Sicherungstypen für DC-Kreise im Überblick

Schutz in Gleichstromkreisen: Warum spezielle DC-Sicherungen nötig sind

Gleichstrom (DC) verhält sich bei Überlastung oder Kurzschlüssen völlig anders als Wechselstrom (AC). Da bei Gleichspannung kein natürlicher Nulldurchgang der Spannung existiert, erlischt ein entstehender Lichtbogen nicht von selbst. Aus diesem Grund müssen Sicherungstypen für DC-Kreise so konstruiert sein, dass sie Lichtbögen schnell und zuverlässig trennen.

Die Gefahren von Fehlauslegungen in Photovoltaikanlagen

Werden ungeeignete AC-Sicherungen in Gleichstromkreisen eingesetzt, kann dies zu anhaltenden Lichtbögen, Bränden und massiven Anlagenschäden führen. Spezifische Sicherungstypen für DC-Kreise sind unverzichtbar, um Module, Wechselrichter und Verkabelung vor Rückströmen und Überströmen abzusichern.

Die wichtigsten Sicherungstypen für DC-Kreise

In der Photovoltaik und in DC-Batteriesystemen kommen verschiedene Schutzorgane zum Einsatz:

1. gPV-Schmelzsicherungen (Photovoltaik-Sicherungen)

• gPV-Sicherungen sind speziell nach IEC 60269-6 für den Einsatz in PV-Systemen genormt.
• Sie bieten zuverlässigen Schutz gegen geringe Überströme sowie hohe Kurzschlussströme.
• Typische Bauformen sind zylindrische Sicherungseinsätze (10x38 mm oder 14x51 mm) für Spannungen bis 1000 V DC oder 1500 V DC.
• Bei Strangabsicherungen schützen diese Sicherungstypen für DC-Kreise vor gefährlichen Rückströmen, wenn drei oder mehr Stränge parallel geschaltet sind.

2. DC-Leitungsschutzschalter (DC-MCB)

• Spezielle DC-Schutzschalter mit magnetischer und thermischer Auslösung.
• Ausgestattet mit Lichtbogenlöschkammern und Permanentmagneten, um den DC-Lichtbogen in die Löschzone zu leiten.
• Vorteil: Sie sind nach einer Auslösung wieder einschaltbar und fungieren gleichzeitig als Trennstelle für Wartungsarbeiten.

3. DC-Kompaktleistungsschalter (MCCB)

• Werden in größeren Solarparks, Zentralwechselrichtern oder DC-Sammelkästen eingesetzt.
• Ausgelegt für Nennströme von über 100 A bis zu mehreren tausend Ampere.
• Ermöglichen ein hohes Schaltvermögen bei Spannungen bis 1500 V DC.

4. Batterie- und Halbleiterschutzkreise (gR / aR)

• Extrem flinke Sicherungen zum Schutz empfindlicher Halbleiterbauelemente in Wechselrichtern oder Energiespeichern.
• Verhindern verheerende Schäden an Leistungselektronikkomponenten bei extremen Spitzenströmen.

Kriterien für die Auswahl der richtigen DC-Sicherung

Bei der Auswahl geeigneter Sicherungstypen für DC-Kreise müssen folgende Parameter genau berechnet werden:

• Bemessungsspannung (U_n): Muss mindestens der Leerlaufspannung des Strangs (U_oc) bei minimaler Temperatur entsprechen (inkl. Sicherheitsfaktor 1,2).
• Bemessungsstrom (I_n): Wird in der Regel mit dem 1,4- bis 1,5-fachen des Kurzschlussstroms (I_sc) des Solarmoduls gewählt.
• Ausschaltvermögen: Muss den maximal zu erwartenden Kurzschlussstrom des Gesamtsystems sicher abschalten können.
• Selektivität: Gewährleistet, dass im Fehlerfall nur der betroffene Strang abgeschaltet wird, während der Rest der Anlage in Betrieb bleibt.