Wo die Sicherung im Batteriekabel sitzt

Geschützt wird das Kabel

Nicht der Wechselrichter, nicht der Laderegler, nicht die Batterie. Ein Gerät bringt seinen eigenen Schutz mit oder es geht kaputt, und das ist ein Sachschaden. Ein Kabel, durch das mehr Strom fließt als es abführen kann, wird heiß, die Isolierung wird weich, und am Ende liegt Kupfer an Blech. Deshalb richtet sich der Nennstrom der Sicherung nach dem Kabel und nicht nach dem Verbraucher.

Aus diesem einen Satz folgt der Rest. Wenn die Sicherung das Kabel schützt, muss sie an dem Ende sitzen, an dem der Strom herkommt. Alles zwischen der Stromquelle und der Sicherung ist ungeschützt, egal wie gut es verlegt ist.

So nah an die Batterie wie möglich

Ein Kurzschluss in diesem ungeschützten Stück läuft ohne Begrenzung ab. Durchgescheuerte Isolierung an einer Blechkante, ein Werkzeug quer über die Pole, eine Klemme, die sich gelöst hat und am Rahmen liegt. Die Batterie liefert dabei, was ihr Innenwiderstand zulässt, und das sind auch bei einem einzelnen 100-Ah-Block einige Tausend Ampere.

Die übliche Zahl für den Höchstabstand stammt aus dem Bootsbau. ABYC E-11 verlangt die Überstromschutzeinrichtung innerhalb von 7 Zoll, also 175 mm, gemessen entlang der Leitung ab dem Anschlusspunkt an der Quelle. Beginnt die Leitung direkt am Batteriepol und läuft sie auf der ganzen Strecke bis zur Sicherung in einem Schutzrohr oder einem geschlossenen Gehäuse, erlaubt dieselbe Regel bis zu 72 Zoll, rund 1,8 m. DIN EN ISO 10133, die Norm für Gleichstromanlagen auf kleinen Booten, nennt 200 mm, im Schutzrohr ab dem Batteriepol ebenfalls bis 1,8 m. DIN VDE 0100-430 lässt in der Gebäudeinstallation bis zu 3 m zwischen Abzweig und Schutzeinrichtung zu, wenn kurzschlusssicher verlegt wird und nichts Brennbares in der Nähe ist. Das ist eine andere Umgebung und taugt nicht als Begründung für einen langen Stummel neben der Batterie.

Praktisch heißt das: höchstens 175 mm, dann sind beide Normen erfüllt. Wird es länger, weil die Sicherung sonst nicht zugänglich ist, gehört die ganze Strecke in einen Schutzschlauch oder ein Schutzrohr und darf keine scharfe Kante berühren. Eine Sicherung direkt auf dem Batteriepol hat diesen Abschnitt gar nicht erst.

Die Reihenfolge ab dem Pluspol

1. Batterie. Der Pluspol, Rohrkabelschuh mit der Bohrung des Bolzens.
2. Sicherung. Innerhalb der ersten 175 mm, oder direkt auf dem Pol.
3. Hauptschalter. Erst hinter der Sicherung. Steht der Schalter davor, ist die Leitung zum Schalter ungeschützt und der Abstand umsonst eingehalten.
4. Verteiler. Von dort die Einzelabgänge mit ihren eigenen Sicherungen.

Plusleitung und Minusleitung

Die Sicherung sitzt in der Plusleitung. In der Minusleitung ist sie in einem Bordnetz mit gemeinsamer Masse nicht nur überflüssig, sondern gefährlich: Löst sie aus, sucht sich der Strom den nächstbesten Rückweg, und der führt dann über Datenleitungen, Schirmungen oder das Massekabel eines anderen Geräts, die für diesen Strom nicht ausgelegt sind. Der Fehler ist dann unsichtbar, weil die Anlage weiterläuft.

Ein zweipolig getrennter Aufbau ohne Verbindung zur Karosserie ist der Sonderfall, in dem auch in der Minusleitung eine Sicherung sitzen kann.

Welches Gerät bekommt seine Sicherung wo

Nach oben setzt in jeder Zeile das Kabel die Grenze: Die Sicherung bleibt unter dem, was es an seinem Einbauort trägt, wie im Sicherungsrechner.

Der Ladebooster ist der Fall, den viele übersehen. An beiden Enden hängt eine Batterie, also gibt es an beiden Enden eine Stromquelle, die im Kurzschlussfall liefert. Eine Sicherung reicht dafür nicht, weil sie immer nur die Richtung schützt, aus der sie den Strom sieht.

Für Wechselrichter lohnt es sich, den Eingangsstrom auszurechnen statt ihn zu schätzen. Die Werte unten sind mit 90 % Wirkungsgrad und 11,0V gerechnet, also mit der Spannung am unteren Ende des Arbeitsbereichs. Je tiefer die Batteriespannung sinkt, desto höher wird der Strom bei gleicher Leistung.

Anlaufströme von Motoren und Kompressoren liegen deutlich darüber. Dafür ist das Auslöseverhalten der Sicherung zuständig, also eine träge Bauform, und nicht ein höherer Nennstrom. Die Angabe des Geräteherstellers hat in jedem Fall Vorrang vor der Rechnung.

Zwei Batterien parallel

Die Sicherung sitzt am Abgang des Verbunds: eine Hauptsicherung in der Plusleitung, die den Verbund verlässt, dicht an der Batterie oder an der Sammelschiene. Die Verbinder zwischen den Batterien und die Leitungen von den Batterien zur Sammelschiene schützt sie nicht. Wird eine davon kurzgeschlossen, speisen die Batterien direkt hinein, und dieser Strom läuft an der Hauptsicherung vorbei. Für diese Leitungen gilt deshalb dasselbe wie für das Stück zwischen Pol und Sicherung: so kurz wie möglich, ohne scharfe Kanten, gegen Scheuern geschützt. Verlangt der Hersteller Ihrer Batterien eine Sicherung je Batterie, gilt sein Handbuch.

Der zweite Punkt bei parallelen Batterien wiegt schwerer als der erste. Der mögliche Kurzschlussstrom addiert sich. Zwei Batterien liefern etwa das Doppelte, vier das Vierfache. Was für eine Batterie eine passende Sicherung war, kann bei vieren über dem liegen, was diese Bauform noch abschalten kann. Wie der Verbund selbst verdrahtet wird, steht in Batterien parallel oder in Reihe.

Zu groß ist schlechter als gar nicht

Ohne Sicherung weiß man, dass die Leitung ungeschützt ist, und geht entsprechend damit um. Mit einer zu großen Sicherung glaubt man das Gegenteil. Deshalb ist die richtige Reihenfolge beim Planen: erst den Querschnitt aus Strom und Länge bestimmen, dann eine Sicherung wählen, die über dem Dauerstrom und unter der Belastbarkeit des Kabels liegt. Bleibt dazwischen kein Platz, ist nicht die Sicherung falsch, sondern das Kabel zu dünn. Den Querschnitt liefert Kabelquerschnitt berechnen, den Wert der Sicherung der Sicherungsrechner.

Nennstrom ist nicht Abschaltvermögen

Zwei verschiedene Angaben, die beide in Ampere stehen und deshalb regelmäßig verwechselt werden.

Der Nennstrom sagt, was die Sicherung dauerhaft führt. Viele Bauformen dürfen dabei nur etwa 80 % des aufgedruckten Werts über längere Zeit tragen, das steht im Datenblatt.

Das Abschaltvermögen sagt, welchen Kurzschlussstrom sie noch sicher unterbrechen kann, angegeben für eine bestimmte Spannung. Wird dieser Wert überschritten, reißt der Lichtbogen im Inneren nicht ab. Die Sicherung brennt dann weiter, statt zu trennen, oder sie zerlegt sich.

Diese Zahlen sind Größenordnungen und keine Eigenschaft der Bauform. Zwei ANL-Sicherungen verschiedener Hersteller können sich um den Faktor zwei unterscheiden. Verbindlich ist allein das Datenblatt des Herstellers, und dort steht der Wert immer zusammen mit einer Spannung.

Bei LiFePO4 wird der Unterschied wichtig. Der Innenwiderstand eines Speichers liegt im Bereich weniger Milliohm, weshalb der Kurzschlussstrom eines einzelnen Blocks im vierstelligen Bereich landet und bei mehreren parallel entsprechend höher. Das Batteriemanagement schaltet zwar ab, ist aber keine Überstromschutzeinrichtung für das Kabel und darf nicht als solche gerechnet werden. Eine Flachsicherung mit 1.000A Abschaltvermögen kann in einem solchen Aufbau überfordert sein, obwohl ihr Nennstrom stimmt.

Bei Blei liegt der Wert niedriger, aber nicht harmlos. Der Kälteprüfstrom auf dem Aufkleber gilt für minus 18 Grad, eine warme Starterbatterie liefert mehr. Auch dort ist die Frage nach dem Abschaltvermögen berechtigt.

Sicherung im Kabel oder am Pol

• bis 6 mm²Zuleitung zu Ladegerät, Laderegler, Kühlbox, Verteiler. Die Sicherung sitzt als fliegender Halter für Flachsicherungen im Kabel, die Länge vor dem Halter geben Sie kurz an. Batterieanschlusskabel konfigurieren.
• ab 10 mm²Wechselrichter, Verbund, Sammelschiene. Die Sicherung ist ein eigenes Bauteil am Pol oder im Halter, das Kabel dazu kommt aus dem Batteriekabel-Konfigurator, mit einem Ende in der Bohrung der Sicherung.
• WertWelche Sicherung zu welchem Kabel. Über dem Dauerstrom, unter der Belastbarkeit: Der Sicherungsrechner nennt die Zahl.