Auslegungskriterium für ein zuverlässiges Unterbrechungsverhalten bei Überströmen von Niederspannungs-Schmelzsicherungen

Abstract:
Beim Einsatz von Schmelzsicherungen in Photovoltaik-Anlagen und Batteriespeichersystemen werden diese veränderten Herausforderungen ausgesetzt. Insbesondere sind die abzuschaltenden Überströme mit If = 1,35 In die in Photovoltaik-Anlagen auftreten können deutlich geringer, als es bei konventionellen Anwendungen mit If = 1,6 In der Fall ist. Aufgrund der geringeren abzuschaltenden Überströme könnten Schmelzleiter so dimensioniert werden, dass beim Nennstrom be-reits Temperaturen bis zu 200 °C am Lot entstehen, welche den Schmelzleiter durch gebildete intermetallische Phasen altern können. Zusätzlich können bei beschatteten Photovoltaik Modulen kurzzeitige Peakströme entstehen, welche teil-weise oberhalb des Nennstroms sind. Die Unterbrechungszeiten der Schmelzleiter sollten sich jedoch durch die erhöhten Belastungen im Betrieb nicht verändern um ein zuverlässiges Unterbrechungsverhalten zu gewährleisten. Es wurde un-tersucht, wie Schmelzleiter aus Silber bzw. versilbertem Kupfer hinsichtlich der veränderten Anforderungen dimensio-niert werden sollten, dass sich die Unterbrechungszeiten durch die Alterungsprozesse nicht verändern. Dafür wurde der Einfluss des Temperaturgradienten entlang des Lotdepots auf die Unterbrechungszeiten bei Überströmen untersucht. Der Temperaturgradient verkürzte die Unterbrechungszeiten bei beiden Materialien des Schmelzleiters signifikant. Außerdem wurde der Einfluss von Peakströmen und hohen Temperaturen auf die Unterbrechungszeiten der Schmelzleiter untersucht.