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Nebenwiderstände / Shunts für Messtechnik im Schaltschrankbau

Nebenwiderstände (oft „Shunts“ genannt) sind niederohmige Präzisionswiderstände, die dazu dienen, hohe Ströme indirekt messbar zu machen: Der durchfließende Strom erzeugt über den Shunt einen kleinen, genau skalierbaren Spannungsabfall — diese Spannung wird gemessen, daraus lässt sich über das ohmsche Gesetz der Strom berechnen. So lassen sich sowohl Gleich- als auch Wechselströme erfassen und auf Messgeräte oder Steuer-/Anzeigeeinheiten übertragen, ohne dass diese direkt mit hohen Strömen belastet werden.

Fragen & Antworten

Was ist ein Nebenwiderstand (Shunt)?

Ein Nebenwiderstand ist ein sehr niederohmiger, präzise definierter Messwiderstand, der in Reihe mit der Last geschaltet wird. Der Spannungsabfall am Widerstand ist proportional zum Strom — durch Messen dieser Spannung kann der Strom indirekt und sicher bestimmt werden.

Warum werden Shunts verwendet?

Soll ein hoher Strom gemessen werden, kann ein normales Messgerät überlastet sein oder zu hohe Energieverluste erzeugen. Mit einem Shunt fließt der Großteil des Stroms durch den niederohmigen Widerstand, während das Messgerät nur die proportional kleine Spannung misst — das erweitert den Messbereich und schützt die Messgeräte.

Wie funktioniert die Strommessung mit einem Shunt?

Nach dem ohmschen Gesetz (U = I × R) erzeugt der durch den Shunt fließende Strom I einen Spannungsabfall U. Dieser wird gemessen und daraus der Strom I berechnet — da der Widerstand R bekannt ist, lässt sich I = U / R berechnen.

Welche Spannung fällt typischerweise am Shunt ab?

Je nach Auslegung sind typische Nennspannungsabfälle 60 mV, 75 mV, 100 mV oder 150 mV bei Nennstrom. Der Spannungsabfall ist bewusst gering, um die Belastung des Stromkreises minimal zu halten.

Für welche Stromstärken sind Shunts geeignet?

Shunts decken ein breites Spektrum ab — von kleinen Strömen bis zu mehreren Tausend Ampere, je nach Ausführung und Dimensionierung. Damit sind sie für Industrieanlagen, Batterie- und Energieversorgungssysteme, Schalttafeln und Verteilungen geeignet.

Worauf muss man bei der Auswahl eines Shunts achten?

Wichtig sind der Nennstrom, der zulässige Spannungsabfall bei Nennbelastung, der Widerstandswert, die Belastbarkeit (thermisch), und die Genauigkeit des Widerstands. Ein Shunt muss so gewählt werden, dass er beim erwarteten Strom zuverlässig arbeitet, ohne übermäßig zu erwärmen oder den Stromkreis zu stören.

Kann ein Shunt sowohl bei Gleich- als auch bei Wechselstrom genutzt werden?

Ja — für Gleichstrom funktioniert ein Shunt ausgezeichnet, weil der Spannungsabfall direkt proportional zum Strom ist. Bei Wechselstrom ist ebenfalls eine Messung möglich, sofern Frequenz und Messgerät kompatibel sind.

Welche Messgeräte eignen sich zur Verwendung mit Shunts?

Spannungsmessgeräte oder Panelmeter, die für geringe Spannungen ausgelegt sind — z. B. 50–150 mV-Skalen — können mit einem Shunt kombiniert werden. Ebenso können Messumformer oder Steuerungssysteme (z. B. mit 4–20 mA-Eingang) genutzt werden, wenn der Shunt mit entsprechender Spannung konfiguriert ist.

Welche Vorteile bieten Shunts im Schaltschrankbau?

Sie ermöglichen präzise Strommessungen bei hohen Strömen, reduzieren Verdrahtung und Sicherheitsrisiken, sind oft kompakt und robust, und lassen sich flexibel in bestehende Anlagen einbauen — auch nachträglich.

Gibt es Nachteile bei der Verwendung von Shunts?

Mögliche Nachteile: Der Spannungsabfall muss korrekt dimensioniert sein; bei schlechter Auslegung kann der Shunt überhitzen oder ungenau messen. Außerdem besteht keine galvanische Trennung — der Messkreis ist elektrisch mit dem Hauptstromkreis verbunden, was bei Sicherheitskonzepten berücksichtigt werden muss.