Thermische Überlastrelais: Motorschutz gegen Überstrom

Wie thermische Überlastrelais Motoren schützen: Auslöseklassen 10/20/30, Einstellung auf Motorvollstrom, Phasenausfall, Rückstellung und Schütz-Zuordnung.

Ein thermisches Überlastrelais ist der Teil eines Motorkreises, der auf einen bestimmten Fehler achtet: einen dauerhaften Überstrom, der kein Kurzschluss ist. Es räumt keine Störung, es schaltet den Motor nicht, und allein verhindert es nicht, dass ein blockierter Rotor die Wickung ausbrennt — aber es ist der günstigste und zuverlässigste Weg, einen Motor außer Betrieb zu nehmen, bevor Wärme die Isolierung zerstört. Dieser Leitfaden behandelt die Wirkungsweise, die Einstellung und die Fehler, die bei Schaltschrank-Audits auftauchen.

1. Was ein thermisches Überlastrelais tut — und was nicht

Das Herz des Relais ist ein Bimetallstreifen pro Phase, erwärmt vom Motorstrom selbst. Wärme biegt den Streifen; bei einer kalibrierten Durchbiegung löst der Mechanismus eine Verriegelung und öffnet den Spulenkreis des Schützes über den 95-96-Kontakt (Öffner) des Relais. Das Schütz schaltet den Motor dann ab. Die Kennlinie ist bewusst invers zeitabhängig: ein kleiner Überstrom braucht Minuten, ein großer Sekunden, und ein echter Kurzschluss bleibt dem vorgeschalteten Leistungsschalter überlassen.

FehlerWer räumt ihnRolle des thermischen Relais
KurzschlussVorgeschalteter MCB / MCCB / SicherungKeine — es darf keinen Fehlerstrom schalten
Dauerhafte Überlast (1,2–7 × In)Thermisches Relais + SchützÖffnet den Spulenkreis des Schützes
Phasenausfall / EinphasenlaufThermisches Relais (Differenzialtyp) oder MotorschutzschalterSpricht auf die Stromunsymmetrie an
Blockierter RotorMotorschutzschalter bevorzugtSpricht an, aber langsam — Blockierstrom verhält sich wie Überlast
Unterspannung / SteuerungsfehlerSchützspule / SteuerkreisKeine

Weil das Relais nur signalisiert, gehört es immer in Reihe zur Schützspule — der klassische Fehler ist, die Relaiskontakte über die Spule zu legen, was ein Schutzgerät in ein Brandrisiko verwandelt.

2. Auslöseklassen: 10, 20 und 30

Die Auslöseklasse ist die maximale Zeit in Sekunden, die das Relais braucht, um auszulösen, wenn der Motor das 7,2-Fache seines Bemessungsstroms zieht. Sie existiert, um das Relais an die Hochlaufzeit des Motors anzupassen: löst es schneller aus als der Anlauf, wird jeder Start zum Fehlauslösen; löst es viel langsamer aus, brennt bei echter Überlast die Wickung durch.

KlasseAuslösezeit bei 7,2 × InTypische Lasten
10< 10 sTrägheitsarme Lasten mit schnellem Hochlauf: Kompressoren mit Abblasung, manche Pumpen
20< 20 sDer Standard für allgemeinen Industriebetrieb: Förderbänder, Mischer, übliche Pumpen
30< 30 sHochträge oder lange Anläufe: Ventilatoren, Brecher, Zentrifugen, Tauchpumpen

Wählen Sie nach der Beschleunigungszeit der Last, nicht nach Gewohnheit. Braucht der Antrieb 15 Sekunden bis zur Nenndrehzahl unter Last, löst ein Relais der Klasse 10 bei jedem Start aus — schuld ist das Relais, nicht der Motor.

3. Einstellung: 1,0 × Bemessungsstrom des Motors

Jedes thermische Relais hat einen Einstellbereich auf dem Drehschalter (zum Beispiel 13–18 A bei einem mittleren Rahmen). Eingestellt wird der Bemessungsstrom vom Motorleistungsschild — nichts anderes. Drei Regeln:

Halten Sie die Einstellung im Schaltplan fest. Bei Audits ist eine nicht dokumentierte oder nach Schütz-Bemessung gewählte Einstellung der häufigste Befund an Motorkreisen.

4. Phasenausfall: warum Bimetallrelais ihn sehen

Fällt an einem laufenden Drehstrommotor eine Phase aus, führen die beiden verbleibenden Phasen etwa das 1,7–2-Fache des normalen Stroms, während der Motor weiterläuft (Einphasenlauf). Ein dreielementiges Bimetallrelais sieht die Unsymmetrie direkt und löst aus; ein zweielementiges Relais mit Differenzialmechanismus nutzt die Vektordifferenz der beiden Heizströme. In beiden Fällen ist die Auslösung langsamer als bei Überlast — genau deshalb sind unbeaufsichtigte Motoren mit einem Motorschutzschalter mit explizitem Phasenausfallschutz besser bedient, und ein thermisches Relais an einer kritischen Pumpe ist ein Kompromiss, keine Lösung.

5. Rückstellung: Hand, automatisch und die Regel für unbeaufsichtigte Anlagen

Die meisten thermischen Relais bieten beide Rückstellarten, wählbar über Knopf oder Brücke. Die Regel ist einfach: jeder Motor, der nach einer Auslösung nicht selbständig wieder anlaufen darf, bekommt Handrückstellung. Pumpenräume, Förderbänder, Brecher und alles, neben dem jemand stehen könnte, wenn das Relais auslöst. Automatische Rückstellung nur, wo ein überwachter, sicherer Wiederanlauf vertretbar ist — ein Ventilator in einem belegten Gebäude mit örtlicher Steuerung zum Beispiel. Im Zweifel Handrückstellung; sie kostet nichts und nimmt die Wiederanlauf-Frage aus dem Sicherheitskonzept.

6. Montage: Das Relais gehört zur Schütz-Familie

Ein thermisches Überlastrelais ist üblicherweise kein eigenständiges DIN-Schienengerät — es rastet direkt unter seinem zugehörigen Schütz ein, und das Paar lebt in einem Bestellsystem. Die klassischen Paarungen sind LR2 unter LC1-D-Schützen, 3UA unter 3TB/3TF, die übrigen Familienkombinationen entsprechend. Mischen von Familien geht mit Standalone-Montage und Adaptersätzen, leiden aber an Preis und Zuverlässigkeit; wo ein Datenblatt eine Schütz-Baureihe nennt, behandeln Sie die als verbindlich.

Zwei Montagedetails zählen beim Schaltschrankbau: Das Relais muss auf derselben DIN-Schiene unmittelbar unter dem Schütz sitzen, mit eingerasteter mechanischer Verriegelung, und seine Leistungsklemmen müssen auf der Lastseite des Schützes liegen — niemals davor, wo das Relais das Kabel statt des Motors schützen würde.

7. Überlastrelais vs Motorschutzschalter (MPCB)

Ein Motorschutzschalter vereint Überlast- und Kurzschlussschutz in einem einstellbaren Gerät und erkennt Phasenausfall, Blockierung und Unsymmetrie explizit. Er ist die richtige Wahl für kleine Motoren (bis etwa 25 A), wo Schaltschrankplatz und Verdrahtung zählen. Die Kombination thermisches Relais plus Schütz bleibt die bessere Wahl für größere Motoren, hohe Schalthäufigkeit und jede Anlage, in der das Schaltgerät zugleich örtlicher Trennschalter sein muss. Auf einem Plan sind sie nicht austauschbar — den vollständigen Vergleich zeigt wann ein Motorschutzschalter einen MCB schlägt.

8. Datenblatt-Details, die wirklich zählen

9. Häufige Spezifikationsfehler

  1. Drehschalter auf Schütz-Bemessung gestellt statt auf Motorstrom.
  2. Falsche Auslöseklasse für die Hochlaufzeit der Last — Fehlauslösungen bei jedem Start oder träges Ansprechen bei echter Überlast.
  3. Relaiskontakte über die Schützspule gelegt statt in Reihe mit ihr.
  4. Automatische Rückstellung in unbeaufsichtigten Anlagen — der Motor läuft nach der Auslösung konstruktionsbedingt wieder an.
  5. Standalone-Montage auf einer fremden Schütz-Familie zur Einsparung einer Position — und damit Verlust der mechanischen Verriegelung.
  6. Einstellung nicht dokumentiert im Schaltplan, sodass die nächste Audit Schutz nicht von Rat unterscheiden kann.

10. Spezifikations-Checkliste

Notieren Sie pro Motor: Bemessungsstrom vom Leistungsschild; Auslöseklasse nach der Hochlaufzeit der Last; Rückstellart (Hand, sofern kein überwachter Wiederanlauf vertretbar ist); die Schütz-Familie, zu der das Relais passen muss; und die dokumentierte Einstellung. Fünf Zeilen. Ein Lieferant, der nach dieser Liste kalkuliert, liefert Relais und Schütz passend in einem Durchgang — ELEHPD führt die Baureihen thermischer Relais (LR1, LR2, 3UA, LRD, TH und T) gemeinsam mit den Schützen, auf die sie montieren, sowie Motorschutzschalter, wo ein MPCB die bessere Wahl ist. Die allgemeine Auswahllogik zeigt unser Leitfaden zur Relaisauswahl.

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Senden Sie das Motordatenblatt — Leistung, Bemessungsstrom, Hochlaufzeit, Umgebung — und wir bestätigen die passende Kombination aus Relais und Schütz, die Auslöseklasse und die für Ihren Markt verfügbaren Dokumente.

Häufige Fragen

Kann ein thermisches Überlastrelais auch Kurzschluss schützen?

Nein. Es spricht nur auf dauerhafte Überströme an, etwa das 1,2- bis 7-Fache des Bemessungsstroms. Kurzschlussschutz muss ein vorgeschalteter MCB, MCCB oder eine Sicherung übernehmen; die Kontakte des Relais selbst sind Signalniveau und dürfen niemals Fehlerstrom schalten.

Welche Auslöseklasse brauche ich — 10, 20 oder 30?

Klasse 20 ist der industrielle Standard. Klasse 10 für trägheitsarme Lasten mit schnellem Hochlauf, Klasse 30 für hochträge Lasten wie Ventilatoren, Brecher und Tauchpumpen mit langem Anlauf. Die Klasse richtet sich nach der Hochlaufzeit der Last, nicht nach Gewohnheit.

Auf welchen Wert stelle ich den Drehschalter ein?

Auf den Bemessungsstrom vom Motorleistungsschild (1,0 × In) — nicht auf die Bemessung des Schützes und nicht auf die Strombelastbarkeit des Kabels. Liegt der Wert zwischen zwei Markierungen, wählen Sie die niedrigere und halten Sie die Einstellung im Schaltplan fest.

Hand- oder Selbstrückstellung?

Handrückstellung für jeden Motor, der nach einer Auslösung nicht von selbst wieder anlaufen darf — Pumpenräume, Förderbänder, Brecher. Selbstrückstellung nur, wo ein überwachter, sicherer Wiederanlauf vertretbar ist. Im Zweifel Handrückstellung; sie kostet nichts.

Funktioniert ein thermisches Relais an 60 Hz?

Die meisten Bimetallrelais sind für 50/60 Hz gekennzeichnet. Bei 60 Hz verschieben sich Erwärmung und Auslösezeiten leicht — prüfen Sie vor dem Export eines Schaltschrankdesigns den Frequenzhinweis im Datenblatt, besonders bei Klasse 10 nahe der Hochlaufzeit.

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