von durchgebrannten Decodern bei blockierten Motoren gibt. Selbst bei Lokomotiven, welche sehr präzise eingestellt bzw. eingemessen wurden, habe ich bisher keine feststellbaren Unterschiede im Fahrverhalten bemerkt. Zur Anwendung kommen in dem Falle meist 1000 mA Polyswitches. Sie sind tolerant genug, beim Anfahren auch schwerer Züge nicht gleich abzuschalten, trennen aber sehr gut bei anhaltender Überlast.

FusecheckRecht elegant ist daneben auch die Möglichkeit, eine LED samt Vorwiderstand ‚über‘ der Sicherung anzubringen.

Löst der Polyswitch aus, fällt die komplette Spannung an seinen Anschlüssen ab und die LED signalisiert die Überlast. Klappt im Prinzip bei jeder Sicherung, man muss natürlich auf die anzutreffenden Spannungen achten und auch darauf, dass der Leuchtdiodenstrom allein nicht schon ausreicht, um die Schaltung vielleicht doch zu aktivieren. Vorsicht eben! Natürlich ginge auch ein Optokoppler, der wieder einen Transistor oder Controller oder… lassen wir das :mrgreen:

 

 

Backup-Programm für Windows: FBackup – Erweiterbares Freeware-Tool zur Datensicherung – computerwoche.de

fbackup_artikelfotoMal wieder ein Tipp für alle, die ein kostenloses Backup-Programm suchen :

Backup-Programm für Windows: FBackup – Erweiterbares Freeware-Tool zur Datensicherung – computerwoche.de.

 

Eine genauere Beschreibung findet sich im oben verlinkten Artikel. Ich hab’s mir gerade installiert, vor allem das Sichern über Netzwerk ist mir wichtig. Bei vielen anderen (kostenlosen) Programmen gab es immer wieder Probleme, bereits geöffnete Files zu sichern, dies scheint hier wirklich nicht der Fall zu sein.

Was ist bei der Installation eines Sicherungskastens zu beachten?

Kabel_SymbolWas ist bei der Installation eines Sicherungskastens zu beachten?

Elektroverteiler, oft auch einfach nur Sicherungs- oder Zählerkasten genannt, gehören zur Grundausstattung einer jeden Wohnung oder eines jeden Hauses und sind in Form von Hauptverteilern oder Unterverteilern vorzufinden. Sie sind in Deutschland genormt und besitzen einzelne Montage- bzw. Hutschienen auf denen unterschiedliche Bauteile oder Komponenten zur Steuerung und Absicherung der Elektroinstallation des Hauses montiert werden können. Meist beherbergen Sie Bauelemente wie Sicherungen, Fehlerstromschutzschalter (FI-Schalter), Relais, Treppenlichtautomaten und Klingeltransformatoren aber auch Stromzähler, Zeitschaltuhren und ganze speicherprogrammierbare Steuerungen zur Hausautomation können dort vorgefunden werden. Sicherungskästen werden in der Regel von Fachleuten installiert bzw. müssen zumindest von einem Elektromeister geprüft und abgenommen werden. Da Sicherungskästen grundsätzlich auch von Hobbyhandwerkern eingebaut und verdrahtet werden können und nur die Abnahme und Prüfung vom Fachmann zu erfolgen hat, hier ein paar wichtige Tipps, die es bei der Installation eines Sicherungskastens zu beachten gilt.

Zunächst steht natürlich die richtige Planung der Verteilung und der Verteilerkästen an. So ist im Voraus zu bestimmen, welche Anzahl von Schaltkreisen, Sicherungen und sonstigen Komponenten aufgenommen werden müssen und welche Anzahl an Verteilerkästen und Unterverteilungen zu installieren sind. Daraus ergibt sich die Größe der einzelnen Kästen. Vor dem Kauf ist allerdings auch noch festzulegen, ob es sich dabei um Unterputz- oder Aufputzkästen handeln soll. Sind alle Komponenten und Sicherungskästen dimensioniert und eingekauft, muss zunächst der eigentliche leere Verteilerkasten installiert werden. Anschließend werden dann die einzelnen Komponenten nach einer vorher festgelegten Anordnung im Sicherungskasten installiert und verdrahtet. Gerade durch die korrekte Anordnung der Bauteile kann viel Zeit beim Verdrahten und der späteren Fehlersuche eingespart werden. Spätestens hier sollte man sich, falls die Grundregeln der Anordnung nicht bekannt sind, Tipps vom Fachmann einholen.
Selbstverständlich dürfen alle Arbeiten am Verteilerkasten nur im komplett spannungslosen Zustand durchgeführt werden. Sind alle Arbeiten korrekt durchgeführt und nochmals kontrolliert, kann dann der Fachmann hinzu gezogen werden, der die Prüfung und Abnahme der Installation durchführt.
Grundsätzlich ist anzumerken, dass nicht geübte Hobbyhandwerker sehr lange zur korrekten Installation eines Sicherungskastens benötigen und es eventuell effizienter sein kann, den prüfenden Elektromeister auch zuvor die Installation durchführen zu lassen. Dadurch, dass er die Installation selbst durchgeführt hat, fällt die Prüfung dann wesentlich kürzer aus. Zudem muss der Elektriker bei der Sicherheitsprüfung alle Kabel nach Vorschrift wieder abklemmen, wenn er die Verdrahtung zuvor nicht selbst durchgeführt hat.