Auslösecharakteristik B, C und D beim LS-Schalter: warum er auslöst, und warum manchmal nicht

Auf jedem Leitungsschutzschalter (LS-Schalter, umgangssprachlich Sicherungsautomat) steht ein Kürzel wie B16 oder C10. Die Zahl ist der Bemessungsstrom in Ampere. Der Buchstabe ist die Auslösecharakteristik, und sie beantwortet eine Frage, die sich kaum jemand stellt: Wie groß muss der Strom sein, damit der Schalter sofort auslöst?

Zwei Auslöser, ein Kontakt

Im LS-Schalter wirken zwei getrennte Mechanismen auf denselben Kontakt.

• Der thermische Auslöser ist ein Bimetall, das sich mit dem Strom erwärmt. Es biegt sich langsam und löst bei Überlast aus: etwas zu viel Strom über längere Zeit. Je größer die Überlast, desto schneller.
• Der elektromagnetische Auslöser ist eine Spule. Springt der Strom auf ein Vielfaches des Bemessungsstroms, wie beim Kurzschluss, reißt die Spule das Schaltschloss innerhalb weniger Millisekunden auf.

Der thermische Auslöser schützt die Leitung vor langsamer Überhitzung. Der elektromagnetische kümmert sich um Fehlerströme, die sie in Sekunden beschädigen würden.

Was der Bemessungsstrom verspricht

Für LS-Schalter nach DIN EN 60898-1 (VDE 0641-11) legen drei Punkte die thermische Seite fest. In ist der Bemessungsstrom:

Strom	Was der Schalter tun muss
1,13 × In	Mindestens eine Stunde nicht auslösen (kleiner Prüfstrom)
1,45 × In	Innerhalb einer Stunde auslösen (großer Prüfstrom)
2,55 × In	Innerhalb von 1 bis 60 s auslösen (bis 120 s über 32 A)

Ein B16 muss also 18 A mindestens eine Stunde halten und bei 23 A innerhalb einer Stunde auslösen. Das ist absichtlich träge: Wasserkocher und Heizlüfter fünf Minuten zusammen an einem Stromkreis lösen ihn nicht aus, und das sollen sie auch nicht.

Die 1,45 sind kein Zufall. DIN VDE 0100-430 verlangt, dass der Strom, der die Schutzeinrichtung sicher auslöst, höchstens das 1,45-fache der Strombelastbarkeit der Leitung (Iz) beträgt. Beim LS-Schalter bleibt davon eine einfache Regel: Ib ≤ In ≤ Iz. Der Betriebsstrom ist höchstens so groß wie der Bemessungsstrom des Schalters, und der höchstens so groß wie die Belastbarkeit der Leitung.

Die Charakteristiken: wo „sofort“ beginnt

Der Buchstabe sagt, in welchem Bereich der elektromagnetische Auslöser sicher anspricht:

Charakteristik	Sofortauslösung zwischen	Bei 16 A	Typischer Einsatz
B	3 und 5 × In	48 bis 80 A	Wohnungen, Steckdosen, Licht, lange Leitungen
C	5 und 10 × In	80 bis 160 A	Motoren, große Leuchtengruppen, hohe Einschaltströme
D	10 und 20 × In	160 bis 320 A	Transformatoren, Schweißgeräte, große Motoren

Unterhalb dieses Bereichs verlässt sich der Schalter auf das Bimetall und braucht Sekunden bis Minuten. Oberhalb öffnet er deutlich schneller als eine Zehntelsekunde, meist in wenigen Millisekunden. Innerhalb des Bereichs hängt es vom einzelnen Gerät ab.

Warum die Charakteristik zählt: Einschaltstrom und Kurzschlussstrom

Viele Verbraucher ziehen beim Einschalten eine Stromspitze: der Anlauf eines Motors, die Magnetisierung eines Transformators, das Laden der Kondensatoren in LED-Treibern. Ein B-Automat kann diese Spitze für einen Kurzschluss halten und bei jedem Einschalten auslösen. Das ist der Hauptgrund für C.

Eine höhere Charakteristik hat aber ihren Preis. Um sofort auszulösen, braucht der Schalter einen größeren Fehlerstrom, und den begrenzt die Impedanz der ganzen Schleife: Netz, Leitung bis zum Fehler und zurück. Das ist die Schleifenimpedanz Zs. Nach DIN VDE 0100-410 muss ein Endstromkreis bis 32 A bei 230 V im TN-System einen Körperschluss innerhalb von 0,4 s abschalten. Am einfachsten gelingt das über den elektromagnetischen Auslöser, also muss Zs klein genug sein, damit der Fehlerstrom das obere Ende des Bereichs erreicht:

Schalter	Strom für sichere Sofortauslösung	Größtes Zs (230 V ÷ dieser Strom)
B16	80 A	etwa 2,9 Ω
C16	160 A	etwa 1,4 Ω
B10	50 A	etwa 4,6 Ω
C10	100 A	etwa 2,3 Ω

Bei der Prüfung rechnet man mit Zuschlägen für Messfehler und warme Leiter, die gemessenen Werte brauchen also Reserve. Das Prinzip bleibt: Eine lange, dünne Leitung an einem C-Automaten löst bei einem Körperschluss womöglich nie sofort aus. Deshalb ist B im Wohnbereich Standard, und C wählt man mit gutem Grund.

Im TT-System ist der Fehlerstrom für einen LS-Schalter meist viel zu klein, abgeschaltet wird dann über den FI. Die Netzsysteme sind Thema des nächsten Artikels dieser Reihe.

Derselbe Körperschluss am Ende von 80 m Leitung mit 1,5 mm², etwa 90 bis 100 A. Das liegt über der Schwelle der Sofortauslösung eines B16, er löst in Millisekunden aus; ein C16 braucht mehr und wartet auf seinen thermischen Auslöser, fast eine Sekunde.

Warum ein LS-Schalter auslöst

• Überlast: zu viele Geräte an einem Stromkreis. Er löst nach Sekunden bis Minuten aus, der Schalter ist mitunter warm.
• Kurzschluss: Außenleiter berührt Neutralleiter oder ein geerdetes Metallteil. Er löst sofort aus, oft mit einem Knall.
• Einschaltstrom: Er löst nur im Moment des Einschaltens aus, typischerweise ein Motor oder eine große Leuchtengruppe an Charakteristik B.
• Ein defektes Gerät: Er löst jedes Mal aus, wenn ein bestimmtes Gerät eingesteckt oder eingeschaltet wird.

Warum er nicht auslöst, obwohl er sollte

Das ist der gefährlichere Fall:

• Der Schalter ist zu groß für die Leitung. Ein B20 an 1,5 mm² lässt die Leitung stundenlang mehr tragen, als sie darf. Sie erwärmt sich, die Isolierung altert und versagt irgendwann. Der LS-Schalter schützt die Leitung nur, wenn er zu ihr passt.
• Die Schleifenimpedanz ist zu hoch für die Charakteristik. Bei einem Körperschluss bleibt das Gehäuse dann Sekunden statt Millisekunden unter Spannung.
• Der Schalter sitzt im Neutralleiter statt im Außenleiter. Er schaltet ab, aber alles dahinter bleibt unter Spannung.

In Deutschland ist B16 an NYM-J 3×1,5 für Steckdosen- und Lichtstromkreise weit verbreitet, weil 1,5 mm² bei vielen Verlegearten nach DIN VDE 0298-4 16 A tragen darf. Ob das im Einzelfall stimmt, hängt von Verlegeart, Häufung und Umgebungstemperatur ab. Das zu bemessen und bei der Erstprüfung nach DIN VDE 0100-600 zu bestätigen, ist Sache der Elektrofachkraft.

Auf der Arbeitsfläche ausprobieren

In WireWhy hat jeder LS-Schalter die Einstellung B, C oder D, und die Simulation nutzt die Bereiche der DIN EN 60898-1 (jeweils die Mitte des Bereichs, ein echter Schalter kann irgendwo darin auslösen). Hänge einen Heizlüfter an einen B16 und dann einen zweiten dazu, um die verzögerte Überlastauslösung zu sehen; setze einen Körperschluss ans Ende einer langen Leitung und vergleiche B16 mit C16; gib einer 1,5-mm²-Leitung mit großer Last einen 32-A-Schalter und sieh zu, wie die Leitung überhitzt, während der Schalter hält.

Öffne WireWhy auf wirewhy.com/de und sieh nach, welcher Schalter wann auslöst. Zum Gerät, das Menschen statt Leitungen schützt, passt Warum fliegt der FI raus?