NH-Sicherungen sind so konstruiert, dass sie eine zuverlässige und sichere Unterbrechung des Stromkreises bei Überstrom oder Kurzschluss gewährleisten. Ihr Aufbau besteht aus mehreren Komponenten, die spezifische Funktionen erfüllen.

Das Gehäuse besteht in der Regel aus Keramik oder Glas. Diese Materialien sind thermisch und mechanisch sehr stabil und widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und Druck, die beim Auslösen der Sicherung entstehen. Der Schmelzleiter ist das zentrale Element der Sicherung.

Er besteht aus einem speziellen Metall, oft Silber oder Kupfer, und ist so dimensioniert, dass er bei einer bestimmten Überstromstärke schmilzt und den Stromkreis unterbricht. Im Inneren des Gehäuses befindet sich ein Löschmittel, meist Quarzsand. Dieses Material dient zur Löschung des Lichtbogens, der beim Schmelzen des Leiters entsteht.

Der Sand erstickt den Lichtbogen und verhindert so die Bildung von hohen Temperaturen und Schäden am Sicherungsgehäuse. An beiden Enden der Sicherung befinden sich Kontaktkappen oder -messer, gefertigt in der Regel aus leitfähigem Material wie Kupfer. Diese Kontakte sorgen für eine sichere Verbindung zur elektrischen Anlage oder zum Sicherungshalter.

NH-Sicherungseinsätze sind deutlich gekennzeichnet. Die Kennzeichnung umfasst neben Nennstromstärke und Betriebsspannung auch die Auslösecharakteristiken F, M oder T. Der Buchstabe F steht für flink, die Auslösegeschwindigkeit beträgt weniger als 20 Millisekunden. M bedeutet mittelträge, hier liegt die Geschwindigkeit zwischen 50 und 90 Millisekunden. T kennzeichnet ein träges Sicherungselement mit einer Auslösegeschwindigkeit 100 bis 300 Millisekunden beträgt. Darüber hinaus gibt es Varianten mit der Bezeichnung FF für superflink und TT für superträge.

Diese Informationen sind entweder aufgedruckt oder eingraviert. Einige NH-Sicherungen besitzen zudem ein optisches Anzeigeelement oder einen Sicherungsmonitor, der anzeigt, wenn die Sicherung ausgelöst hat. Dies erleichtert die Identifikation defekter Sicherungen ohne aufwändige Prüfungen.

Unter normalen Betriebsbedingungen fließt der Strom – wie oben bereits erwähnt – durch den Schmelzleiter. Überschreitet der Strom allerdings die Nennstromstärke, beginnt sich der Schmelzleiter zu erwärmen. Er besteht aus einem Material mit definiertem Schmelzpunkt: Je höher der Überstrom, desto schneller erhitzt sich der Leiter. Bei moderaten Überströmen, zum Beispiel durch einen temporären Lastanstieg, dauert es einige Zeit, bis der Schmelzleiter durchbrennt. Das verhindert das Auslösen bei kurzzeitigen Überlasten.

Bei einem Kurzschluss, bei dem extrem hohe Ströme in sehr kurzer Zeit fließen, erhitzt sich der Schmelzleiter blitzartig. Der schnelle Temperaturanstieg führt zum nahezu sofortigen Schmelzen des Leiters, wodurch der Stromfluss abrupt unterbrochen wird. Der entstehende Lichtbogen beim Schmelzen wird durch das Löschmittel im Sicherungsgehäuse gelöscht. Der Quarzsand schmilzt durch die entstandene Hitze und bildet eine isolierende Glasmasse, die den Lichtbogen effektiv erstickt und eine weitere Stromführung verhindert.

Sobald der Schmelzleiter durchgeschmolzen ist, wird der Stromkreis unterbrochen. Das schützt die nachgeschalteten Geräte und Leitungen vor Überhitzung, Beschädigung oder Zerstörung. Der NH-Sicherungseinsatz muss nun ausgetauscht werden. Spezielle Sicherungs-Einsätze und NH-Trenner erleichtern den Austausch und gewährleisten, dass die neue Sicherung korrekt installiert wird. NH-Trenner finden sich häufig in industriellen Schaltanlagen, in denen hohe Ströme und Spannungen auftreten. Sie bieten zudem eine sichere Möglichkeit, Teile des Stromkreises zu isolieren.

Einige NH-Sicherungseinsätze verfügen über ein optisches Anzeigeelement, das aktiviert wird, wenn die Sicherung ausgelöst hat. Dies erleichtert die Identifizierung der ausgelösten Sicherung ohne den Einsatz zusätzlicher Messgeräte.