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Der IEC-60320-1-konforme Gerätestecker 1681 von Schurter entspricht dem Typ C22 für sehr heiße Anwendungen bis 155 °C. Heißgerätestecker bestehen typischerweise aus drei Kontaktstiften und einem Schutzleiter und sind oft mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet, um ein versehentliches Herausziehen des Steckers zu verhindern. (Bild: Schurter)

Die Komponentennorm IEC 60320-1 spezifiziert Gerätestecker und Gerätesteckdosen weltweit für verschiedene Stromstärken, Schutzklassen und Temperaturen (Bild 1). Dabei gibt sie sowohl Betriebstemperaturen an als auch die Temperatur der Steckerstifte. Bis zur Einführung dieser Norm waren Steckverbindungen nach DIN 49491 üblich. Da sie häufig in Bügeleisen oder Waffeleisen zur Anwendung kamen, trugen sie umgangssprachlich die Bezeichnung Waffeleisenstecker. Als Buchse verbauten die Hersteller geräteseitig einen Porzellanisolator mit Stahlzunge, die den Schutzkontakt herstellte. Die Kupplung war umgeben von einem Duroplast-Gehäuse (Bakelit) und wurde in der Regel mit Kabeln von niedriger Qualität mit Textil- oder Gummiummantelung konfektioniert. Diese Art der Heißgerätestecker barg gravierende Sicherheitsrisiken:

  • Kurzschlüsse innerhalb der Buchse aufgrund mangelnder Hitzebeständigkeit der Kabelisolation
  • Verbrennungen durch Überhitzung der Steckerkomponenten
  • Stromschläge wegen mangelhaft versenkter stromführender Steckerkontakte

Heißgerätestecker – alles Wichtige in Kürze

Überhitzung, Kurzschlüsse, Verbrennungen oder Stromschläge – all diese Gefahren lauern in typischen Heißgeräten, vom Elektrogrill bis zum Beleuchtungssystem. Die Komponentennorm IEC 60320-1 spezifiziert daher passende Stecker je nach Stromstärke und Temperatur. Der Clou: die Stecker passen nicht nur in ihre jeweils zugehörige Dose, sondern auch in Dosen von höherer Wertigkeit.

Heißgerätestecker sind in der Regel robuster und größer als andere Steckertypen, um den hohen Strombedarf und die damit verbundene Wärmeentwicklung zu bewältigen. Sie sind auch so konstruiert, dass sie höheren Belastungen standhalten und eine sichere Stromversorgung gewährleisten. Heißgerätestecker gibt es in verschiedenen Ausführungen und Größen, um verschiedenen Stromstärken und Anforderungen gerecht zu werden. Typischerweise haben sie drei polige Stecker mit einer Nennstromstärke von 16 Ampere oder mehr. Einige Modelle sind auch wassergeschützt, um eine sichere Verwendung in feuchten Umgebungen zu ermöglichen.

Produkte nach der Norm IEC 60320-1 können diese Risiken bei korrektem Einsatz weitestgehend ausschließen: sie schützen Anwender und Geräte und verhindern Folgeschäden. Ein weiterer Vorteil ist die volle Kompatibilität von Produkten verschiedenster Hersteller mit Zulassung nach dieser Norm.

Wo werden Heißgerätestecker eingesetzt

Heißgerätestecker kommen in Geräten zum Einsatz, bei deren Betrieb sich viel Wärme entwickelt, zum Beispiel Elektrogrills, Tischgrills, Raclette-Öfen oder elektrische Heizöfen. Auch in weiteren Anwendungen kommen Heißgerätestecker häufig zum Einsatz, etwa IT-Geräte wie Hochleistungsrechner oder Daten-Server, leistungsstarke Beamer, Beleuchtungssysteme, Geräte im medizinischen Bereich, Messinstrumente sowie Stromversorgungen oder in der Industrie.

Aus Anwendersicht ist die Sicherheit in der Stromzuführung zentral. Die Norm IEC 60320 sowie deren Unternormen legen grundsätzliche Kriterien für Schutzklasse, Nennstrom und Stifttemperatur fest und definieren dafür unterschiedliche Steckerkonturen. Die Komponentennorm IEC 60320-1 unterscheidet aufgrund der maximal erlaubten Stifttemperatur zwischen drei Hauptkategorien:

  • Kaltgerätestecker: maximale Stifttemperatur 70 °C
  • Warmgerätestecker: maximale Stifttemperatur 120 °C
  • Heißgerätestecker: maximale Stifttemperatur 155 °C

Diese drei Temperaturkategorien sind nur bei den 10-A-Steckertypen festgelegt. Die übrigen Nennstrom-Typen kennen nur eine oder zwei Temperaturkategorien (Bild 2).

Bild 2: Die IEC 60320-1 definiert einen ganzen Satz an Gerätesteckern für unterschiedliche Ströme und Temperaturen.
Bild 2: Die IEC 60320-1 definiert einen ganzen Satz an Gerätesteckern für unterschiedliche Ströme und Temperaturen. (Bild: Schurter)

IEC 60320-1 – was verbirgt sich hinter der Norm?

IEC 60320-1 ist eine internationale Norm, die die Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Wechselstromstecker und -buchsen festlegt. Sie definiert verschiedene Steckertypen und -formen, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind, sowie die zulässige Stromstärke und Spannung.

Die Norm gilt für Wechselstromstecker und -buchsen mit Nennspannungen bis zu 250 V und Nennströmen bis zu 16 A. Sie gilt für Steckvorrichtungen für den allgemeinen Gebrauch in Wohn-, Gewerbe- und Industrieanwendungen.

IEC 60320-1 legt auch Anforderungen an die Konstruktion und das Material von Steckverbindungen fest, um sicherzustellen, dass sie sicher und zuverlässig sind. Dazu gehören zum Beispiel Mindestabstände zwischen den Kontaktstiften, Isolationsanforderungen und Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit.

Die Norm soll sicherstellen, dass Wechselstromstecker und -buchsen weltweit einheitliche Sicherheitsstandards erfüllen und somit die Sicherheit von Personen und Geräten gewährleisten.

Schutzklassen nach IEC 60320-1

Ein weiteres Unterscheidungskriterium sind die Schutzklassen I und II. Erstere beschreibt Steckverbindungen mit Schutzleiterkontakt, die Schutzklasse II (auch Schutzisolierung II genannt) zeichnet sich aus durch eine verstärkte oder doppelte Isolierung. Die IEC 60320-1 legt Nennstrom-Werte von 2,5 A, 6 A, 10 A und 16 A fest, wobei die Norm für Nennstrom den Begriff Bemessungsstrom verwendet. Er definiert den Strom, nach welchem der Hersteller die Steckvorrichtung ausgelegt hat.

Neben den oben beschriebenen Grenzwerten bestimmt die Norm weitere allgemeine Kriterien wie Auszugskräfte, Testprozeduren, Mindestzahl von Steckzyklen mit und ohne elektrische Belastung, sowie die Anzahl von Biegungen bei angeschlossenen Leitungen. Der Anwendungsbereich der Norm beschränkt sich auf Steckvorrichtungen für 250 VAC bis 16 A. Die unterschiedlichen Gerätesteckdosen und Gerätestecker werden in der IEC 60320-1 mit dem Buchstaben C bezeichnet, gefolgt von einer Zahl, zum Beispiel C14. Die Dosen (weiblich, berührungsgeschützte Gerätesteckdosen) erhalten eine ungerade Zahl (etwa C21), die dazu passenden Gerätestecker (männlich) die darauf folgende, gerade Zahl (C22).

 

Bild 3: Seitliche Schnittansicht eines Gerätesteckers mit den Temperaturen TP (Pin), TA1 und TA2 (Umgebung).
Bild 3: Seitliche Schnittansicht eines Gerätesteckers mit den Temperaturen TP (Pin), TA1 und TA2 (Umgebung). (Bild: Schurter)

Stifttemperatur messen

Die Klassifizierung nach Kalt-, Warm- und Heißgerätestecker ergibt sich aus der maximalen Stifttemperatur TP (Pin Temperature, Bild 3), welche sich bei Betrieb mit Nennstrom maximal ergeben darf. Die für den Betrieb vorgesehene Umgebungstemperatur TA1 (Ambient Temperature) beträgt im Normalfall 25 °C und darf gemäß Norm gelegentlich auch 35 °C erreichen. Die Stifttemperatur wird dort gemessen, wo der Stift aus der Eingriffsfläche herausragt. Einfluss auf die Stifttemperatur hat im Wesentlichen aber neben der Umgebungstemperatur auch die Temperatur TA2, welche im Geräteinnern unter Betrieb erreicht wird. Dies wiederum ist abhängig von der Art und der Konstruktion des Gerätes.

Unterschiedliche Steckerkonturen codieren die passenden Verbindungen. Sie verhindern Missbrauch und stellen sicher, dass die Geräte sicher betrieben werden. Im Normalfall stimmen die in der Norm IEC 60320-1 definierten Parameter von Gerätesteckern und Gerätesteckdosen überein. Diese Lösung ist wo möglich vorzuziehen. Ein Stecker passt aber auch in eine Dose von höherer Wertigkeit und kann hier Strom beziehen. So lässt sich ein Gerätestecker der Schutzklasse II an eine Gerätesteckdose der Schutzklasse I anschließen, nicht aber umgekehrt. Das Prinzip der Höherwertigkeit gilt auch für die Stifttemperatur: Es ist also möglich, Dosen mit höherer Temperaturbeständigkeit mit Steckern von niedriger Temperaturbeständigkeit zu verbinden, ohne die Sicherheit von Gerät und Anwender zu beeinträchtigen.

Cleveres System

Die Gerätesteckernorm IEC 60320-1 ist für Heißgeräte und viele andere Anwendungen eine clevere Wahl: Sie sorgt für weit mehr Sicherheit als die veralteten Waffeleisenstecker und gibt Entwicklern wie Anwendern dennoch eine verblüffende Flexibilität bei der Wahl ihrer Steckverbinder.

Albert Bürgler

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Produktmanager in der Division Components bei Schurter in Luzern, Schweiz.

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