Leitungsschutz & Überstromschutz – Lernkurs

Leitungsschutz & Überstromschutz

Leitungen können brennen – wenn zu viel Strom durch sie fließt und kein Schutzorgan rechtzeitig trennt. Dieser Kurs erklärt, welche Schutzorgane es gibt, wie sie funktionieren, wie man sie richtig dimensioniert und wann welches Gerät zum Einsatz kommt.

Kapitel 01

Was ist Überstrom – und warum ist er gefährlich für Leitungen?

Jede elektrische Leitung hat einen elektrischen Widerstand. Fließt Strom durch einen Widerstand, entsteht Wärme – das ist das Joulesche Gesetz: P = I² × R. Das bedeutet: Verdoppelt sich der Strom, vervierfacht sich die entstehende Wärmeleistung. Zu viel Wärme zerstört die Isolierung der Leitung, was im schlimmsten Fall zu einem Kabelbrand führt.

Als Überstrom bezeichnet man jeden Strom, der dauerhaft den zulässigen Belastungsstrom I_Z der Leitung überschreitet. Man unterscheidet zwei Arten:

🌡

Überlast

Strom ist größer als I_Z, aber kleiner als der Kurzschlussstrom. Entsteht z.B. wenn zu viele Geräte an einer Leitung betrieben werden. Erwärmung langsam, aber dauerhaft.

⚡

Kurzschluss

Direktverbindung zweier Leiter mit unterschiedlichem Potential. Strom steigt auf ein Vielfaches des Nennstroms. Energieeintrag extrem hoch, Schaden in Millisekunden.

P_Wärme = I² × R

P_Wärme
= Wärmeleistung in der Leitung [W]
I
= Strom [A]
R
= Leitungswiderstand [Ω]

Jede Leitung hat eine maximal zulässige Betriebstemperatur: Bei PVC-Isolation sind das 70 °C, bei Gummi-Isolation 90 °C. Wird diese dauerhaft überschritten, altert die Isolierung, verliert ihre dielektrischen Eigenschaften und kann zu einem Brandgeschehen führen. Das Schutzorgan (Sicherung oder LS-Schalter) muss sicherstellen, dass dieser Temperaturgrenzwert nicht dauerhaft überschritten wird.

Häufiger Denkfehler

Sicherungen schützen nicht den Menschen – sie schützen die Leitung! Eine 16-A-Sicherung brennt nicht durch, weil 16 A für Menschen gefährlich wären, sondern weil ein 1,5-mm²-Kabel bei mehr als 16 A dauerhaft zu heiß wird. Der Personenschutz ist Aufgabe des RCD-Schutzschalters.

🔧 Rechner – Wärmeleistung in der Leitung

Strom I 16 A

Widerstand R (pro 100m) 1,2 Ω

Wärmeleistung P

307

P = I² × R

Bei doppeltem Strom

1229

W (4× mehr!)

quadratischer Anstieg

Verständnisfrage · Kapitel 01

Eine Leitung führt statt der erlaubten 16 A plötzlich 32 A. Um welchen Faktor steigt die Wärmeleistung in der Leitung?

Faktor 2 – doppelter Strom, doppelte Wärme. Faktor 4 – weil P = I² × R und I² = (2×I)² = 4×I². Faktor 8 – Strom und Widerstand steigen beide. Der Faktor ist vom Querschnitt abhängig und nicht berechenbar.

Kapitel 02

Wie funktioniert eine Schmelzsicherung – und welche Typen gibt es?

Eine Schmelzsicherung besteht aus einem Schmelzleiter – einem dünnen Metalldraht, der bei Überstrom durch die entstehende Wärme schmilzt und so den Stromkreis unterbricht. Einmal ausgelöst, muss sie ersetzt werden. Sie ist das älteste und einfachste Schutzorgan der Elektrotechnik.

Der Schmelzleiter ist so bemessen, dass er bei seinem Nennstrom I_N dauerhaft betrieben werden kann, bei einem höheren Strom aber innerhalb einer definierten Zeit abschaltet. Die Schmelzzeit hängt dabei stark vom Überstrom ab: Je größer der Strom, desto schneller löst die Sicherung aus.

Typ	Vollbezeichnung	Einsatzbereich	Besonderheit
gG	general purpose (Ganzbereichs-Schmelzeinsatz)	Allgemeine Leitungsschutz-Anwendungen	Schützt gegen Überlast UND Kurzschluss. Standard in Hausinstallationen.
aM	accompagnying Motor (begleitende Motorschutz-Sicherung)	Motorstromkreise	Nur Kurzschlussschutz! Kein Überlastschutz – toleriert hohe Anlaufströme.
gR / gS	Halbleiterschutz	Frequenzumrichter, Thyristoren	Extrem schnell – schützt empfindliche Halbleiter.
gL	Leitungsschutz (ältere Bezeichnung für gG)	Leitungsschutz allgemein	Weitgehend synonym mit gG, ältere Norm.

In Österreich und ganz Europa werden drei Baugrössen unterschieden:

D-Elemente (Diazed): Schraubsicherungen, zylindrisch, farb-codiert nach Nennstrom, bis 100 A.
NEOZED: Modernere Schraubsicherung, kleinere Baugrösse, bis 125 A.
NH-Sicherungen (Niederspannungs-Hochleistungssicherungen): Messersicherungen für hohe Ströme (bis 1250 A), typisch in Unterverteilern und Industrieanlagen.

Schmelzsicherung – Auslösekennlinie (Zeit-Strom-Diagramm, gG)

Merksatz – Farbcode Diazed/NEOZED

Die Sicherungseinsätze sind nach Nennstrom farbcodiert: rosa = 2A, braun = 4A, grün = 6A, rot = 10A, grau = 16A, blau = 20A, gelb = 25A, schwarz = 35A, weiß = 50A, kupfer = 63A. Nur passende Sicherungselemente passen in das zugehörige Passstück – das verhindert das versehentliche Einsetzen zu großer Sicherungen.

Rechenaufgaben – Kapitel 02

A 2.1Wärmeleistung in einer gesicherten Leitung▾

Eine 1,5-mm²-Cu-Leitung (Widerstand: 12,1 Ω/km) ist 40 m lang und führt den Nennstrom von 16 A. Berechnen Sie die Wärmeleistung P, die in dieser Leitung entsteht (Hinund Rückleiter zusammen = 80 m Gesamtlänge).

Gegeben: I = 16 A, ρ = 12,1 Ω/km, l_gesamt = 80 m = 0,08 km

Gesucht: P in Watt

Ihr Ergebnis: W

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Schritt 1 – Leitungswiderstand berechnen:

R = 12,1 Ω/km × 0,08 km = 0,968 Ω

Schritt 2 – Wärmeleistung:

P = I² × R = 16² × 0,968 = 256 × 0,968

P ≈ 247,8 W ≈ 248 W

Hinweis: Rechnen Sie mit dem exakten R-Wert. Rundungen können das Ergebnis leicht verschieben. Akzeptiert wird 245–252 W.

A 2.2Abschmelzvielfaches bestimmen▾

Eine gG-Schmelzsicherung 25 A soll auslösen. Im Fehlerfall fließt ein Strom von 137,5 A. Berechnen Sie das Vielfache des Nennstroms (I / I_N). Bei welchem Vielfachen etwa löst die Sicherung laut Kennlinie sehr schnell (<0,1 s) aus?

Gegeben: I_Fehler = 137,5 A, I_N = 25 A

Gesucht: Vielfaches n = I_Fehler / I_N

Ihr Ergebnis: × I_N

💡 Lösungsweg anzeigen▾

n = I_Fehler / I_N = 137,5 A / 25 A = 5,5

n = 5,5 × I_N

Bei 5,5-fachem Nennstrom löst eine gG-Sicherung laut Kennlinie in ca. 0,5–2 Sekunden aus – das ist noch kein blitzschnelles Abschalten. Für sehr schnelle Abschaltung (<0,1s) braucht man das 10-fache oder mehr.

Verständnisfrage · Kapitel 02

Ein Elektriker ersetzt eine ausgebrannte gG-Sicherung 16A durch eine gG-Sicherung 25A, weil „die größere nicht mehr durchbrennt“. Was ist daran falsch?

Gar nichts – eine größere Sicherung schützt besser. Die 25A-Sicherung schützt die Leitung nicht mehr – sie lässt dauerhaft mehr Strom durch, als das Kabel verträgt, was zu Überhitzung und Brand führen kann. Die größere Sicherung passt mechanisch nicht in das Passstück für 16A. Nur die aM-Sicherung darf ersetzt werden, gG nicht.

Kapitel 03

Was ist ein Leitungsschutzschalter und worin unterscheiden sich die Charakteristiken B, C, D und K?

Der Leitungsschutzschalter (LS-Schalter) – umgangssprachlich „Sicherungsautomat“ oder MCB (Miniature Circuit Breaker) – ist das moderne Pendant zur Schmelzsicherung. Er hat zwei entscheidende Vorteile: Er kann nach dem Auslösen wieder eingeschaltet werden, und er zeigt durch seine Position (oben/unten) eindeutig an, ob er ausgelöst hat.

Ein LS-Schalter hat zwei Auslösemechanismen:

Thermischer Auslöser (Bimetall): Reagiert träge auf Überlast. Das Bimetallstreifen verbiegt sich durch Erwärmung und löst bei 1,13–1,45 × I_N innerhalb von Minuten aus. Dieser Mechanismus ist bei allen Charakteristiken (B, C, D) identisch.
Magnetischer Auslöser (Elektromagnet): Reagiert blitzschnell auf Kurzschluss (in Millisekunden). Die Auslöseschwelle unterscheidet die Charakteristiken!

3 – 5 × I_N

Hausinstallation

Empfindlichste Charakteristik. Für rein ohmsche Lasten ohne Einschaltstromspitzen. Standard für Beleuchtung und Steckdosen im Wohnbereich.

5 – 10 × I_N

Gewerbe / Industrie

Für Verbraucher mit mäßigem Einschaltstrom. Kleine Motoren, Kompressoren, Leuchtstoffröhren. Standard in gewerblichen Anlagen.

10 – 20 × I_N

Hoher Einschaltstrom

Für Verbraucher mit sehr hohem Einschaltstrom. Transformatoren, große Motoren, Schweißgeräte, USV-Anlagen.

8 – 14 × I_N

Motorschutz (EN 60947)

Für Motoranläufe. Sehr träge thermische Kennlinie – toleriert längere Anläufe. Norm: EN 60947-2 (nicht EN 60898).

Vergleich Auslösekennlinien B / C / D – magnetischer Auslösebereich

🔧 Rechner – Magnetischer Auslösestrom LS-Schalter

Nennstrom I_N 16 A

Charakteristik B

Magnetisch auslösen ab

—

A (untere Grenze)

Auslösung sicher bis

—

A (obere Grenze)

Thermisch (Überlast)

—

A (1,45 × I_N)

Rechenaufgaben – Kapitel 03

A 3.1Auslösestrom eines LS-C16 berechnen▾

Ein Leitungsschutzschalter C16 soll im Kurzschlussfall magnetisch auslösen. Berechnen Sie den minimalen Auslösestrom (untere Grenze des magnetischen Auslösebereichs).

Gegeben: I_N = 16 A, Charakteristik C → Faktor 5 (untere Grenze)

Gesucht: I_a,min in Ampere

Ihr Ergebnis: A

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Formel:

I_a,min = Faktor_min × I_N

Einsetzen (C-Charakteristik, untere Grenze = Faktor 5):

I_a,min = 5 × 16 A = 80 A

I_a,min = 80 A

Der LS-Schalter C16 löst magnetisch (blitzschnell) aus, sobald der Strom 80 A überschreitet. Unterhalb dieser Grenze greift nur der thermische Auslöser (langsam).

A 3.2Richtige Charakteristik auswählen▾

Ein Frequenzumrichter erzeugt beim Einschalten einen kurzen Einschaltstrom von 110 A (Dauer: 10 ms). Der Nennstrom des Stromkreises beträgt 10 A. Welche Charakteristik (B, C oder D) muss der LS-Schalter haben, damit er beim normalen Einschalten nicht auslöst?

Gegeben: I_N = 10 A, I_Einschalt = 110 A (10 ms)

Gesucht: Mindestfaktor = I_Einschalt / I_N → passende Charakteristik

Einschaltstrom-Vielfaches: × I_N

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Vielfaches berechnen:

n = 110 A / 10 A = 11

Charakteristik auswählen:
B: mag. Auslösung ab 3–5 × 10 = 30–50 A → würde bei 110 A sofort auslösen ✗
C: mag. Auslösung ab 5–10 × 10 = 50–100 A → 110 A liegt knapp über Obergrenze → zu riskant ✗
D: mag. Auslösung ab 10–20 × 10 = 100–200 A → 110 A liegt INNERHALB des zulässigen Bereichs ✓

Charakteristik D10 erforderlich!

A 3.3Maximale Schleifenimpedanz für LS-B16▾

Damit ein Leitungsschutzschalter B16 im Kurzschlussfall sicher innerhalb von 0,4 s (Abschaltzeit Steckdosenstromkreis) auslöst, muss der Kurzschlussstrom mindestens das 5-fache des Nennstroms betragen. Berechnen Sie die maximal zulässige Schleifenimpedanz Z_s,max bei U = 230 V.

Gegeben: I_N = 16 A, Faktor B-min = 5, U = 230 V

Gesucht: Z_s,max in Ohm

Ihr Ergebnis: Ω

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Schritt 1 – Mindest-Auslösestrom:

I_a,min = 5 × 16 A = 80 A

Schritt 2 – Max. Schleifenimpedanz:

Z_s,max = U / I_a,min = 230 V / 80 A

Z_s,max = 2,875 Ω

Die gemessene Schleifenimpedanz der Anlage muss kleiner als 2,875 Ω sein, damit der B16 den Fehlerstrom sicher und schnell genug unterbricht.

Verständnisfrage · Kapitel 03

In einer Werkstatt soll eine Kreissäge mit hohem Anlaufstrom angeschlossen werden. Welche LS-Charakteristik ist am besten geeignet?

Charakteristik B – weil sie am empfindlichsten ist. Charakteristik C oder D – weil diese hohe kurzzeitige Einschaltströme tolerieren, ohne auszulösen. Die Charakteristik spielt keine Rolle, nur der Nennstrom zählt. Charakteristik B mit höherem Nennstrom als nötig.

Kapitel 04

Wie dimensioniert man Leitungsquerschnitt und Absicherung richtig?

Die Dimensionierung folgt einem klaren Regelwerk, verankert in der ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52. Das Grundprinzip lautet:

I_B ≤ I_N ≤ I_Z

I_B
= Betriebsstrom (tatsächlicher Strom des Verbrauchers) [A]
I_N
= Nennstrom der Schutzeinrichtung (Sicherung / LS-Schalter) [A]
I_Z
= Zulässiger Belastungsstrom der Leitung (aus Tabelle, abhängig von Querschnitt und Verlegeart) [A]

Die Strombelastbarkeit I_Z hängt stark von der Verlegeart ab, weil diese bestimmt, wie gut sich die Leitung abkühlen kann:

Querschnitt Cu	Verlegeart A1 (im Rohr in Wand)	Verlegeart B2 (im Rohr auf Wand)	Verlegeart C (auf Wand, frei)	Max. Absicherung
1,5 mm²	11 A	13 A	15 A	16 A (B2/C)
2,5 mm²	15 A	18 A	21 A	20 A
4 mm²	20 A	24 A	27 A	25 A
6 mm²	25 A	31 A	36 A	32 A
10 mm²	34 A	42 A	50 A	50 A
16 mm²	45 A	56 A	66 A	63 A

Info – Häufungsfaktor

Werden mehrere Leitungen gebündelt verlegt (z.B. im Kabelkanal), kühlen sie sich gegenseitig schlechter ab. Die Strombelastbarkeit muss dann mit einem Häufungsfaktor f < 1 multipliziert werden. Bei 2 Leitungen: f ≈ 0,80, bei 3: f ≈ 0,70, bei 4–6: f ≈ 0,65. Immer in der ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 nachschlagen!

🔧 Rechner – Leitungsabsicherung (Verlegeart B2, Cu, 70°C PVC)

Betriebsstrom I_B 14 A

Häufungsfaktor f 1,00

Mindest-Querschnitt

—

mm² Cu

I_Z dieser Leitung

—

A (zulässig)

Max. Absicherung I_N

—

Rechenaufgaben – Kapitel 04

A 4.1Leitungsquerschnitt für eine Steckdosengruppe bestimmen▾

An einer Steckdosengruppe werden Geräte mit einer Gesamtleistung von 3000 W bei 230 V betrieben. Die Leitung wird einzeln unter Putz (Verlegeart A1) verlegt. Bestimmen Sie den Betriebsstrom I_B und wählen Sie den passenden Mindestquerschnitt und die passende Absicherung.

Gegeben: P = 3000 W, U = 230 V, cos φ = 1 (ohmsche Last), Verlegeart A1

Gesucht: I_B in Ampere

Betriebsstrom I_B: A

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Schritt 1 – Betriebsstrom:

I_B = P / (U × cos φ) = 3000 W / (230 V × 1) = 13,04 A

Schritt 2 – Querschnitt wählen (Verlegeart A1):
1,5 mm² → I_Z = 11 A → zu klein (11 < 13,04)!
2,5 mm² → I_Z = 15 A → ausreichend (15 > 13,04) ✓

Schritt 3 – Absicherung:
I_B ≤ I_N ≤ I_Z → 13,04 ≤ I_N ≤ 15 A
Nächste genormte Größe: 16 A passt nicht (16 > 15 A = I_Z!)
Absicherung: LS-B13 oder Sicherung 13 A

I_B = 13,04 A → 2,5 mm², max. 13A Absicherung bei Verlegeart A1

Hinweis: In der Praxis würde man hier 2,5 mm² mit 16A nur bei freier Verlegung (Verlegeart C) wählen. Unter Putz (A1) ist I_Z = 15A, also muss I_N ≤ 15A bleiben.

A 4.2Absicherung eines Drehstrommotors▾

Ein Drehstrommotor hat einen Nennstrom von 11,5 A. Die Zuleitung ist 4 mm² Cu, Verlegeart B2 (I_Z = 24 A). Berechnen Sie den zulässigen Bereich für den Nennstrom der Absicherung I_N.

Gegeben: I_B = 11,5 A, I_Z = 24 A

Gesucht: Zulässiger Bereich I_N (Minimum und Maximum)

Max. zulässiges I_N: A

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Regel:

I_B ≤ I_N ≤ I_Z

11,5 A ≤ I_N ≤ 24 A

Genormte Werte in diesem Bereich: 13 A, 16 A, 20 A
Praxiswahl: LS-C16 (C wegen Motoranlaufstrom, 16 A liegt im Bereich)

I_N,max = 24 A (entspricht I_Z der Leitung)

In der Praxis würde man LS-C16 wählen – ausreichend Reserve über dem Betriebsstrom und C-Charakteristik für den Motoranlauf.

Verständnisfrage · Kapitel 04

Was bedeutet die Bedingung I_B ≤ I_N ≤ I_Z in einfachen Worten?

Der Betriebsstrom muss immer größer als der Nennstrom der Sicherung sein. Die Sicherung muss größer sein als der Betriebsstrom (löst nicht unnötig aus) und kleiner als die Kabelbelastbarkeit (schützt das Kabel). Die Sicherung darf immer beliebig groß sein, solange das Kabel dick genug ist. Der Querschnitt muss immer kleiner als der Nennstrom sein.

Kapitel 05

Was ist Selektivität – und warum ist sie in einer Anlage unverzichtbar?

Selektivität (auch: Staffelung) bedeutet, dass bei einem Fehler in einem Anlagenteil immer nur das dem Fehler am nächsten liegende Schutzorgan auslöst – und keines der übergeordneten. So bleibt die restliche Anlage in Betrieb, während nur der betroffene Stromkreis abgetrennt wird.

Praxisbeispiel: In einem Gebäude brennt eine Sicherung im Unterverteiler einer Wohnung durch. Bei guter Selektivität bleibt der Hauptverteiler und alle anderen Wohnungen in Betrieb. Bei schlechter Selektivität fliegt der Hauptschalter heraus – und das gesamte Gebäude ist ohne Strom.

Selektivität – Fehlerfall in einem 3-stufigen System

Selektivität erreicht man durch Staffelung der Nennströme: Jedes übergeordnete Schutzorgan muss einen deutlich höheren Nennstrom haben als das untergeordnete. Als Faustregel gilt: der Faktor zwischen zwei Stufen sollte mindestens 1,6 : 1 betragen (z.B. 25 A → 16 A → 10 A). Bei LS-Schaltern gleicher Charakteristik ist volle Selektivität nur bis zum Nennstrom des nachgeordneten Schalters sicher garantiert.

Österreichische Norm – Selektivität

ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-43: Schutz gegen Überstrom. Fordert, dass die Koordination von Schutzeinrichtungen so gewählt wird, dass bei einem Fehler nur das dem Fehler am nächsten liegende Schutzorgan ansprechen muss.

ÖVE/ÖNORM EN 60898-1: Leitungsschutzschalter für Hausinstallationen. Enthält Anhang D mit Informationen zur Selektivitätskoordination.

Rechenaufgaben – Kapitel 05

A 5.1Selektivitätsprüfung: Ist diese Staffelung selektiv?▾

In einer Anlage sind folgende Schutzorgane hintereinandergeschaltet: Hauptverteiler: gG 35A → Unterverteiler: LS-B25 → Endstromkreis: LS-B16. Prüfen Sie die Selektivität: Wie groß ist der Faktor zwischen HV (35A) und UV (25A)?

Gegeben: I_N,HV = 35 A, I_N,UV = 25 A

Gesucht: Staffelungsfaktor = I_N,HV / I_N,UV (auf 2 Dezimalstellen)

Staffelungsfaktor: —

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Faktor = 35 A / 25 A = 1,4

Faktor = 1,4 → unter der Faustregel von 1,6!

Die Staffelung ist nicht ideal selektiv. Bei einem hohen Kurzschlussstrom (nahe dem Endstromkreis) könnten sowohl LS-B25 als auch die gG35A gleichzeitig ansprechen. Besser wäre: HV gG 40A oder UV LS-B20 (Faktor 2,0) oder HV gG 50A (Faktor 2,0).

Verständnisfrage · Kapitel 05

In welchem Fall liegt Selektivität vor?

Wenn alle LS-Schalter in einer Anlage den gleichen Nennstrom haben. Wenn bei einem Fehler nur das dem Fehler nächste Schutzorgan auslöst und alle übergeordneten in Betrieb bleiben. Wenn die Hauptsicherung immer vor dem LS-Schalter auslöst. Wenn RCD und LS-Schalter gleichzeitig auslösen.

Kapitel 06

Wie schützt man Motoren vor Überstrom – und was ist ein Motorschutzschalter?

Motoren haben besondere Anforderungen an den Überstromschutz, die sich von normalen Stromkreisen unterscheiden:

Hoher Anlaufstrom: Beim Einschalten fließen für kurze Zeit (0,3–5 s) Ströme vom 4–8-fachen des Nennstroms.
Blockierstrom: Wenn der Motor mechanisch blockiert wird (z.B. Keilriemen), fließt dauerhaft der Anlaufstrom → Motorwicklung überhitzt schnell.
Schieflast: Fällt eine Phase aus, versucht der Motor weiterzudrehen und überhitzt ebenfalls.

Der Motorschutzschalter (MSS) ist ein speziell auf Motoren abgestimmtes Schutzgerät mit drei Funktionen:

Funktion	Mechanismus	Schutz gegen
Überlastschutz	Einstellbares Bimetall, direkt auf I_N,Motor einstellbar	Dauerhafter Überstrom, Blockierung
Kurzschlussschutz	Magnetischer Schnellauslöser	Direktkurzschluss
Phasenausfallschutz	Differenzialbimetall	Schieflast durch Phasenausfall

Der entscheidende Vorteil gegenüber einem normalen LS-Schalter: Der Auslösestrom des Motorschutzschalters ist stufenlos auf den tatsächlichen Motornennstrom einstellbar (z.B. 6–10 A). So löst er bei 10 % Überlast aus, toleriert aber den kurzen Anlaufstrom.

Praxistipp – Kombination in der Praxis

In der Praxis wird ein Motorstromkreis meist durch eine Kombination aus aM-Sicherung und Motorschutzschalter geschützt: Die aM-Sicherung übernimmt den Kurzschlussschutz (sehr schnell, hohe Schaltvermögen), der MSS den Überlastschutz (einstellbar, mit Phasenausfallschutz). Alternativ wird ein MPCB (Motor Protective Circuit Breaker) nach EN 60947-2 eingesetzt, der beide Funktionen vereint.

Rechenaufgaben – Kapitel 06

A 6.1Motornennstrom aus Typenschild berechnen▾

Ein Drehstrommotor hat laut Typenschild: P = 4 kW, U = 400 V, cos φ = 0,82, η = 0,88. Berechnen Sie den Nennstrom I_N des Motors (Strangstrom bei Dreieckschaltung).

Gegeben: P = 4000 W, U = 400 V, cos φ = 0,82, η = 0,88

Gesucht: I_N in Ampere

Formel: I_N = P / (√3 × U × cos φ × η)

Ihr Ergebnis: A

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Formel:

I_N = P / (√3 × U × cos φ × η)

Einsetzen:

I_N = 4000 / (1,732 × 400 × 0,82 × 0,88)

= 4000 / (1,732 × 400 × 0,7216)

= 4000 / 499,7 ≈ 8,0 A

I_N ≈ 8,0 A → MSS auf 8A einstellen

Auf dem Motorschutzschalter stellt man den Auslösestrom auf ca. 8A ein (oder den nächsten einstellbaren Wert). Eine aM-Sicherung oder LS-D10 übernimmt den Kurzschlussschutz.

A 6.2Anlaufstrom und Schutzauswahl▾

Der Motor aus Aufgabe A 6.1 hat einen Anlaufstrom von 6 × I_N. Berechnen Sie den Anlaufstrom und prüfen Sie, ob ein LS-C10 beim Einschalten auslösen würde.

Gegeben: I_N = 8,0 A, Anlaufstrom = 6 × I_N

LS-C10: magnetisch auslösen ab 5 × 10 A = 50 A

Gesucht: Anlaufstrom I_an in Ampere

Anlaufstrom I_an: A

💡 Lösungsweg anzeigen▾

I_an = 6 × I_N = 6 × 8,0 A = 48 A

I_an = 48 A

Auslöseprüfung LS-C10:
Magnetische Auslöseschwelle: 5 × 10 A = 50 A
Anlaufstrom 48 A < 50 A → LS-C10 löst beim Anlauf nicht sofort aus ✓

Der LS-C10 wäre hier gerade noch geeignet. In der Praxis empfiehlt man etwas Sicherheitsreserve und würde einen Motorschutzschalter auf 8A einstellen und einen LS-D10 oder aM-Sicherung für den Kurzschlussschutz verwenden.

Verständnisfrage · Kapitel 06

Was unterscheidet eine aM-Sicherung von einer gG-Sicherung?

Die aM-Sicherung ist kleiner und günstiger als gG. Die aM-Sicherung schützt nur gegen Kurzschluss, nicht gegen Überlast. Sie toleriert hohe Anlaufströme, die eine gG-Sicherung bereits abschalten würde. aM-Sicherungen lösen langsamer aus als gG-Sicherungen. gG-Sicherungen sind nur für Wechselstrom, aM für Gleichstrom.

Kapitel 07

Was sind Abschaltzeiten – und warum hängen sie vom Netzsystem ab?

Ein Schutzorgan muss im Fehlerfall nicht nur auslösen – es muss schnell genug auslösen. Denn solange ein Fehler besteht, steht am berührbaren Gehäuse eine gefährliche Spannung an. Die maximale Abschaltzeit ist die Zeitspanne, in der das Schutzorgan spätestens den Stromkreis trennen muss, bevor der Körperstrom lebensgefährlich wird.

Die vorgeschriebenen Abschaltzeiten sind in der ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41 geregelt und hängen vom verwendeten Netzsystem ab:

Netzsystem	Endstromkreise ≤ 32 A	Verteilerstromkreise	Warum der Unterschied?
TN-System (häufigste Anlage in AT)	0,4 s bei 230V gegen Erde	5 s	Im TN-System bildet PE die Fehlerschleife → hoher Kurzschlussstrom → Schutzorgan löst schnell aus
TT-System	0,2 s bei 230V	1 s	Im TT-System ist Erdwiderstand hoch → kleiner Fehlerstrom → LS-Schalter löst oft gar nicht aus → RCD zwingend
IT-System	Kein erster Erdschluss kritisch	Isolationsüberwachung	Kein Erdpfad → erster Fehler unkritisch, zweiter Fehler gefährlich

Info – Österreich-Besonderheit (ÖVE/ÖNORM)

In Österreich gilt nach ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41 (nationale Ergänzung E 8101-411.4.4.002.2.AT): Die Ausschaltzeit darf 0,4 s für Stromkreise mit 230 V gegen Erde und 0,2 s für Stromkreise mit 400 V gegen Erde nicht überschreiten (Endstromkreise bis 32 A im TN-System). Diese Abschaltzeit gilt für den Fehlerschutz (indirektes Berühren), nicht für den Leitungsschutz (Überhitzungsschutz).

In der Praxis werden diese Zeiten von einem korrekt dimensionierten LS-Schalter oder einer Sicherung weit unterschritten: Bei einem satten Kurzschluss löst der magnetische Auslöser in unter 10 ms aus. Die Abschaltzeit wird nur dann zum Problem, wenn die Schleifenimpedanz zu hoch ist – z.B. bei sehr langen Leitungen –, weil dann der Kurzschlussstrom zu klein ist und nur noch der träge thermische Auslöser reagiert.

Rechenbeispiel – Abschaltzeit-Bedingung prüfen

Gegeben: TN-S-Netz, Endstromkreis 230 V, LS-Schalter B16, gemessene Schleifenimpedanz Z_s = 1,8 Ω

Schritt 1 – Fehlerstrom: I_K = 230 V / 1,8 Ω = 127,8 A

Schritt 2 – Vielfaches: 127,8 A / 16 A = 7,99 × I_N → liegt im magnetischen Auslösebereich von B (3–5×) → Auslösung in <10 ms ✓

Schritt 3 – Vergleich mit Grenzimpedanz: Z_s,max = 230 V / (5 × 16 A) = 230 / 80 = 2,875 Ω → 1,8 Ω < 2,875 Ω ✓ Bedingung erfüllt

Rechenaufgaben – Kapitel 07

A 7.1Abschaltbedingung prüfen – TN-System▾

In einem TN-S-Netz ist ein Endstromkreis mit einem LS-B20 abgesichert. Die gemessene Schleifenimpedanz beträgt 2,2 Ω. Prüfen Sie, ob die Abschaltbedingung (Abschaltung < 0,4 s, d.h. magnetische Auslösung) erfüllt ist. Berechnen Sie dazu den Fehlerstrom und das Vielfaches von I_N.

Gegeben: U = 230 V, Z_s = 2,2 Ω, I_N = 20 A, Char. B → Mindestfaktor 3

Gesucht: Fehlerstrom I_K in Ampere

Fehlerstrom I_K: A

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Fehlerstrom:

I_K = U / Z_s = 230 V / 2,2 Ω = 104,5 A

Vielfaches prüfen:

104,5 A / 20 A = 5,23 × I_N

B-Charakteristik löst magnetisch ab 3 × I_N = 60 A aus. 104,5 A > 60 A ✓

Bedingung erfüllt – magnetische Abschaltung in <0,4 s gesichert ✓

Zur Sicherheit: Max. Schleifenimpedanz = 230 / (3 × 20) = 3,83 Ω → 2,2 Ω deutlich darunter.

Verständnisfrage · Kapitel 07

Warum sind die vorgeschriebenen Abschaltzeiten im TT-System kürzer als im TN-System?

Weil im TT-System die Spannung höher ist. Weil im TT-System der Fehlerstrom wegen des hohen Erdwiderstands kleiner ist, weshalb die Berührungsspannung länger hoch bleibt und deshalb schneller abgeschaltet werden muss. Weil TT-Systeme älter sind und daher gefährlicher. Die Abschaltzeiten sind in beiden Systemen identisch.

Kapitel 08

Warum gibt es maximale Leitungslängen – und wie berechnet man sie?

Jede Leitung hat einen elektrischen Widerstand. Je länger die Leitung, desto größer der Widerstand – und damit die Schleifenimpedanz des Fehlerstromkreises. Ab einer bestimmten Länge ist der Kurzschlussstrom so klein, dass der magnetische Auslöser des LS-Schalters nicht mehr schnell genug reagiert. Die Anlage wäre bei einem Isolationsfehler dauerhaft gefährlich.

Die maximale Leitungslänge ergibt sich aus der Bedingung, dass der minimale Kurzschlussstrom (= Netzspannung / max. Schleifenimpedanz) den magnetischen Auslöser des Schutzorgans sicher erreichen muss.

l_max = (U × A) / (2 × ρ × I_a,min)

l_max
= Maximale Leitungslänge [m] (Einfachleiter, Hin- und Rückleiter)
U
= Netzspannung [V] (230 V bei Einphasen)
A
= Leiterquerschnitt [mm²]
ρ (Cu)
= Spezifischer Widerstand Kupfer = 0,0175 Ω·mm²/m
I_a,min
= Mindest-Auslösestrom des Schutzorgans [A] (z.B. 5 × I_N für B-Char.)

Der Faktor 2 im Nenner berücksichtigt, dass der Strom sowohl durch den Außenleiter (Hin) als auch durch den Schutzleiter (Rück) fließen muss – also doppelte Leitungslänge als elektrischer Weg.

Rechenbeispiel – Maximale Länge für LS-B16 auf 2,5 mm²

Gegeben: U = 230 V, A = 2,5 mm², LS-B16 → I_a,min = 3 × 16 = 48 A, ρ(Cu) = 0,0175

Rechnung:

l_max = (230 × 2,5) / (2 × 0,0175 × 48) = 575 / 1,68 = 342 m

Diese Länge klingt üppig – aber in der Praxis zählt auch der Widerstand der Vorimpedanz (Netz, Transformator, Zuleitung). Damit reduziert sich die effektive Länge oft auf 50–100 m in der Realität.

Neben der Abschaltbedingung gibt es noch eine zweite Begrenzung der Leitungslänge: den Spannungsabfall. Nach ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 darf der Spannungsabfall vom Anschlusspunkt bis zum letzten Verbraucher maximal 4 % der Nennspannung betragen (empfohlen: ≤ 3 % für Endstromkreise).

ΔU = (2 × ρ × l × I × cos φ) / A

ΔU
= Spannungsabfall [V]
l
= Leitungslänge [m]
I
= Betriebsstrom [A]
cos φ
= Leistungsfaktor (ohmsch = 1)
A
= Querschnitt [mm²]

🔧 Rechner – Maximale Leitungslänge (Abschaltbedingung)

Querschnitt A [mm²] 2,5 mm²

LS-Nennstrom I_N 16 A

Charakteristik B (Faktor 3)

Mindest-Auslösestrom

—

Max. Schleifenimpedanz

—

Max. Leitungslänge

—

theoretisch, ohne Vorimpedanz

Rechenaufgaben – Kapitel 08

A 8.1Maximale Länge für LS-C16 auf 1,5 mm²▾

Berechnen Sie die maximale Leitungslänge für einen Stromkreis mit LS-C16 und 1,5 mm² Cu-Leitung. Verwenden Sie den unteren Auslösefaktor der C-Charakteristik (Faktor 5) und ρ(Cu) = 0,0175 Ω·mm²/m. Netzspannung 230 V.

Gegeben: U = 230 V, A = 1,5 mm², I_N = 16 A, Char. C → Faktor 5

Gesucht: l_max in Metern

Ihr Ergebnis: m

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Mindest-Auslösestrom:

I_a,min = 5 × 16 A = 80 A

Maximale Länge:

l_max = (U × A) / (2 × ρ × I_a,min)

l_max = (230 × 1,5) / (2 × 0,0175 × 80)

= 345 / 2,8 = 123,2 m

l_max ≈ 123 m (theoretisch)

In der Praxis reduziert sich das durch die Vorimpedanz (Netz + Zuleitung) auf ca. 60–80 m. Bei C-Charakteristik und 1,5mm² ist die Länge also begrenzt – bei langen Leitungen besser B-Charakteristik oder größeren Querschnitt wählen.

A 8.2Spannungsabfall berechnen▾

Eine 2,5-mm²-Cu-Leitung versorgt eine Steckdose 35 m entfernt vom Verteiler. Der Betriebsstrom beträgt 13 A, cos φ = 1. Berechnen Sie den Spannungsabfall ΔU und den prozentualen Spannungsabfall (bezogen auf 230 V).

Gegeben: A = 2,5 mm², l = 35 m, I = 13 A, cos φ = 1, ρ(Cu) = 0,0175

Gesucht: ΔU in Volt

Spannungsabfall ΔU: V

💡 Lösungsweg anzeigen▾

Formel:

ΔU = (2 × ρ × l × I × cos φ) / A

Einsetzen:

ΔU = (2 × 0,0175 × 35 × 13 × 1) / 2,5

= (2 × 0,0175 × 35 × 13) / 2,5

= 15,925 / 2,5 = 6,37 V

ΔU = 6,37 V

Prozentualer Spannungsabfall:

ΔU% = 6,37 / 230 × 100 = 2,77 %

2,77 % liegt unter dem Grenzwert von 3 % für Endstromkreise ✓. Die Spannung an der Steckdose beträgt somit mindestens 230 – 6,37 = 223,6 V.

Verständnisfrage · Kapitel 08

Welche zwei voneinander unabhängige Bedingungen begrenzen die maximale Leitungslänge?

Nur der Spannungsabfall – alles andere ist irrelevant. Die Abschaltbedingung (ausreichend großer Kurzschlussstrom für rechtzeitige Auslösung) und der maximale Spannungsabfall (≤ 4% nach ÖVE/ÖNORM). Nur die Abschaltbedingung – der Spannungsabfall ist normativ nicht relevant. Die Leitungslänge ist normativ nicht begrenzt.

Kapitel 09

Was ist das Schaltvermögen – und was ist ein AFDD-Lichtbogenschutzschalter?

Zwei wichtige Eigenschaften von Schutzorganen, die in der Praxis oft unterschätzt werden:

1. Schaltvermögen (Bemessungskurzschlussschaltvermögen I_cn)

Jeder LS-Schalter kann nur Kurzschlussströme bis zu einem bestimmten Maximalwert sicher unterbrechen. Wird dieser Wert überschritten, kann der LS-Schalter beim Abschalten zerstört werden oder den Stromkreis nicht vollständig unterbrechen – mit der Gefahr eines Dauerbrandes. Das Schaltvermögen wird in kA angegeben:

Schaltvermögen	Typische Anwendung	Kennzeichnung
3 kA	Einfache Hausinstallationen, Unterverteilungen am Ende langer Zuleitungen	Blauer Kreis auf LS-Schalter
6 kA	Standard-Hausinstallation, Wohngebäude, Gewerbe	Standard, keine besondere Kennzeichnung
10 kA	Industrie, netznähe Unterverteilungen, Hauptverteiler	Häufig erforderlich bei kurzem Abstand zum Trafo
15–25 kA	Leistungsschalter für Hauptstromversorgung, Industrie	Leistungsschalter nach EN 60947-2

Sicherheitsproblem – Falsches Schaltvermögen

Ein LS-Schalter mit 3 kA Schaltvermögen, der in einer Anlage mit 10 kA Kurzschlussstrom eingebaut ist, kann beim Kurzschluss explodieren oder versagen. Vor der Auswahl muss der prospektive Kurzschlussstrom am Einbauort bekannt sein. Dieser kann grob aus der Transformatorleistung und der Kabelimpedanz abgeschätzt werden.

2. AFDD – Lichtbogen-Fehlerschutzschalter

Ein AFDD (Arc Fault Detection Device) erkennt fehlerhafte Lichtbögen in der Leitungsanlage – z.B. durch angeknabberte Kabelisolierungen, lockere Klemmen oder alterungsbedingte Kriechströme. Solche Lichtbögen sind die häufigste Ursache von Wohnungsbränden durch Elektroinstallation, werden aber von LS-Schaltern und RCDs nicht erkannt, weil der Strom dabei nicht wesentlich erhöht ist.

Österreichische Norm – AFDD-Pflicht seit ETV 2020

Durch die Elektrotechnikverordnung 2020 (ETV 2020, BGBl. II Nr. 308/2020) und die darin kundgemachte ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-42 sind AFDD-Schutzschalter in Österreich für Neuinstallationen in Schlafzimmern und Kinderzimmern seit 2020 vorgeschrieben. Die Norm ÖVE/ÖNORM EN 62606 regelt die technischen Anforderungen an AFDDs. Ziel: Brandschutz durch frühzeitige Erkennung von Lichtbogenfehlern, die weder LS noch RCD detektieren können.

Schutzorgane im Vergleich – was erkennt was?

Verständnisfrage · Kapitel 09

Ein Elektriker baut in einem Neubau-Schlafzimmer einen normalen LS-Schalter B16 ein. Was fehlt laut ETV 2020 in Österreich?

Ein RCD mit 30 mA – der LS-Schalter allein reicht nicht. Ein AFDD-Lichtbogenschutzschalter, der seit ETV 2020 für Schlafzimmer in Neubauten vorgeschrieben ist. Ein LS-Schalter C-Charakteristik – B ist im Schlafzimmer verboten. Nichts – ein LS-Schalter ist ausreichend.

Abschlusstest

12 Fragen zu allen Kapiteln. Jede Frage sofort auswerten, am Ende Gesamtergebnis abrufen.

Fragen bei mündlicher Prüfung

Typische Prüfungsfragen mit vollständigen Musterantworten.

01Erklären Sie den Unterschied zwischen Überlast und Kurzschluss.▾

Überlast entsteht, wenn mehr Strom fließt als die Leitung dauerhaft verträgt, aber deutlich weniger als ein Kurzschlussstrom. Beispiel: an einem 16A-Stromkreis werden Geräte mit 20A Gesamtleistung betrieben. Die Erwärmung ist langsam – die Sicherung löst thermisch (über das Bimetall) in Minuten aus.

Kurzschluss entsteht bei direkter niederohmiger Verbindung zweier Leiter verschiedenen Potentials. Der Strom steigt auf ein Vielfaches des Nennstroms (oft hunderte oder tausende Ampere). Die Wärmeentwicklung ist extrem – der Schaden entsteht in Millisekunden. Die Sicherung muss magnetisch (blitzschnell) auslösen.

02Welche Auslösecharakteristiken gibt es beim Leitungsschutzschalter und wo werden sie eingesetzt?▾

Charakteristik B (3–5 × I_N): Empfindlichste Variante. Für rein ohmsche Lasten ohne Einschaltströme: Beleuchtung, Steckdosen im Wohnbereich, Elektroheizungen.

Charakteristik C (5–10 × I_N): Standard im Gewerbe. Für Verbraucher mit mäßigem Einschaltstrom: kleine Motoren, Kompressoren, Leuchtstoffröhren, Klimaanlagen.

Charakteristik D (10–20 × I_N): Für sehr hohe Einschaltströme: Transformatoren, Schweißgeräte, USV-Anlagen, Großmotoren.

Charakteristik K (8–14 × I_N, nach EN 60947-2): Speziell für Motorschutz mit langen Anlaufzeiten.

03Erklären Sie die Grundregel für die Leitungsdimensionierung I_B ≤ I_N ≤ I_Z.▾

Die Bedingung stellt sicher, dass zwei Fehler gleichzeitig vermieden werden: Erstens muss I_N größer als I_B (Betriebsstrom) sein, damit die Sicherung im Normalbetrieb nicht auslöst. Zweitens muss I_N kleiner oder gleich I_Z (Kabelbelastbarkeit) sein, damit die Sicherung auslöst, bevor das Kabel durch Überstrom zu heiß wird. Die Kabelbelastbarkeit I_Z hängt von Querschnitt, Material und Verlegeart ab und ist in der ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 tabelliert.

04Was ist Selektivität und wie erreicht man sie?▾

Selektivität bedeutet, dass bei einem Fehler nur das dem Fehler nächstgelegene Schutzorgan auslöst und alle übergeordneten in Betrieb bleiben. Sie verhindert, dass ein Fehler in einer Unterverteilung das gesamte Gebäude vom Netz trennt. Man erreicht Selektivität durch: 1) Staffelung der Nennströme (Faktor ≥ 1,6 zwischen zwei Stufen), 2) Abstimmung der Auslösecharakteristiken (z.B. gG-Sicherung vor LS-Schalter), 3) Verwendung von Selektivschutzschaltern (zeitverzögert) in großen Anlagen. Die normative Grundlage ist ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-43.

05Warum wird bei Motorstromkreisen eine aM-Sicherung mit Motorschutzschalter kombiniert?▾

Eine aM-Sicherung (accompagnying Motor) schützt nur gegen Kurzschlüsse – sie hat eine träge Kennlinie, die hohe kurzzeitige Anlaufströme toleriert, ohne auszulösen. Sie übernimmt den Kurzschlussschutz mit hohem Schaltvermögen. Der Motorschutzschalter dagegen ist stufenlos auf den Motornennstrom einstellbar und schützt gegen Überlast, thermische Überlastung bei Blockierung und Phasenausfall (durch Differenzialbimetall). Die Kombination bietet den vollständigen Schutz: schnell beim Kurzschluss (aM), präzise beim Überlast (MSS).

06Was ist der Häufungsfaktor und wann muss er berücksichtigt werden?▾

Der Häufungsfaktor f (kleiner als 1) berücksichtigt die verminderte Wärmeabgabe, wenn mehrere Leitungen gebündelt verlegt werden. Je mehr Leitungen nebeneinander liegen, desto schlechter kühlen sie ab und desto kleiner ist ihre Belastbarkeit. Die tatsächliche Belastbarkeit ergibt sich aus: I_Z = I_Z,Tabelle × f. Bei 2 Leitungen f ≈ 0,80, bei 3 f ≈ 0,70, bei 4–6 f ≈ 0,65. Berücksichtigt werden muss er immer bei Leitungen im Kabelkanal, in Rohren mit mehreren Leitungen oder in Kabelbündeln. Die Werte sind in ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 tabelliert.

07Nennen Sie den Unterschied zwischen D-Element (Diazed), NEOZED und NH-Sicherung.▾

D-Element (Diazed): Zylindrische Schmelzsicherung in Schraubsockel. Farbcodiert nach Nennstrom. Bis 100 A. Standard in Hausinstallationen. Passstücksystem verhindert zu große Sicherungen.

NEOZED: Modernere Schraubsicherung, kleinere Baugröße als Diazed, bis 125 A. Ebenfalls farbcodiert. Weit verbreitet in Unterverteilungen.

NH-Sicherung (Niederspannungs-Hochleistungssicherung): Messersicherung, großes Schaltvermögen (bis 120 kA), für hohe Ströme bis 1250 A. Typisch in Hauptverteilungen, Industrieanlagen, Trafoabgängen. Nicht laienhand-habbar – nur von Fachkräften zu wechseln.

08Was sind Abschaltzeiten und welche gelten im TN- und TT-System?▾

Die Abschaltzeit ist die maximale Zeit, in der ein Schutzorgan im Fehlerfall den Stromkreis trennen muss, damit keine lebensgefährliche Berührungsspannung dauerhaft ansteht. Die Werte sind in ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41 festgelegt.

TN-System: Endstromkreise bis 32 A → max. 0,4 s bei 230 V gegen Erde, max. 0,2 s bei 400 V. Verteilerstromkreise → 5 s.

TT-System: Endstromkreise → max. 0,2 s. Verteilerstromkreise → 1 s. Die kürzere Zeit gilt, weil im TT-System der Fehlerstrom durch den Erdwiderstand begrenzt ist und ein LS-Schalter allein oft nicht ausreicht – deshalb ist der RCD zwingend.

In der Praxis werden diese Zeiten bei korrekt dimensionierten Anlagen weit unterschritten: Ein magnetischer Auslöser eines LS-Schalters schaltet in unter 10 ms ab.

09Warum gibt es maximale Leitungslängen und wie berechnet man sie?▾

Zwei Bedingungen begrenzen die maximale Leitungslänge: Erstens die Abschaltbedingung: Je länger die Leitung, desto größer die Schleifenimpedanz und desto kleiner der Kurzschlussstrom. Ist der Kurzschlussstrom zu klein, löst das Schutzorgan nicht schnell genug aus. Die Maximallänge ergibt sich aus: l_max = (U × A) / (2 × ρ × I_a,min), wobei I_a,min der Mindest-Auslösestrom ist.

Zweitens der Spannungsabfall: ΔU = (2 × ρ × l × I × cos φ) / A. Nach ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 darf der Spannungsabfall vom Anschlusspunkt bis zum Verbraucher max. 4% der Nennspannung betragen (empfohlen ≤3% für Endstromkreise). In der Praxis ist oft der Spannungsabfall die begrenzende Größe bei kleinen Querschnitten.

10Was ist ein AFDD-Schutzschalter und wann ist er in Österreich vorgeschrieben?▾

Ein AFDD (Arc Fault Detection Device) ist ein Schutzschalter, der fehlerhafte Lichtbögen in der Leitungsanlage erkennt. Solche Lichtbögen entstehen durch beschädigte Kabelisolierungen, lockere Klemmen, Nagetierverbiss oder Alterung. Sie führen zu Hochtemperaturen (bis 4000°C) am Fehlerpunkt und können Kabelbrände auslösen, werden aber von LS-Schaltern und RCDs nicht erkannt, weil der Strom nicht wesentlich erhöht ist.

Der AFDD analysiert das Frequenzspektrum des Stromes – Lichtbögen erzeugen charakteristische Hochfrequenzanteile. In Österreich ist der AFDD nach ETV 2020 (BGBl. II Nr. 308/2020) in Verbindung mit ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-42 für Neuinstallationen in Schlafzimmern und Kinderzimmern vorgeschrieben. Die technischen Anforderungen sind in ÖVE/ÖNORM EN 62606 geregelt.

Formelsammlung

Wärmeleistung in der Leitung

P = I² × R

P
Wärmeleistung [W]
I
Strom [A]
R
Leitungswiderstand [Ω]

Grundregel Leitungsbemessung

I_B ≤ I_N ≤ I_Z

I_B
Betriebsstrom [A]
I_N
Nennstrom Schutzorgan [A]
I_Z
Zulässiger Belastungsstrom [A]

Leitungsbelastbarkeit mit Häufung

I_Z = I_Z,Tab × f

I_Z,Tab
Tabellenwert [A]
f
Häufungsfaktor (2 Ltg: 0,80 | 3: 0,70 | 4–6: 0,65)

Magnetischer Auslösestrom LS-Schalter

I_a = n × I_N

n
B: 3–5 | C: 5–10 | D: 10–20 | K: 8–14
I_N
Nennstrom LS-Schalter [A]

Max. Schleifenimpedanz

Z_s,max = U / I_a,min

U
Netzspannung 230 V
I_a,min
Mindest-Auslösestrom [A]

Motornennstrom (Drehstrom)

I_N = P / (√3 × U × cos φ × η)

P
Nennleistung [W]
U
Leiterspannung [V]
η
Wirkungsgrad [–]

Leitungswiderstand

R = ρ × l / A

ρ (Cu)
0,0175 Ω·mm²/m
l
Länge [m]
A
Querschnitt [mm²]

Betriebsstrom (Einphasig)

I_B = P / (U × cos φ)

P
Leistung [W]
U
230 V
cos φ
Leistungsfaktor [–]

Maximale Leitungslänge

l_max = (U × A) / (2 × ρ × I_a,min)

I_a,min
Mindest-Auslösestrom [A]
Faktor 2
Hin- und Rückleiter

Spannungsabfall

ΔU = (2 × ρ × l × I × cos φ) / A

ΔU%
≤ 3% empfohlen, max. 4%
ΔU%
= ΔU / U_N × 100

Abschaltzeiten (ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41)

TN: 0,4 s (230V) / 5 s (Verteil.)

TT
0,2 s Endstromkr. / 1 s Verteil.
TN AT
0,2 s bei 400 V gegen Erde

Glossar

Abschaltzeit Maximale Zeit, in der ein Schutzorgan bei einem Fehler den Stromkreis trennen muss. TN-System Endstromkreis 230V: 0,4 s. TT-System: 0,2 s. Verteilerstromkreise: TN 5 s, TT 1 s. (ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41)
AFDD Arc Fault Detection Device – Lichtbogen-Fehlerschutzschalter. Erkennt fehlerhafte Lichtbögen durch beschädigte Kabelisolierungen. In AT seit ETV 2020 für Schlaf- und Kinderzimmer in Neubauten vorgeschrieben. Norm: ÖVE/ÖNORM EN 62606.
aM-Sicherung Accompagnying Motor – Schmelzsicherung nur für Kurzschlussschutz in Motorstromkreisen. Toleriert hohe Anlaufströme. Kein Überlastschutz! Muss immer mit Motorschutzschalter kombiniert werden.
Betriebsstrom (I_B) Der tatsächliche Nennstrom des angeschlossenen Verbrauchers im Normalbetrieb. Grundlage für die Dimensionierung der Absicherung.
Charakteristik (LS-Schalter) Kennzeichnung des magnetischen Auslösebereichs eines Leitungsschutzschalters. B=3–5×, C=5–10×, D=10–20× des Nennstroms.
D-Element (Diazed) Zylindrische Schmelzsicherung mit Schraubsockel. Farbcodiert nach Nennstrom. Passstücksystem verhindert überdimensionierte Sicherungen.
gG-Sicherung General purpose – Ganzbereichs-Schmelzsicherung. Schützt gegen Überlast UND Kurzschluss. Standard für Leitungsschutz in Gebäuden.
Häufungsfaktor (f) Korrekturfaktor (<1) für die Strombelastbarkeit bei gebündelter Verlegung mehrerer Leitungen. Berücksichtigt reduzierte Wärmeabgabe.
Kurzschluss Direktverbindung zweier Leiter unterschiedlichen Potentials mit sehr niedrigem Widerstand. Führt zu sehr hohen Strömen und extrem schneller Wärmeentwicklung.
Leitungsschutzschalter (LS) Rückstellbares Schutzorgan mit thermischem (Überlast) und magnetischem (Kurzschluss) Auslöser. Auch: Sicherungsautomat, MCB (Miniature Circuit Breaker).
MCB Miniature Circuit Breaker – internationale Bezeichnung für den Leitungsschutzschalter.
Motorschutzschalter (MSS / MPCB) Auf Motoren abgestimmtes Schutzgerät mit einstellbarem Überlastschutz, Kurzschlussschutz und Phasenausfallschutz.
NEOZED Modernere Schmelzsicherung in Schraubbauform, kleiner als Diazed, bis 125 A. Weit verbreitet in Unterverteilungen.
NH-Sicherung Niederspannungs-Hochleistungssicherung. Messersicherung für Ströme bis 1250 A und hohes Schaltvermögen bis 120 kA. In Hauptverteilungen und Industrieanlagen.
RCBO Residual Current Circuit Breaker with Overload protection – kombinierter LS-Schalter und RCD in einem Gehäuse. Schützt gegen Überlast, Kurzschluss und Erdschluss.
Schaltvermögen (I_cn) Maximaler Kurzschlussstrom, den ein LS-Schalter sicher unterbrechen kann (in kA). Übliche Werte: 3 kA, 6 kA, 10 kA. Muss mindestens dem prospektiven Kurzschlussstrom am Einbauort entsprechen.
Selektivität Koordination von Schutzorganen so, dass bei einem Fehler nur das dem Fehler nächste Organ auslöst. Verhindert unnötig große Stromunterbrechungen.
Spannungsabfall (ΔU) Spannungsverlust in der Leitung durch den Leitungswiderstand. Maximal 4% der Nennspannung nach ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52, empfohlen ≤ 3% für Endstromkreise.
Staffelungsfaktor Verhältnis der Nennströme zweier aufeinanderfolgender Schutzorgane. Faustregel: ≥ 1,6 für sichere Selektivität.
Überlast Strom größer als der zulässige Belastungsstrom I_Z der Leitung, aber kleiner als Kurzschlussstrom. Erwärmung langsam, thermischer Auslöser reagiert.
Zulässiger Belastungsstrom (I_Z) Maximaler Dauerstrom einer Leitung gemäß ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52, abhängig von Querschnitt, Material und Verlegeart.

Stand & Quellen

OVE EN 60898-1:2021 – Leitungsschutzschalter für Hausinstallationen (Austrian Standards Institute)
ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-41 – Schutzmaßnahmen: Automatische Abschaltung der Stromversorgung (Abschaltzeiten)
ÖVE/ÖNORM HD 60364-4-43 – Schutz gegen Überstrom in Niederspannungsanlagen
ÖVE/ÖNORM HD 60364-5-52 – Auswahl und Errichtung elektrischer Betriebsmittel – Leitungsanlagen (Spannungsabfall, Belastbarkeit)
ÖVE/ÖNORM EN 60947-2 – Niederspannungsschaltgeräte, Leistungsschalter (K-Charakteristik)
ÖVE/ÖNORM EN 60269-1 / -2 – Niederspannungssicherungen (gG, aM, NH)
ÖVE/ÖNORM EN 62606 – Allgemeine Anforderungen an AFDD-Schutzschalter
ETV 2020 (BGBl. II Nr. 308/2020) – Elektrotechnikverordnung 2020 (AFDD-Pflicht Schlafzimmer)
Austrian Standards Institute (ASI) – www.austrian-standards.at | Kursstand: April 2026