Was passiert, wenn die thermische Sicherung eines Überspannungsschutzes bei Überlastung nicht rechtzeitig auslöst?

Wenn die thermische Sicherung (oft auch als thermische Trennvorrichtung bezeichnet) eines Überspannungsschutzes (Surge Protective Device, SPD) bei einer Überlastung nicht rechtzeitig auslöst, kann dies schwerwiegende Folgen haben.

Das Herzstück der meisten Überspannungsschutzgeräte ist der Varistor (MOV - Metal Oxide Varistor). Wenn dieser durch Alterung oder zu häufige/starke Belastung leitend wird, fließt ein dauerhafter Leckstrom, der Wärme erzeugt.

Hier ist die Kette der Ereignisse, wenn die Sicherung in diesem Moment versagt:

1. Thermisches Durchgehen (Thermal Runaway)

Der Varistor hat die Eigenschaft, dass sein Widerstand sinkt, wenn er heißer wird. Wenn er sich aufgrund eines Fehlers erwärmt, fließt mehr Strom, was zu noch mehr Hitze führt. Ohne die Trennung durch die thermische Sicherung schaukelt sich dieser Prozess unkontrolliert auf, bis das Bauteil glüht.

2. Schmelzen und Verformung des Gehäuses

Die extrem hohen Temperaturen (oft mehrere hundert Grad Celsius) führen dazu, dass das Kunststoffgehäuse des Überspannungsschutzes schmilzt oder sich verformt. Dies kann auch benachbarte Bauteile im Sicherungskasten oder in der Steckdosenleiste in Mitleidenschaft ziehen.

3. Rauchentwicklung und giftige Gase

Bevor ein offenes Feuer entsteht, fangen die Isolationsmaterialien und der Kunststoff an zu schmoren. Dabei entstehen dichter Rauch und potenziell giftige Gase (Chlorwasserstoff, Dioxine je nach Kunststoffart), die in Wohnräumen lebensgefährlich sein können.

4. Brandgefahr

Dies ist das gefährlichste Szenario. Wenn die Hitze ausreicht, um das Gehäuse oder umliegende brennbare Materialien (Tapeten, Staub, Kabelisolierungen) zu entzünden, entsteht ein elektrischer Brand. Da Überspannungsschutzgeräte oft in Verteilerkästen montiert sind, kann sich das Feuer über die Kabelwege schnell im Haus ausbreiten.

5. Lichtbogenbildung (Arcing)

Wenn der Varistor aufgrund der Hitze zerbirst oder die Isolierung vollständig versagt, kann es zu einem stehenden Lichtbogen kommen. Ein Lichtbogen ist extrem heiß (mehrere tausend Grad) und kann Metall zum Schmelzen bringen. In diesem Fall hilft oft nur noch die vorgeschaltete Sicherung (Leitungsschutzschalter) oder die Hauptsicherung des Hauses – allerdings fließen bei einem Lichtbogen manchmal Ströme, die knapp unter der Auslöseschwelle der normalen Sicherung liegen, sodass diese nicht sofort abschaltet.

6. Verlust der Schutzfunktion und Kurzschluss

In der Endphase kann es zu einem harten Kurzschluss zwischen Phase (L) und Neutralleiter (N) oder Erde (PE) kommen. Wenn die thermische Sicherung nicht funktioniert hat, bleibt zu hoffen, dass die übergeordnete Sicherung des Stromkreises schnell genug auslöst, um Schlimmeres zu verhindern.

Warum könnte die Sicherung versagen?

• Qualitätsmängel: Billige Komponenten, bei denen die thermische Kopplung zwischen Varistor und Sicherung schlecht konstruiert ist.
• Extremereignis: Ein direkter Blitzeinschlag, der die Kapazität des Geräts so massiv übersteigt, dass das Bauteil explodiert, bevor die thermische Sicherung überhaupt reagieren kann.
• Falsche Vorsicherung: Wenn der Überspannungsschutz nicht mit der vom Hersteller vorgeschriebenen Sicherung betrieben wird.

Fazit

Die thermische Sicherung ist die letzte Verteidigungslinie, um zu verhindern, dass ein defekter Überspannungsschutz zum Brandstifter wird. Versagt sie, droht ein Schwelbrand oder ein offener Feuerbrand im Elektroverteiler oder an der Steckdose. Deshalb ist es wichtig, auf qualitativ hochwertige Schutzgeräte (VDE-geprüft) zu achten und diese nach einem Gewitter oder bei einer Verfärbung der Statusanzeige sofort auszutauschen.