Die Lebensdauer von Schmelzsicherungen

Eine Frage der Planung

Jeder Praktiker kann von Fällen berichten, bei denen Schmelzsicherungen bei der Erneuerung einer Anlage nach Jahrzehnten im Betrieb noch offenbar unversehrt und funktionstüchtig entnommen werden konnten. Ebenso gibt es Erfahrungen, dass bei manchen Anlagen der wiederholte ‚Ausfall‘ (genauer: das Abschalten) von Sicherungen zu lästigen und teils auch teuren Betriebsstörungen führte.

Bild: FuseXpert

Der Eindruck einer begrenzten Lebensdauer von Sicherungen oder die Vermutung einer systemimmanenten Alterung dürfte auf der Erfahrung ungeklärter Betriebsstörungen durch ‚Sicherungsausfälle‘ beruhen, die durch Sicherungswechsel häufig einfach (wenigstens vorübergehend) zu beseitigen waren. Im Folgenden soll versucht werden, die Hintergründe scheinbar „spontaner“ Abschaltungen von Schmelzsicherungen zu durchleuchten, indem die Einflussfaktoren auf ihre betriebliche Lebensdauer erläutert werden.

Definition der Lebensdauer

Die meisten Geräte und Maschinen sowie Gegenstände des täglichen Bedarfs haben erfahrungsgemäß eine begrenzte Lebensdauer. Sie unterliegen vielfältigen Einflüssen, welche die Gebrauchstüchtigkeit mit der Zeit beeinträchtigen: Diese Einflüsse führen zu irreversiblen Veränderungen, wobei generell die Intensität der Beanspruchungen und die Betriebstemperaturen einen wesentlichen Einfluss auf die Änderungsgeschwindigkeit und damit auf die Lebensdauer eines Bauteils oder Produkts haben. Aussagen zur Produktlebensdauer sind daher immer bezogen auf externe Einflussfaktoren und betriebliche Belastungsfaktoren. Die Vielfalt der externen Einfluss- und betrieblichen Belastungsfaktoren lässt bei Schmelzsicherungen eine generelle Angabe verlässlicher Lebensdauerwerte nicht zu. Der damit verbundene experimentelle Aufwand ist allenfalls für besonders kritische Anwendungsfälle zu rechtfertigen.

Lebensdauer von Schmelzsicherungen (speziell NH-Sicherungen)

Solange die o. a. Faktoren sich im Rahmen der Normbedingungen halten, „wird ohne weitere Einschränkung angenommen, dass die der vorliegenden Norm entsprechenden Sicherungen zufriedenstellend arbeiten“ (Zitat: VDE 0636-1). Die Sicherungsnorm VDE 0636-1 definiert den Bemessungsstrom Ir als den „Wert des Stromes, mit dem der Sicherungseinsatz unter den vorgeschriebenen Bedingungen ohne nachteilige Veränderungen dauernd belastet werden kann.“ Diese Aussage basiert auf jahrzehntelanger Erfahrung mit genormten Sicherungen und auf der Robustheit der Sicherungskonstruktion und der verwendeten Werkstoffe. Die allgemein verwendeten Schmelzleiterwerkstoffe Kupfer und Silber sind äußerst beständig gegen Oxidation und die Gehäusekeramik sowie der als Lichtbogenlöschmittel verwendete Quarzsand sind weitgehend immun gegen Alterung und versprechen eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer unter den in der Norm definierten Bedingungen. Es gilt daher, die äußeren Einflussfaktoren und Belastungsgrenzen zu finden, welche die Sicherungen über die Normbedingungen hinaus oder abweichend zu diesen übermäßig beanspruchen und zu vorzeitigen Abschaltungen oder anderweitigem Fehlverhalten führen können. Bei genauer Kenntnis der Einsatzbedingungen und der betrieblichen Beanspruchungen kann für jede Anwendung eine Sicherung mit zufriedenstellender Lebensdauer ausgewählt werden.

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