Transformator und Sicherung...
Welchen Wert sollte eine Sicherung haben, welche die Primärwicklung eines Transformators schützen soll. Der Transformator hat eine Leistung von 100 Watt. An der Primärseite liegen 230 Volt Netzwechselspannung an. Die Primärwicklung habe ich mal ohmsch durchgemessen. Der Wert beträgt 12,5 Ohm. Kann man da rein nach dem Ohmschen Gesetz den Wert ausrechnen oder müssen da noch andere Faktoren wie Einschaltstrom oder anderes berücksichtigt werden ?
Und welche Schaltleistung (flink/mittelträge/träge) sollte die Sicherung haben ?
2 Antworten
Hier noch kurz (und stark vereinfacht) der technische Hintergrund für den hohen Einschaltstrom eines Transformators:
Der Betriebsstrom ist bekanntlich von den magnetischen Verhältnissen (induktiver Widerstand) im Trafo abhängig. Die Remanenz im Trafo-Eisen ist das magnetische Gedächtnis des Trafos. Wird zufällig in der Nähe des Spannungs-Nulldurchgangs eingeschaltet und ist vom Abschalten her, eine zur Netzhalbwelle gleichpolige magnetische Remanenz im Eisen des Trafos vorhanden, dann wird das Eisen in die magnetische Sättigung getrieben. Es entsteht dann der größte mögliche Einschalt-Stromstoß.
Der Trafo hat dabei seinen induktiven Widerstand weitgehend verloren. Dieser Zustand kommt einem Kurzschluss gleich. Der Strom wird dabei nur durch die Netzimpedanz, den Spulen-Kupferwiderstand und je nach Trafo-Typ mehr oder weniger durch die Streu-Reaktanz der Trafo-Primärwicklung begrenzt. Ein Einschalt-Stromstoß in der Größe des 30 bis 40 fachen Nennstromes ist durchaus möglich. Das hält keine Absicherung aus, die auf den Nennstrom ausgelegt ist.
Abhilfen sind: Absicherung durch träge Schmelzsicherung, Absicherung mittels spezieller Trafo-Schutzschalter oder Trafo-Einschaltstrombegrenzer zusätzlich zur Absicherung. Eine Möglichkeit der Absicherung besteht auch mit reinen Bimetall-Überstromauslösern (ohne magnetischer Auslösung) und zusätzlich einem Kurzschlussschutz, der als reiner Leitungsschutz fungiert.
Für das konkrete Beispiel bedeutet das:
Lässt man die Netzimpedanz unbeachtet, dann kann limitiert durch den ohmschen Widerstand der Primärspule ein maximaler Strom von ca. 18A fließen. Berücksichtig man die Netzimpedanz und Streuimpedanz, dann können es vermutlich immer noch 15A sein. Ein Leitungsschutzschalter für induktive Lasten mit Kennlinie C hat eine Kurzschlussauslösung beim 5 bis 10 fachen Nennstrom. Nimmt man nun den 5 fachen Wert, dann endet man für diese beiden Beispiele bei einem Nennstrom (für den LS) von 3,6A bzw. 3A. In Haushaltsnetzen sind zwar nur LS mit Nennströmen von (6), 10, 13 und 16A gängig, aber für steuerungstechnische Anwendungen ist eine wesentlich feinere Abstufung in 1A Schritten (bis 10A) verfügbar. Man setzt für diesen Fall also ein LS mit C Kennlinie mit einem Nennstrom von 3A oder 4A. Siehe z.B. Seite 12 im unten verlinkten Datenblatt.
Will man den Trafo zusätzlich auf seinen Nennstrom schützen, dann kommt ein auf den Nennstrom abgestimmter thermischer Überstromauslöser mit mit Auslöseverzögerung (z.B. Charakteristik für Schweranlauf) zusätzlich in Serie. Ich hoffe, das hilft weiter.
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/td/1492-td010_-de-p.pdf
bei einem 100W Trafo spielt der Einschaltstrom noch keine entscheidende Rolle. Der Nennstrom kann nur vernünftig aus der Nennleistung ermittelt werden also an 230V ca. 0,44A
Der Einschaltstromstoß kann sehr kurzzeitig bis 18A betragen. Ein Leitungsschutzschalter mit einem Nennwert von 4A und einer Kurzschlussauslösung 5 x "In" sollte reichen.