Dieser präzise Online-Rechner hilft, den optimalen Auslösestrom für Schutzrelais in elektrischen Anlagen zu bestimmen. Geben Sie Nennstrom, erwarteten Maximalstrom, gewünschte Auslösezeit und Sicherheitsfaktor ein, wählen die Lastart und erhalten sofort empfohlene Einstellwerte und eine grafische Abschätzung der Auslösezeit bei Überstrom.
Kurzanleitung zur Nutzung
- Nennstrom eingeben
- Maximal erwarteten Strom eingeben
- Gewünschte Auslösezeit angeben
- Sicherheitsfaktor zwischen 1,1 und 1,5 wählen
- Lastart auswählen, danach Berechnen drücken
Formel für empfohlenen Auslösestrom
Die Basisauslegung verwendet die einfache Formel
$$
I_{\text{relais}} = I_{\text{nom}} \cdot K
$$
Dabei bezeichnet \(I_{\text{relais}}\) den empfohlenen Auslösestrom in Ampere, \(I_{\text{nom}}\) ist der Nennstrom der Last, K ist der Sicherheitsfaktor. Übliche Werte für K liegen zwischen 1,1 und 1,5.
Zeitkorrektur nach Lastart
Die Auslösezeit wird an die Art der Last angepasst durch einen Korrekturfaktor
$$
t_{\text{relais}} = t \cdot f
$$
| Lastart | Korrekturfaktor f | Hinweis |
|---|---|---|
| ohmsche Last | 1.0 | keine Verlängerung erforderlich |
| induktive Last | 1.25 | höhere Einschaltströme, Zeit 25 Prozent länger |
| gemischte Last | 1.12 | leichte Verlängerung empfohlen |
Praktische Startstromfaktoren und Empfehlung
Beim Schalten bestimmter Verbraucher treten kurzzeitig deutlich höhere Ströme auf. Nutzen Sie diese Richtwerte, um den Sicherheitsfaktor anzupassen und Fehlauslösungen zu vermeiden.
| Gerätetyp | Anlauffaktor bezogen auf Nennstrom | Empf. K |
|---|---|---|
| Glühlampen | 6 – 10 × | 1.3 – 1.5 |
| Schaltnetzteile | 2 – 3 × | 1.2 – 1.35 |
| Asynchronmotoren ohne Umrichter | 4 – 8 × | 1.4 – 1.5 |
| Asynchronmotoren mit Umrichter | 1.5 – 2.5 × | 1.15 – 1.3 |
| Schweissgeräte | 3 – 5 × | 1.35 – 1.5 |
| Kondensatorbänke | 8 – 12 × | 1.4 – 1.5 |
| Heizwiderstände | 1 × | 1.1 – 1.2 |
Modell für Auslösezeit in Abhängigkeit vom Strom
Für eine schnelle Abschätzung wird folgende Näherungsformel genutzt
$$
t_{\text{schalt}} =
\begin{cases}
999, & \text{falls } \frac{I}{I_{\text{relais}}} \le 1\\[6pt]
\frac{t_{\text{relais}}}{\frac{I}{I_{\text{relais}}} – 1}, & \text{falls } \frac{I}{I_{\text{relais}}} > 1
\end{cases}
$$
Der Wert 999 steht für keine Auslösung im betrachteten Bereich. Diese einfache Kennlinie hilft, das Verhalten des Schutzes bei verschiedenen Überstromstufen zu visualisieren.
Beispiel 1, ohmsche Last
- Nennstrom 13 A
- Maximal erwarteter Strom 20 A
- Gewünschte Auslösezeit 0,8 s
- Sicherheitsfaktor 1,3
- Lastart ohmsch
Berechnung
$$
I_{\text{relais}} = 13 \times 1{,}3 = 16{,}9\ \text{A}
$$
$$
t_{\text{relais}} = 0{,}8 \times 1{,}0 = 0{,}8\ \text{s}
$$
Empfehlung, Auslösestrom 16,9 A, Auslösezeit 0,8 s
Beispiel 2, induktive Last
- Nennstrom 7 A
- Maximal erwarteter Strom 18 A
- Gewünschte Auslösezeit 0,4 s
- Sicherheitsfaktor 1,45
- Lastart induktiv
Berechnung
$$
I_{\text{relais}} = 7 \times 1{,}45 = 10{,}15\ \text{A}
$$
$$
t_{\text{relais}} = 0{,}4 \times 1{,}25 = 0{,}5\ \text{s}
$$
Empfehlung, Auslösestrom 10,15 A, Auslösezeit 0,5 s
Praxisleitfaden und Prüfhinweise
- Messen Sie Anlaufströme mit Datenlogger oder Stromzange, um realistische Startfaktoren zu erhalten
- Beachten Sie Umgebungstemperatur, eine höhere Umgebung führt zu verringerter Schaltleistung
- Für Motoren prüfen Sie Anlaufverhalten ohne und mit mechanischer Last
- Bei Umrichtern kann der Einschaltstrom stark vom Nennstrom abweichen, deshalb gemessene Werte nutzen
- Wählen Sie die Charakteristik des Schutzorgans passend, bei hoher Inrush wird eine verzögerte Auslösung empfohlen
- Dokumentieren Sie Einstellwerte und Prüfprotokolle, um später Reklamationen zu vermeiden
Ergebnisse der Berechnung
- Empfohlener Auslösestrom \(I_{\text{relais}}\)
- Empfohlene Auslösezeit \(t_{\text{relais}}\) angepasst an die Lastart
- Grafik zur Abschätzung der Auslösezeit in Abhängigkeit vom Überstrom
Dieser Rechner liefert eine fundierte erste Auslegung für den Auslösestrom. Für die endgültige Auswahl sind Herstellerdaten und Typenprüfwerte entscheidend. Nutzen Messdaten und die Herstellerkennlinien, um eine verlässliche Schutzeinstellung zu bekommen.
Empfohlene Fachliteratur
- Hans K. Mayer, Elektrischer Schutz von Schaltanlagen, Verlag Technik
- Klaus F. Vogel, Schutztechnik in Niederspannungsanlagen, Elektro Praxis Verlag
- Martin Schulz, Schutzgeräte handhaben und auswählen, Fachbuchverlag
Experte für Tragwerksplanung, 3D-Modellierung und angewandte Mathematik. Wolfgang entwickelt präzise Werkzeuge für Bauingenieure und anspruchsvolle Heimwerker.
