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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät, das einen Strompfad mit
einem betätigbaren Schaltkontakt
und einem auswechselbaren Sicherungselement umfasst.
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Derartige
Schaltgeräte
sind beispielsweise aus der
DE 699 02 931 T2 und der
DE 698 03 997 T2 bekannt.
Aufgrund des Sicherungselements, das z. B. als herkömmliche
Schmelzsicherung ausgeführt ist,
erfüllen
sie neben der Schaltfunktion auch eine Schutzfunktion. Sie werden
insbesondere als Schutzschalter für einzelne elektrische Maschinen oder
für Leitungsabzweige,
die zur Speisung von mehreren elektrischen Verbrauchern dienen,
eingesetzt.
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In
der
DE 699 02 931
T2 wird ein spezieller Sicherungssitz zur Aufnahme des
Sicherungselements beschrieben. Er ermöglicht die Verwendung des Schaltgeräts mit Schmelzsicherungen
verschiedenen Typs und vor allem auch verschiedener Größe. Trotz
der so erweiterten Einsatzmöglichkeiten gibt
es dennoch Anwendungsfälle,
für die
die bekannten Schaltgeräte
ungeeignet sind.
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Aus
der
DE 10 2005
015 399 B3 sowie der
DE 299 19 140 U1 ist weiterhin jeweils ein
elektrisches Schaltgerät
mit einem Strompfad, der einen elektrischen Eingangsleiter, einen
elektrischen Zwischenleiter und einen elektrischen Ausgangsleiter umfasst,
bekannt. Das jeweilige Gerät
hat außerdem einen
eingangsseitig als Teil des Strompfads zwischen dem Eingangsleiter
und dem Zwischenleiter angeordneten und mittels eines Schalthebels
betätigbaren
Schaltkontakt sowie einen ausgangsseitig als Teil des Strompfads zwischen
dem Zwischenleiter und dem Ausgangsleiter angeordneten auswechselbaren
Sicherungselement, dass sich innerhalb eines Sicherungsaufnahmeraums
befindet.
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Ähnliche
elektrische Schaltgeräte
sind in der
DE 199
56 295 C1 und in der
DE 103 45 787 A1 beschrieben, wobei das in
der zuletzt genannten Druckschrift beschriebene Schaltgerät zusätzlich eine Trennwand
aufweist, die den Sicherungsaufnahmeraum von dem Eingangsleiter
trennt. Dagegen hat das elektrische Schaltgerät gemäß der
DE 199 56 295 C1 eine gesonderte
Anschlussleitung, die eine elektrische Verbindung zu dem Eingangsleiter
herstellt und in den Sicherungsaufnahmeraum führt, so dass dort eine zugängliche
elektrische Verbindung zu dem Eingangsleiter hergestellt wird.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein elektrisches Schaltgerät der eingangs
bezeichneten Art anzugeben, das sich flexibler einsetzen lässt.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein elektrisches Schaltgerät entsprechend den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 angegeben. Das erfindungsgemäße elektrische
Schaltgerät
hat einen Strompfad, der einen elektrischen Eingangsleiter, einen
elektrischen Zwischenleiter und einen elektrischen Ausgangsleiter
umfasst, einen eingangsseitig als Teil des Strompfads zwischen dem
Eingangsleiter und dem Zwischenleiter angeordneten und mittels eines Schalthebels
betätigbaren
Schaltkontakt, ein ausgangsseitig als Teil des Strompfads zwischen
dem Zwischenleiter und dem Ausgangsleiter angeordnetes auswechselbares
Sicherungselement, das sich innerhalb eines Sicherungsaufnahmeraums
befindet, eine Trennwand, die den Sicherungsaufnahmeraum von dem
Eingangsleiter trennt, wobei eine Abdeckkappe zur Abdeckung des
Schalthebels vorgesehen ist und einen Sperrmechanis mus zur Blockade
des Schalthebels in seiner geschlossenen oder offenen Schaltstellung
enthält.
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Das
erfindungsgemäße Schaltgerät zeichnet sich
vor allem dadurch aus, dass während
des Betriebs Strom führende
oder unter Spannung stehende Teile des Strompfads von außen, d.
h. insbesondere durch eine Öffnung
des Sicherungsaufnahmeraums hindurch, nicht zugänglich sind. Dies dient zum
einen dem Berührungsschutz
und aber zum anderem vor allem auch der Vermeidung von Stromdiebstahl.
Die leitfähigen
Teile des Strompfads sind so unzugänglich, dass selbst ein Anklemmen
oder In-Kontakt-Bringen eines zur unerlaubten Stromabzweigung bestimmten
elektrischen Leiters durch den Sicherungsaufnahmeraum hindurch nicht
möglich
ist. Hierzu ist erfindungsgemäß die Trennwand
vorgesehen, die einen Zugang zu dem Eingangsleiter und/oder zu dem
Schaltkontakt und damit eine unerwünschte elektrische Abzweigkontaktierung
verwehrt.
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Weitere
Maßnahmen
zur Verhinderung einer derartigen Kontaktierung von unter Spannung
stehenden Teilen können
zusätzlich
vorgesehen sein. So kann außerdem
ein Sicherungssitz, der bei geöffnetem
Schaltkontakt und zurückgelegtem
Schalthebel aus dem Sicherungsaufnahmeraum herausgezogen werden
kann und in den das Sicherungselement eingesetzt ist, eine so enge
Auszugsführung
haben und mit so geringer Toleranz bzw. verbleibender freier Spaltbreite
in den Sicherungsaufnahmeraum eingepasst sein, dass kein Platz für einen
Leiter zur Stromabzweigung vorhanden ist. Insbesondere bewegt sich
die Toleranz bzw. die Spaltbreite in einem Bereich zwischen 0,05
mm und 0,2 mm. Besonders günstig
ist ein Wert von etwa 0,1 mm. So ist zum einen noch eine gute und
klemmfreie Führung
des Sicherungssitzes innerhalb des Sicherungsaufnahmeraums gewährleistet.
Zum anderen ist der bei einer so kleinen Toleranz bzw. Spaltbreite
noch verbleibende freie Raum zwischen dem herausziehbaren Sicherungssitz
und den an ihn angrenzenden Teilen des Schaltgeräts zu eng, um einen Leiter
zur Stromabzweigung aufzunehmen. Vorzugsweise ist dieser ohnehin
nur sehr enge freie Raum zusätzlich
verwinkelt und insbesondere nach Art eines Labyrinths ausgeführt. Dies
erschwert das Verlegen eines Leiters zur Stromabzweigung weiter.
Insbesondere liegen außerdem
der Sicherungssitz und der Schalthebel so dicht an mindestens einer
Gehäusewand
des elektrischen Schaltgeräts
an, dass – abgesehen
von dem Klemmenbereich – von
außen
kein Zugang in das Innere und somit auch keine unerwünschte elektrische Kontaktierung
möglich
ist.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehenen
Mittel zur Verhinderung einer unerwünschten Abzweigkontaktierung
bedeuten keinen großen
zusätzlichen
Fertigungsaufwand, sodass das Schaltgerät insgesamt sehr preiswert
herzustellen ist. Zugleich ermöglicht der
erfindungsgemäß zusätzlich integrierte
Schutz gegen Stromdiebstahl eine breitere Anwendungsvielfalt. So
ist es möglich,
das Schaltgerät
mit dem auswechselbaren Sicherungselement nun auch im Vorzählerbereich
einzusetzen. In einem Gebäudeinstallationskasten
oder -schrank kann ein solches Schaltgerät also auch in den unteren
Anschlussraum eingebaut werden, in den die Einspeiseleitungen des
elektrischen Versorgungsnetzes münden
und der sich in Energieflussrichtung noch vor dem Zähler befindet, der
den elektrischen Verbrauch der nachgeschalteten Nutzungseinheit
erfasst. In diesem Bereich kommen derzeit praktisch ausschließlich die
komplizierteren und in der Herstellung deutlich aufwändigeren Leitungsschutzschalter
(SH-Schalter) mit selektiver Strombegrenzung zum Einsatz, die komplett
gekapselt sind und auf einem nicht auswechselbaren Bimetall- und/oder
Magnet-Schutzmechanismus basieren. Gegenüber diesen bislang eingesetzten
SH-Schaltern hat das erfindungsgemäße Schaltgerat einen erheblich
geringeren Platzbedarf. Die vorgesehenen Mittel zur Verhinderung
einer unerwünschten
Abzweigkontaktierung erfordern praktisch keinen zusätzlichen
Platz. Sie können
im Gegenteil aufgrund des vorzugsweise sehr kompakten und eng gedrängten internen
Aufbaus sogar zu einer Platzreduzierung beitragen. Insgesamt hat
das erfindungsgemäße Schaltgerät ein sehr
kleines Einbauvolumen.
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Die
weiterhin vorgesehene insbesondere transparente Abdeckkappe und
deren Sperrmechanismus sind zusätzliche
Maßnahmen,
ein unautorisiertes oder gar missbräuchliches Betätigen des Schalthebels
zu verhindern, egal in welcher Stellung er sich gerade befindet.
Insbesondere ist zum Betätigen
des Sperrmechanismus ein Spezialwerkzeug erforderlich.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schaltgerats ergeben sich
aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
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Der
bei der günstigen
Variante gemäß Anspruch
2 vorgesehene Gehäusewandvorsprung
verhindert in Verbindung mit der eng anliegenden seitlichen Kante
der Begrenzungswand des insbesondere als ein- und ausfahrbare Schublade
ausgeführten
Sicherungssitzes, dass in diesem Bereich ein zur unerlaubten Stromabzweigung
bestimmter Leiter in den Sicherungsaufnahmeraum eingeführt werden
kann.
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Dies
wird gemäß der weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung gemäß Anspruch
3 zusätzlich
unterstützt,
indem der Schalthebel bei geschlossenem Schaltkontakt einen insbesondere
kompletten Verschluss der Aufnahmeraumöffnung gewährleistet. Er drückt die
seitliche Kante der Begrenzungswand und den Gehäusewandvorsprung in dieser
Schaltstellung gegeneinander.
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Die
bevorzugte Ausgestaltung nach Anspruch 4 ermöglicht es den Funktionszustand
des Sicherungselements auf einen Blick zu erfassen und bei einem
Defekt einen Austausch vorzunehmen. Bei den vorgesehenen Anzeigemitteln
kann es sich insbesondere um ein einfaches Sichtfenster handeln, das
den Blick auf ein farbiges Kennmelder-Plättchen eines als herkömmliche
Schmelzsicherung ausgeführten
Sicherungselements freigibt. Ebenso ist aber auch eine Leuchtdioden
(LED)-Anzeige denkbar, die bei defektem Sicherungselement blinkt.
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Wenn
der Sperrmechanismus außerdem nach
Anspruch 5 oder 6 plombiert ist, trägt dies weiter zu einem Missbrauchschutz
bei. Der Manipulationsnachweis wird so erleichtert. Außerdem führt eine Plombe
jedem, der sich ohne Autorisierung Zugang zu dem abgedeckten und
plombierten Schalthebel verschafft, die Illegalität seines
Handelns vor Augen.
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Noch
massiver ist der gemäß Anspruch
7 erzielbare Schutz mittels des optional an der Abdeckkappe anbringbaren
Schlosses.
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Vorzugsweise
ist bei der weiteren Variante nach Anspruch 8 auch die Abdeckkappe
zum insbesondere wiederum vollständigen
Verschluss der Aufnahmeraumöffnung
ausgebildet. Dadurch wird ein manipulativer Zugang zu dem Sicherungsaufnahmeraum
verhindert. Die Aufnahmeraumöffnung
ist also sowohl bei offenem als auch bei geschlossenem Schaltkontakt
ab gedeckt. In geschlossener Schaltstellung ist insbesondere sogar
eine doppelte Abdeckung vorgesehen, nämlich durch den Schalthebel zum
einen und die Abdeckkappe zum anderen. Bei geöffnetem Schaltkontakt deckt
die Abdeckkappe neben der Aufnahmeraumöffnung auch den zurückgelegten
Schalthebel ab, sperrt ihn und verhindert, dass der Schalthebel
in die geschlossene Stellung umgelegt werden kann.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung. Es zeigt
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1 bis 3 ein
Ausführungsbeispiel
eines elektrischen Schaltgeräts
mit geöffnetem
Schalthebel und geschlossener Abdeckkappe in perspektivischer Sicht
und in einer Querschnittdarstellung,
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4 und 5 das
Schaltgerät
gemäß 1 mit
geöffnetem
Schalthebel und geöffneter
Abdeckkappe,
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6 und 7 das
Schaltgerät
gemäß 1 mit
herausgezogenem Sicherungssitz,
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8 und 9 das
Schaltgerät
gemäß 1 mit
geschlossenem Schalthebel und geöffneter
Abdeckkappe und
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10 das
Schaltgerät
gemäß 1 mit
geschlossenem Schalthebel und geschlossener Abdeckkappe.
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Einander
entsprechende Teile sind in 1 bis 10 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 bis 10 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines als Leitungsschutzschalter ausgeführten elektrischen Schaltgeräts 1 in
verschiedenen Funktionszuständen
sowie in teils perspektivischer und teils geschnittener Darstellung
gezeigt.
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Das
Schaltgerät 1 hat
einen in einem Gehäuse 2 verlaufenden
internen Strompfad 3, der über eine Eingangsklemme 4 und
eine Ausgangsklemme 5 elektrisch kontaktierbar ist. Der
Strompfad 3 enthält einen
an die Eingangsklemme 4 führenden Eingangsleiter 6,
einen Schaltkontakt mit einem zwei Kontaktstellen 7 umfassenden
bewegbaren Kontaktleiter 8, einen Zwischenleiter 9,
eine in einem Sicherungssitz 10 eingesetzte Schmelzsicherung 11 und einen
an die Ausgangsklemme 5 führenden Ausgangsleiter 12.
Diese elektrischen Hauptbestandteile des Schaltgeräts 1 sind
in der genannten Reihenfolge in Serie geschaltet.
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Der
Kontaktleiter
8 ist mechanisch mittels einer Schubstange
13 mit
einem schwenkbaren Schalhebel
14 verbunden. Es ist außerdem ein
in der
DE 698 03 997
T2 beschriebener Mechanismus vorgesehen, der eine Schwenkbewegung
des Schalthebels
14 in eine Translationsbewegung der Schubstange
13 umsetzt,
sodass sich der Kontaktleiter
8 je nach Schalthandlung
entweder nach oben in die geschlossene Kontaktstellung oder nach
unten in die offene Kontaktstellung bewegt.
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Zwischen
dem Gehäuse
und dem Kontaktleiter 8 ist eine Feder 15 angeordnet,
die den Kontaktleiter 8 gegen die den Kontaktstellen 7 gegenüberliegenden
Bereiche des Eingangsleiters 6 und des Zwischenleiters 9 drückt. Mittels
der Schubstange 13 wird dadurch auch die Stellung des Schalthebels 14 positioniert. Ähnlich wird
der Zwischenleiter 9 mittels einer weite ren Feder 16 gegen
den Sicherungssitz 10 und die darin aufgenommene Schmelzsicherung 11 gedrückt.
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Grundsätzlich kann
anstelle der Schmelzsicherung
11 auch ein anderes auswechselbares
Sicherungselement vorgesehen sein. Der Sicherungssitz
10 kann
in der in der
DE 699
02 931 T2 beschriebenen Weise an die äußeren Abmessungen des jeweils
eingesetzten Sicherungselements angepasst werden.
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Der
Sicherungssitz 10 und die Schmelzsicherung 11 sind
in einem Sicherungsaufnahmeraum 17 untergebracht, der oben
eine von außen
zugängliche
Aufnahmeraumöffnung 18 hat.
Letztere ist verschließbar.
Zum einen wird die Aufnahmeraumöffnung 18 bei
geschlossenem Schaltkontakt gemeinsam durch den umgelegten Schalthebel 14 und
eine obere Begrenzungswand 19 des Sicherungssitzes 10 abgedeckt.
Zum anderen ist eine schwenkbar gelagerte Abdeckkappe 20 vorgesehen,
mittels derer sich die Aufnahmeraumöffnung 18 ebenfalls
vollständig
bedecken lässt.
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Gemäß der Detailansicht
nach 3 hat die Abdeckkappe 20 hat einen Sperrmechanismus
in Form eines Sperrriegels 21, der drehbar in einer an der
Oberseite der Abdeckkappe 20 vorgesehenen Vertiefung 22 gelagert
ist. Der Sperrriegel 21 hat eine Sechskant-Aussparung 23,
die mit einem zentralen Stift 24 versehen ist, sodass ein
Spezialwerkzeug zur Ver-/Entriegelung des Sperrriegels 21 erforderlich
ist. Der Sperrriegel 21 umfasst außerdem einen Rastvorsprung 25,
der im verriegelten Zustand unter eine Rastnase 26 eines
Verriegelungsgegenstücks 27 eingreift.
Das Verriegelungsgegenstück 27 ist
nach oben abstehend an die Begrenzungswand 19 des Sicherungssitzes 10 angeformt.
Nach der Verriegelung kann die Ab deckkappe 20 nicht mehr
aufgeschwenkt werden, sodass keine Betätigung des abgedeckten Schalthebels 14 möglich ist.
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Die
Abdeckkappe 20, das Verriegelungsgegenstück 27 und
der Sperrriegel 21 sind mit durchgehenden Bohrungen versehen,
sodass im verriegelten oder auch im unverriegelten Zustand des Sperrriegels 21 als
Sicherungsmaßnahme
gegen eine unautorisierte Benutzung eine Plombe 28 angebracht
werden kann. Diese Plombierung kann bei geschlossener oder offener
Schaltstellung des Schalthebels 14 erfolgen.
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Als
weitere Sicherungsmaßnahme
gegen eine unautorisierte Benutzung kann ein Schloss 29 an
der Abdeckkappe 20 angebracht werden. Der Bügel des
Schlosses 29 ist durch eine weitere Bohrung in der Abdeckkappe 20 und
durch eine am Griff des Schalthebels 14 vorgesehene Griffaussparung 30 hindurch
gesteckt. So kann das Schaltgerät 1 sehr wirksam
in seinem geöffneten
Schalterzustand, also mit zurückgelegtem
Schalthebel 14 (siehe 2 bis 7),
gesichert werden. Zusätzlich
weist der Schalthebel 14 einen Haltevorsprung 31 auf,
der bei zurückgelegtem
Schalthebel 14 und geschlossener Abdeckkappe 20 an
der Innenwandseite der Vertiefung 22 anliegt. Damit wird
ein Umlegen des Schalthebels 14 bei geschlossener Abdeckkappe 20 verhindert.
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Die
Griffaussparung 30 erfüllt
neben der vorstehend beschriebenen Sicherungsfunktion eine weitere
Funktion. Bei umgelegtem Schalthebel 14, also bei geschlossenem
Kontakt (siehe 8 bis 10), durchgreift
das Verriegelungsgegenstück 27 die
Griffaussparung 30. Außerdem
ist die Griffaussparung 30 so groß, dass ein Sichtfenster 30a in
der Begrenzungswand 19 auch bei umgelegtem Schalthebel 14 erkennbar
bleibt. Das Sichtfenster 30a ermöglicht einen Blick auf einen
Kennmelder, der an der oberen Stirnseite der Schmelzsicherung 11 angebracht
ist und deren Funktionszustand anzeigt. Damit die Schmelzsicherung 11 auch
bei geschlossener Abdeckkappe 20 überprüft werden kann, ist die Abdeckkappe 20 zumindest
in dem Bereich, der über dem
Sichtfenster 30a zu liegen kommt, transparent ausgebildet.
Anstelle des Sichtfensters 30a kann bei einem nicht gezeigten
alternativen Ausführungsbeispiel
auch eine LED-Anzeige vorgesehen sein, die den aktuellen Funktionszustand
des jeweils eingesetzten Sicherungselements anzeigt, beispielsweise auch
durch ein Blinken im Falle eines Defekts.
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Das
Schaltgerät 1 weist
weitere Mittel zur Verhinderung einer missbräuchlichen Benutzung auf. Da
das Schaltgerät 1 auch
zu einem Einsatz im Vorzählerbereich
vorgesehen ist, sind Maßnahmen
vorgesehen, die einem Stromdiebstahl vorbeugen. An einer Stelle
im Energieversorgungsnetz, an der noch keine Zählung erfolgt ist, soll also
ein Abzweigen von elektrischer Energie unterbunden werden. Zu diesem Zweck
sind auch die bereits beschriebenen Maßnahmen der Verriegelns, des
Plombierens und des Abschließens
der Abdeckkappe 20 vorgesehen.
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Darüber hinaus
umfasst das Schaltgerät 1 aber
auch in seinem inneren Aufbau Maßnahmen, die einen Stromdiebstahl
unmöglich
machen. Bei normgerechter Montage des Schaltgeräts 1, beispielsweise
in einem Sicherungskasten, ist eine in 1 bis 10 nicht
mit gezeigte Berührschutzabdeckung
vorgesehen, aus der das Schaltgerät 1 nur mit seinem
Aufsatz herausragt, an dem die Abdeckkappe 20 schwenkbar
gelagert ist und in dem sich der Schalthebel 14 sowie die Öffnung 18 zu
dem Sicherungsaufnahmeraum 17 befinden.
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Aufgrund
des austauschbaren Sicherungselements ist mit der Aufnahmeraumöffnung 18 ein
Zugang von außen
in das Innere des Schaltgeräts 1 vorhanden.
Dieser Zugang ist erforderlich und auch während des ordnungsgemäßen Betriebs
gegeben. Allerdings ist ein Zugang zu dem Sicherungsaufnahmeraum 17 nur
bei zurückgelegtem
Schalthebel 14 und damit geöffnetem Schaltkontakt möglich. In
diesem Zustand stehen nur der Eingangsleiter 6 und die Eingangsklemme 4 unter
elektrischer Spannung. Die übrigen
Teile des Strompfads 3 sind dagegen strom- und spannungsfrei.
Der Sicherungsaufnahmeraum 17 ist an seiner dem Eingangsleiter 6 zugewandten Seite
mit einer Trennwand 32 versehen, die sich durchgehend und
insbesondere ohne Öffnungen
zwischen dem Schwenkmechanismus des Schalthebels 14 und
dem Zwischenleiter 9 erstreckt. In der dazu senkrechten
Richtung verläuft
die Trennwand 32 quer zwischen den beiden einander gegenüberliegenden
Seitenwänden
des Gehäuses 2.
Die Trennwand 32 verhindert somit eine unerlaubte elektrische Kontaktierung
des Eingangsleiters 6 ausgehend von dem Sicherungsaufnahmeraum 17.
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Als
optionale Ergänzung
ist an der Trennwand 32 ein Trennwandvorsprung 32a angeformt, der
den Zwischenleiter 9 an seinem dem Eingangsleiter 6 zugewandten
Ende überragt
und der eine unerlaubte elektrische Kontaktierung zusätzlich erschwert.
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Weiterhin
ist der herausziehbare Sicherungssitz 10 innerhalb des
Sicherungsaufnahmeraums 17 so eng geführt, dass kein Platz zum Verlegen
eines Strom abzweigenden elektrischen Drahtes verfügbar ist.
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Außerdem ist
eine eng anliegende und vollständige
Abdeckung der Aufnahmeraumöffnung 18 durch
den Schalthebel 14 und die Begrenzungswand 19 einerseits
und/oder durch die Abdeckkappe 20 andererseits vorge sehen.
So stößt die Begrenzungswand 19 mit
einer seitlichen Kante 33 an einen nach oben gezogenen
Gehäusewandvorsprung 34 an,
sodass auch an dieser Stelle kein elektrischer Draht in das Innere
des Schaltgeräts 1 eingeführt werden kann.
Der Schalthebel 14 und/oder die Abdeckkappe 20 drücken die
Begrenzungswand 19 so in Richtung des Gehäusewandvorsprungs 34,
dass sich die seitliche Kante 33 und der Gehäusewandvorsprung 34 berühren.
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Das
Schaltgerät 1 ist
also mehrfach gegenüber
einer unsachgemäßen Nutzung
und vor allem gegenüber
einem Stromdiebstahl gesichert. Deshalb eignet sich dieser sehr
preiswert herzustellende Leitungsschutzschalter auch für einen
Einsatz im Vorzählerbereich.