Lasttrennschalter: Ratgeber für PV-Anlagen und Industrie

AC- und DC-Lasttrennschalter für Photovoltaik und Industrie

Was ist ein Lasttrennschalter?

Ein Lasttrennschalter ist ein mechanisches Schaltgerät, das einen Stromkreis auch dann öffnen und schließen kann, wenn Betriebsstrom fließt.
Er erzeugt dabei eine Trennstrecke, deren Stellung von außen eindeutig ablesbar ist. Genau das unterscheidet ihn von einem einfachen Schalter:
Er darf als Trenneinrichtung im Sinne der Errichtungsnormen eingesetzt werden und schafft die Voraussetzung dafür, dass an einer Anlage sicher gearbeitet werden kann.

In der Praxis übernimmt er je nach Einbauort unterschiedliche Rollen: als Hauptschalter einer Maschine, als Wartungs- und Reparaturschalter vor einem Antrieb, als Sicherheitsschalter im Feld oder als Trennstelle zwischen Solarmodulen und Wechselrichter. Die Bauform bleibt vergleichbar, die Auslegung nicht: Ob Wechselstrom oder Gleichstrom geschaltet wird, entscheidet über den inneren Aufbau des Geräts.

Die drei Begriffe sauber getrennt

Trennschalter	Stellt eine sichere Trennstrecke her, ist aber nicht dafür ausgelegt, unter Last zu schalten. Er wird betätigt, wenn der Stromkreis bereits stromlos ist.
Lasttrennschalter	Schaltet den betriebsmäßigen Laststrom und trennt zugleich sicher. Das ist der Regelfall für Haupt-, Wartungs- und Sicherheitsschalter.
Leistungsschalter	Beherrscht zusätzlich Kurzschluss- und Überlastströme und schaltet selbsttätig ab. Ein Lasttrennschalter ersetzt ihn nicht und wird bei Bedarf mit einem Überstromschutzorgan kombiniert.

Maßgebend für Lasttrennschalter in Niederspannungsanlagen ist EN IEC 60947-3. Die Gebrauchskategorie, etwa AC-23A, beschreibt dabei, welche Art von Last der Schalter beherrscht.

AC oder DC: warum das kein Detail ist

Beim Öffnen eines stromführenden Kontakts entsteht ein Lichtbogen. Bei Wechselstrom hilft die Physik: Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz durchläuft der Wechselstrom 100-mal pro Sekunde den Nulldurchgang und in genau diesem Moment erlischt der Lichtbogen nahezu von selbst. Bei Gleichstrom gibt es diesen Nulldurchgang nicht.
Der Lichtbogen muss aktiv gelöscht werden, durch längere Trennstrecken, Reihenschaltung von Kontakten, Lichtbogenkammern und teils magnetische Beblasung. Deshalb baut ein DC-Lasttrennschalter bei vergleichbarem Nennstrom aufwendiger als ein AC-Gerät.

AC-Seite

Netzseite hinter dem Wechselrichter, Maschinen, Antriebe, Verteilungen. Lichtbogenlöschung durch den natürlichen Nulldurchgang.
Typische Ausführungen 3-polig oder 3P+N, Gebrauchskategorie AC-23A.

DC-Seite

Zwischen PV-Generator und Wechselrichter, Batteriesysteme, Gleichstromkreise. Kein Nulldurchgang, deshalb aufwendigere Löschtechnik. Auslegung nach Stringspannung, Stringstrom und Anzahl der Strings.

Nicht austauschbar: Ein AC-Lasttrennschalter darf nicht anstelle eines DC-Lasttrennschalters eingesetzt werden. Ein AC-Gerät kann eine hohe Gleichspannung im Fehlerfall unter Umständen nicht sicher abschalten, der Lichtbogen bleibt stehen.
Maßgebend ist immer die im Datenblatt bestätigte DC-Bemessung, nicht die AC-Angabe auf dem Gehäuse.

DC-Lasttrennschalter in der Photovoltaikanlage

Eine PV-Anlage lässt sich nicht wie ein normaler Stromkreis abschalten. Solange Licht auf die Module fällt, liegt auf der Gleichstromseite Spannung an, unabhängig davon, ob die AC-Sicherung ausgeschaltet ist.
Wer nur netzseitig freischaltet, hat die Leitungen vom Dach bis zum Wechselrichter weiterhin unter Spannung.

Der DC-Lasttrennschalter schafft deshalb eine eigene, sichtbare und abschließbare Trennstelle zwischen Modulfeld und Wechselrichter. IEC 60364-7-712 verlangt für PV-Anlagen eine Trenneinrichtung auf der DC-Seite. Bei vielen Wechselrichtern ist sie bereits integriert; eine externe Ausführung wird eingesetzt, wenn das Gerät keine besitzt, wenn die Trennstelle näher am Modulfeld liegen soll oder wenn einzelne Strings getrennt schaltbar sein müssen.

Praxisfall: Wechselrichter tauschen

Der Elektrofachbetrieb schaltet den AC-Abgang frei. Auf der Modulseite liegt bei Sonnenschein weiterhin die volle Stringspannung an.
Erst das Öffnen des DC-Lasttrennschalters unterbricht diesen Stromfluss. Die Stellung ist am Griff ablesbar, die Position AUS lässt sich mit Vorhängeschlössern gegen Wiedereinschalten sichern. Dasselbe gilt bei Wartungsarbeiten am Modulfeld. Für Einsatzkräfte ist entscheidend, wo sich die Trennstelle befindet und welche Leitungsabschnitte nach dem Abschalten weiterhin unter Spannung stehen.

Abgrenzung: DC-Lasttrennschalter, Feuerwehrschalter, Freischalter

Die Begriffe werden im Markt vermischt. Ein DC-Lasttrennschalter ist die manuell betätigte Trennstelle, meist am Wechselrichter oder am Modulfeld.
Ein Feuerwehrschalter oder Freischalter bezeichnet ein Konzept, bei dem die Trennung fernausgelöst und möglichst nah am Generator erfolgt, damit die Zuleitung ins Gebäude im Einsatzfall spannungsfrei ist. Wer einzelne Strings direkt am Dachaustritt trennen möchte, braucht dafür eine eigene Trennstelle je String, nicht eine zentrale Lösung am Wechselrichter.

Ausführung und Montage der Serie 590

Die plica Lasttrennschalter der Serie 590 sind für die Aufputzmontage im Feld ausgelegt, nicht für den Schaltschrank. Das Technopolymer-Gehäuse erreicht die Schutzart IP66/IP69 und eine Stoßfestigkeit von IK09 und eignet sich damit für die Montage im Freien, am Wechselrichter, an der Fassade oder direkt an der Maschine.

Bedienung

Versenkter XXL-Drehgriff mit integrierter Stellungsanzeige. Position AUS mit bis zu drei Vorhängeschlössern abschließbar, Position EIN mit einem Vorhängeschloss. Not-Aus-Ausführungen mit gelb/rotem Griff.

Verdrahtung

Großzügiger Verdrahtungsraum mit gut zugänglichen Schraubanschlüssen. Ausbrechbare Kabeleinführungen auf der Unterseite, vorbereitete Bohrmarkierungen auf der Oberseite.

Montage

Reversibles Unterteil, dadurch flexible Ausrichtung der Kabeleinführung. Installationstemperatur der Not-Aus-Ausführung von minus 25 °C bis plus 60 °C.

Innenansicht eines Lasttrennschalters der Serie 590 mit Verdrahtungsraum — Gut zugängliche Anschlüsse und großzügiger Verdrahtungsraum

Geöffnetes Gehäuse eines Lasttrennschalters der Serie 590 mit vorbereiteten Kabeleinführungen — Reversibles Unterteil mit vorbereiteten Kabeleinführungen

Der Lasttrennschalter im Video

Das kurze plica Video zeigt die Konstruktion, die Bedienung und die Montagedetails der kompakten Lasttrennschalter.

Video lässt sich nicht abspielen? Direkt auf YouTube ansehen

Lasttrennschalter richtig auswählen

Sechs Kriterien entscheiden darüber, ob ein Gerät zur Anlage passt. Die Reihenfolge entspricht der sinnvollen Prüfreihenfolge in der Planung.

Kriterium	Worauf zu achten ist
Stromart	Zuerst klären: AC oder DC. Davon hängt alles Weitere ab. Ein AC-Gerät ist kein DC-Ersatz.
Bemessungsspannung	Auf der AC-Seite üblicherweise 400 V bei Bemessungsspannungen bis 690 V. Auf der DC-Seite ist die Leerlaufspannung des Strings maßgebend, nicht die Betriebsspannung.
Bemessungsstrom	Der Bemessungsstrom muss mindestens zum tatsächlichen Betriebsstrom passen. Zusätzlich sind Gebrauchskategorie, Umgebungstemperatur, Einbausituation und Herstellerangaben zu berücksichtigen. Bei PV auf der DC-Seite der Stringstrom, auf der AC-Seite der Ausgangsstrom des Wechselrichters.
Polzahl	Einphasig 1- oder 2-polig, dreiphasig 3-polig. Wird der Neutralleiter mitgeschaltet, ist 3P+N mit bestätigter Neutralleiterfunktion die passende Wahl. Auf der DC-Seite bestimmen die Anzahl der Strings, die Systemspannung und das vorgegebene Schaltbild die erforderliche Anzahl der Pole und Kontakte.
Schutzart und Stoßfestigkeit	Für ungeschützte Außenmontage ist eine ausreichend hohe Schutzart wie IP66 erforderlich. Bei Hochdruckreinigung muss der Schalter zusätzlich für IP69 ausgelegt sein. Die erforderliche Stoßfestigkeit richtet sich nach dem Montageort. Im Schaltschrank genügen geringere Werte.
Abschließbarkeit	Für das Sichern gegen Wiedereinschalten muss die Position AUS mit Vorhängeschlössern verriegelbar sein. Für Not-Aus-Anwendungen ist zusätzlich ein gelb/roter Betätigungsgriff erforderlich.

Der Punkt, der in der Praxis am häufigsten übersehen wird

Auf der DC-Seite ist nicht die Betriebsspannung des Strings maßgebend, sondern die Leerlaufspannung bei der tiefsten zu erwartenden Modultemperatur.
Die Leerlaufspannung von Solarmodulen steigt, wenn die Temperatur sinkt. Ein String, der im Sommerbetrieb unauffällig ist, kann an einem klaren Wintermorgen deutlich darüber liegen. Für die Auslegung gilt deshalb:
Leerlaufspannung des Strings bei minimaler Standorttemperatur berechnen, den Temperaturkoeffizienten aus dem Moduldatenblatt verwenden und die
DC-Bemessungsspannung des Schalters darüber legen. Diese Werte sind anlagenspezifisch. Wir rechnen sie auf Wunsch gemeinsam mit Ihnen durch.

Ausführung und Montage der Serie 590

Die plica Lasttrennschalter der Serie 590 sind für die Aufputzmontage im Feld ausgelegt, nicht für den Schaltschrank.
Das Technopolymer-Gehäuse erreicht die Schutzart IP66/IP69 und eine Stoßfestigkeit von IK09 und eignet sich damit für die Montage im Freien,
am Wechselrichter, an der Fassade oder direkt an der Maschine.

Bedienung

Verdrahtung

Großzügiger Verdrahtungsraum mit gut zugänglichen Schraubanschlüssen. Ausbrechbare Kabeleinführungen auf der Unterseite, vorbereitete Bohrmarkierungen auf der Oberseite.

Montage

Reversibles Unterteil, dadurch flexible Ausrichtung der Kabeleinführung. Installationstemperatur der Not-Aus-Ausführung von minus 25 °C bis plus 60 °C.

Der Lasttrennschalter im Video

Das kurze plica Video zeigt die Konstruktion, die Bedienung und die Montagedetails der kompakten Lasttrennschalter.

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Passende Lasttrennschalter im plica Sortiment

Wählen Sie zunächst die Stromart, danach Nennstrom und Ausführung.

AC-Lasttrennschalter, 16 bis 160 A

Serie 590 für allgemeine Anwendungen, in 3P+N-Ausführung sowie als Not-Aus-Ausführung mit gelb/rotem Griff. IP66/IP69, IK09, Bemessungsspannung 690 V, Gebrauchskategorie AC-23A nach EN IEC 60947-3.

AC-Lasttrennschalter ansehen

DC-Lasttrennschalter, 20 A

Serie 590.DCGE für die Trennung zwischen Solarmodulen und Wechselrichter, als 1-String-Ausführung mit 20 A und Schraubanschluss. IP66/IP69, IK09, in Position AUS mit bis zu drei Vorhängeschlössern verriegelbar, für die Montage im Freien am Wechselrichter, an der Fassade oder am Modulfeld.

DC-Lasttrennschalter ansehen

1-String oder 2-String: worin der Unterschied liegt

Ein PV-Generator besteht aus einem oder mehreren Strings, also Reihen in Serie verschalteter Module. Auf der Gleichstromseite muss jeder String über beide Pole getrennt werden, weil bei DC keine Seite betriebsmäßig auf Erdpotential liegt. Daraus ergibt sich die Ausführung des Schalters.

Eine 1-String-Ausführung trennt einen einzelnen String, also dessen Plus- und Minusleitung. Eine 2-String-Ausführung trennt zwei Strings gleichzeitig in einem Gehäuse und wird eingesetzt, wenn ein Wechselrichter zwei MPP-Eingänge besitzt und beide Strings über eine gemeinsame Trennstelle geführt werden sollen. Maßgebend ist die Anzahl der Strings, die an dieser Stelle tatsächlich getrennt werden muss, nicht die Gesamtzahl der Module.

Online geführt ist derzeit die 1-String-Ausführung mit 20 A. Benötigen Sie eine andere Ausführung oder einen anderen Nennstrom, klären wir die Beschaffung gerne für Sie ab: Zum Beschaffungsservice

Der Lasttrennschalter ist ein Teil der Anlage, nicht die ganze

Rund um die Trennstelle gehören weitere Komponenten zur fachgerechten PV-Installation. Sie erhalten sie bei plica aus demselben Lager:

Solarstecker für die Konfektionierung der DC-Leitungen
UV-stabile Kunststoff-Wellrohre für den Kabelschutz im Freien
Photovoltaik-Etiketten für die normgerechte Kennzeichnung der Trennstelle
PV-Shelter als Wetterschutz für Wechselrichter und Peripherie
Gesamtes Sortiment Photovoltaik und Solartechnik

Unsicher bei der Auslegung?

Bei Lasttrennschaltern entscheiden Details: die DC-Bemessungsspannung gegenüber der Leerlaufspannung Ihres Strings, die Neutralleiterfunktion bei vier Polen, die Schutzart am tatsächlichen Montageort. Sprechen Sie mit uns, bevor Sie bestellen. Sie erreichen bei plica einen Ansprechpartner, der die Datenblätter kennt.

Technische Beratung anfragen Alle Schalter ansehen

Telefon +49 (0)7621 588 32 30 | E-Mail verkauf@plica-gmbh.de

Häufige Fragen zu Lasttrennschaltern

+Was ist der Unterschied zwischen Trennschalter und Lasttrennschalter?

Ein Trennschalter stellt eine sichere Trennstrecke her, darf aber nur betätigt werden, wenn kein nennenswerter Strom fließt. Ein Lasttrennschalter schaltet zusätzlich den betriebsmäßigen Laststrom. Für Haupt-, Wartungs- und Sicherheitsschalter ist deshalb der Lasttrennschalter die richtige Wahl.

+Ersetzt ein Lasttrennschalter einen Leistungsschalter oder eine Sicherung?

Nein. Ein Lasttrennschalter beherrscht den Betriebsstrom, aber keine Kurzschluss- und Überlastabschaltung.
Der Schutz gegen Überstrom wird über ein separates Schutzorgan realisiert, etwa einen Leitungsschutzschalter oder eine Sicherung.

+Kann ich einen AC-Lasttrennschalter auf der DC-Seite einer PV-Anlage einsetzen?

Nein. Gleichstrom hat keinen Nulldurchgang, der Lichtbogen erlischt beim Öffnen nicht von selbst und muss aktiv gelöscht werden.
Ein AC-Gerät ist dafür nicht ausgelegt. Für die DC-Seite wird ein Gerät benötigt, dessen DC-Bemessung im Datenblatt ausgewiesen ist.

+Ist ein DC-Lasttrennschalter in der Photovoltaik vorgeschrieben?

IEC 60364-7-712 verlangt für PV-Anlagen eine Trenneinrichtung auf der Gleichstromseite. Bei vielen Wechselrichtern ist sie bereits integriert.
Ein externes Gerät wird eingesetzt, wenn der Wechselrichter keine besitzt, wenn die Trennstelle näher am Modulfeld liegen soll oder wenn einzelne Strings getrennt schaltbar sein müssen.

+Was ist der Unterschied zwischen 4P und 3P+N?

Beide haben vier Strompfade. Bei 4P werden alle vier Pole als gleichwertige Schaltpole betrachtet. Bei 3P+N ist der vierte Pol ausdrücklich als Neutralleiterpol mit Frühschließ- und Spätöffnungsfunktion ausgeführt. Ein vierpoliger Schalter ist damit nicht automatisch ein 3P+N-Schalter.

+Was bedeutet Frühschließen und Spätöffnen des Neutralleiters?

Beim Einschalten schließt der Neutralleiterpol vor den drei Phasen, beim Ausschalten öffnet er nach ihnen. Dadurch liegen die Phasen während des Schaltvorgangs nie ohne verbundenen Neutralleiter an. Im Datenblatt findet sich dafür die Angabe „early make / late break“.

+Nach welcher Spannung wird ein DC-Lasttrennschalter ausgelegt?

Nicht nach der Betriebsspannung, sondern nach der Leerlaufspannung des Strings bei der tiefsten zu erwartenden Modultemperatur. Die Leerlaufspannung steigt mit sinkender Temperatur. Der Wert wird über den Temperaturkoeffizienten aus dem Moduldatenblatt für die minimale Standorttemperatur berechnet; die DC-Bemessungsspannung des Schalters muss darüber liegen.

+Was ist der Unterschied zwischen DC-Lasttrennschalter und Feuerwehrschalter?

Ein DC-Lasttrennschalter ist die manuell betätigte Trennstelle, üblicherweise am Wechselrichter oder am Modulfeld. Ein Feuerwehr- oder Freischalter beschreibt ein Konzept, bei dem die Trennung fernausgelöst und möglichst nah am Generator erfolgt, damit die Zuleitung ins Gebäude im Einsatzfall spannungsfrei ist.

+Welche Schutzart brauche ich im Außenbereich?

Für die Montage im Freien, im Nassbereich und dort, wo mit Hochdruck gereinigt wird, sind IP66/IP69 und eine Stoßfestigkeit ab IK09 sinnvoll.
Im geschützten Schaltschrank genügen geringere Werte. Die Schutzart bezieht sich auf das geschlossene Gehäuse im montierten Zustand.

+Was bedeutet die Gebrauchskategorie AC-23A?

Die Gebrauchskategorie nach EN IEC 60947-3 beschreibt, welche Art von Last ein Schaltgerät beherrscht. AC-23A steht für das Schalten von Motorlasten und anderen stark induktiven Verbrauchern im Wechselstromnetz und ist damit die anspruchsvollere Kategorie gegenüber rein ohmschen Lasten.

+Wie sichere ich einen Lasttrennschalter gegen Wiedereinschalten?

Über den Drehgriff, der sich in Position AUS mit Vorhängeschlössern verriegeln lässt. Bei den Ausführungen der Serie 590 sind in Position AUS bis zu drei Vorhängeschlösser möglich, sodass mehrere Personen unabhängig voneinander sichern können. Damit ist eine der fünf Sicherheitsregeln, das Sichern gegen Wiedereinschalten, mit dem Gerät selbst umsetzbar.

+Wann brauche ich eine Not-Aus-Ausführung?

Wenn der Schalter als Not-Aus-Einrichtung an einer Maschine oder Anlage dient. Erkennbar ist die Ausführung am gelb/roten Betätigungsgriff, der eine schnelle Erkennung im Gefahrenfall ermöglicht. Diese Ausführungen sind in der Regel nur in Position AUS abschließbar.

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